微生物代謝(4)講稿

1、關(guān)于微生物的代謝 (4)第一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月新陳代謝（metabolism）簡稱代謝，泛指發(fā)生在活細(xì)胞中的各種分解代謝（catabolism）和合成代謝(anabolism)的總和、分解代謝酶系復(fù) 雜 分 子（有機(jī)物）簡單分子+ ATP + H合成代謝酶系第二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2第一節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝產(chǎn)能代謝是指物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，逐步分解并釋放能量的過程最初能源有機(jī)物化能異養(yǎng)菌日 光光能營養(yǎng)菌無機(jī)物化能自養(yǎng)菌通用能源（ATP）能量代謝是新陳代謝的核心問題第三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3（一）化能異養(yǎng)微

2、生物的生物氧化和產(chǎn)能生物氧化的形式包括某物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫和失去電子3種；生物氧化就是發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)；生物氧化的過程有脫氫（或電子）、遞氫（或電子）、和受氫（或電子）3個階段。第四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月4 產(chǎn)能（ATP）生物氧化的功能： 產(chǎn)還原力H 產(chǎn)小分子中間代謝物 呼吸生物氧化的類型： 無氧呼吸 發(fā)酵第五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月5發(fā)酵（fermentation） 是指無氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力不經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給一內(nèi)源氧化性中間代謝產(chǎn)物的一類低效產(chǎn)能反應(yīng)。在發(fā)酵工業(yè)上，發(fā)酵是指任何利用厭氧或好氧微生物來生產(chǎn)有用代謝

3、產(chǎn)物的一類生產(chǎn)方式。定義：第六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月6一、發(fā)酵（將葡萄糖降解為丙酮酸）糖酵解(四種途徑)1、EMP途徑2、HMP途徑3、ED途徑4、磷酸解酮酶生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解第七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月71、EMP途徑 第一階段只是生成兩分子的主要中間代謝產(chǎn)物：3-磷酸甘油醛與磷酸二羥丙酮。此階段的反應(yīng)并不涉及電子轉(zhuǎn)移； 第二階段發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放能量合成ATP，同時形成兩分子的丙酮酸。 第八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月8EMP途徑提供ATP和NADH第九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月92、HMP（

4、戊糖磷酸途徑 ）大多數(shù)好氧和兼性厭氧菌都存在HM途徑，且往往與EMP途徑同時存在。第十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月10HMP途徑的重要意義為核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。 產(chǎn)生大量NADPH2，一方面為脂肪酸、固醇等物質(zhì)的合成提供還原力，另方面可通過呼吸鏈產(chǎn)生大量的能量。 與EMP途徑在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸處連接，可以調(diào)劑戊糖供需關(guān)系。 途徑中的赤蘚糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、堿基合成、及多糖合成。 途徑中存在3-7碳的糖，使具有該途徑微生物的所能利用利用的碳源譜更為更為廣泛。 通過該途徑可產(chǎn)生許多種重要的發(fā)酵產(chǎn)物。如核苷酸、若干氨基酸、輔酶

5、和乳酸（異型乳酸發(fā)酵）等。 HMP途徑在總的能量代謝中占一定比例，且與細(xì)胞代謝活動對其中間產(chǎn)物的需要量相關(guān)第十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月113、ED途徑第十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月12 2- 酮 -3- 脫氧 -6- 磷酸葡萄糖酸（ KDPG ）裂解為丙酮酸和 3- 磷酸甘油醛是有別于其它途徑的特征性反應(yīng)。 2- 酮 -3- 脫氧 -6- 磷酸葡萄糖酸醛縮酶是 ED 途徑特有的酶。 ED 途徑中最終產(chǎn)物，即 2 分子丙酮酸，其來歷不同。 1 分子是由 2- 酮 -3- 脫氧 -6- 磷酸葡萄糖酸直接裂解產(chǎn)生，另 1 分子是由磷酸甘油醛經(jīng) EMP 途徑獲得。

6、這 2 個丙酮酸的羧基分別來自葡萄糖分子的第一與第四位碳原子。 1mol 葡萄糖經(jīng) ED 途徑只產(chǎn)生 1 mol ATP ，從產(chǎn)能效率看， ED 途徑不如 EMP 途徑。 ED 途徑的特點(diǎn)是：這條途徑是在研究嗜糖假單胞菌的代謝時發(fā)現(xiàn)的，所以簡稱為ED途徑。第十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月134.磷酸解酮酶途徑明串珠菌進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵過程中分解己糖（HK）和戊糖(PK)的途徑第十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月14酵母菌發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乙醇一型發(fā)酵：終產(chǎn)物為乙醇二型發(fā)酵：生成甘油三型發(fā)酵：終產(chǎn)物為甘油、乙醇、乙酸乳酸菌發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乳酸同型發(fā)酵：通過EMP途徑僅產(chǎn)生乳酸

7、的發(fā)酵異型發(fā)酵：通過HMP(PK)途徑產(chǎn)生乳酸、乙醇、乙酸等有機(jī)化合物的發(fā)酵雙歧發(fā)酵：雙歧桿菌發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乳酸第十五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月15由EMP途徑中的丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵: 乙醇發(fā)酵（一型發(fā)酵）、同型乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、 2,3-丁二醇發(fā)酵、 混合酸發(fā)酵、丁酸型發(fā)酵通過HMP途徑的發(fā)酵: 異型乳酸發(fā)酵通過ED途徑進(jìn)行的發(fā)酵： 細(xì)菌的酒精發(fā)酵（異型酒精發(fā)酵）常見的發(fā)酵種類：第十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月16葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2( 1,3-二-磷酸甘油酸） 2乳酸 2丙酮酸同型乳酸發(fā)酵2NAD+ 2NADH4ATP4ADP2ATP 2ADP

8、Lactococcus lactis 乳鏈球菌Lactobacillus plantarum 植物乳桿菌第十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月17三、HMP途徑異型乳酸發(fā)酵 凡葡萄糖經(jīng)發(fā)酵后除了主要產(chǎn)生乳酸外，還產(chǎn)生乙醇、乙酸和CO2等多種產(chǎn)物的發(fā)酵。菌株有：腸膜明串珠菌、乳脂明串珠菌、短乳桿菌、兩歧雙歧桿菌等。經(jīng)典途徑雙歧桿菌途徑利用葡萄糖：乳酸、乙醇、CO2、H2O利用核糖：乳酸、乙酸、 H2O利用果糖：乳酸、乙酸、 甘露醇、 CO2利用葡萄糖：乙酸、乳酸第十八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月18葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛乳酸乙酰磷

9、酸NAD+ NADHNAD+ NADHATP ADP乙醇 乙醛 乙酰CoA2ADP 2ATP-2H-CO2第十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月19雙歧發(fā)酵：磷酸己糖解酮途徑 2葡萄糖 2葡萄糖-6-磷酸6-磷酸果糖 6-磷酸-果糖2木酮糖-5-磷酸2甘油醛 -3-磷酸 2乙酰磷酸2乳酸2乙酸乙酸磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶戊同EMP逆HMP途徑4-磷酸-赤蘚糖 乙酰磷酸乙酸激酶第二十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月20同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較類型途徑產(chǎn)物產(chǎn)能/葡萄糖菌種代表同型EMP2乳酸2ATPLactobacillus debruckii異型HMP(WD)1乳

10、酸1乙醇1CO21ATPLeuconostoc mesenteroides異型HMP(WD)1乳酸1乙酸1CO22ATPLactobacillus brevis第二十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月21酵母菌（在pH3.5-4.5時）的乙醇發(fā)酵 脫羧酶 脫氫酶 丙酮酸 乙醛 乙醇細(xì)菌(Zymomonas mobilis)的乙醇發(fā)酵 通過ED途徑產(chǎn)生乙醇，總反應(yīng)如下： 葡萄糖+ADP+Pi 2乙醇+2CO2+ATP細(xì)菌(Leuconostoc mesenteroides)的乙醇發(fā)酵 通過WD途徑產(chǎn)生乙醇、乳酸等，總反應(yīng)如下： 葡萄糖+ADP+Pi 乳酸+乙醇+CO2+ATP 酒精（乙

11、醇）發(fā)酵第二十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月22細(xì)菌的乙醇發(fā)酵葡萄糖2-酮-3-脫氧-6-磷酸-葡萄糖酸3-磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸乙醇 乙醛2乙醇2CO22H2H+ATP2ATP菌種：運(yùn)動發(fā)酵單胞菌等途徑：ED第二十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月23混合酸發(fā)酵概念：埃希氏菌、沙門氏菌、志賀氏菌屬的一些菌通過EMP途徑將葡萄糖轉(zhuǎn)變成琥珀酸、乳酸、甲酸、乙醇、乙酸、H2和CO2等多種代謝產(chǎn)物，由于代謝產(chǎn)物中含有多種有機(jī)酸，故將其稱為混合酸發(fā)酵。 葡萄糖琥泊酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸 乳酸 丙酮酸 乙醛 乙酰 CoA 甲酸 乙醇 乙酰磷酸 CO2 H2 乙酸丙酮酸甲

12、酸裂解酶乳酸脫氫酶甲酸-氫裂解酶磷酸轉(zhuǎn)乙酰酶乙酸激酶PEP羧化酶乙醛脫氫酶+2HpH6.2第二十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月24鑒別腸道細(xì)菌的試驗(yàn)產(chǎn)酸產(chǎn)氣試驗(yàn)： Escherichia與Shigella在 利用葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵時，前者具有甲酸氫解酶，可在產(chǎn)酸的同時產(chǎn)氣，后者則因無此酶，不具有產(chǎn)氣的能力。甲基紅試驗(yàn)：大腸桿菌與產(chǎn)氣氣桿菌在利用葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵時，前者可產(chǎn)生大量的混合酸，后者則產(chǎn)生大量的中性化合物丁二醇，因此在發(fā)酵液中加入甲基紅試劑時，前者呈紅色，后者呈黃色。第二十五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月25鑒別腸道細(xì)菌的V.P試驗(yàn)鑒別原理 縮合 脫羧2丙酮酸 乙酰

13、乳酸 乙酰甲基甲醇 堿性條件 二乙酰 （與培養(yǎng)基中精氨酸的胍基結(jié)合）紅色化合物第二十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月26大腸桿菌：產(chǎn)氣桿菌：V.P.試驗(yàn)陽性甲基紅試驗(yàn)陰性V.P.試驗(yàn)陰性甲基紅試驗(yàn)陽性第二十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月27（二）遞氫和受氫第二十八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月28（三）電子傳遞與氧化呼吸鏈一、電子傳遞過程 電子傳遞過程包括電子從還原型輔酶上通過 一系列按照電子親和力遞增順序排列的電子載體所構(gòu)成的電子傳遞鏈傳遞到氧的過程。 需氧細(xì)胞內(nèi)糖、脂肪、氨基酸等通過各自的分解途徑，所形成的還原型輔酶，包括NADH和FADH2通過電子傳

14、遞途徑被重新氧化。還原型輔酶上的氫原子以質(zhì)子形式脫下， 其電子沿著一系列的電子載體轉(zhuǎn)移，最后轉(zhuǎn)移到分子氧。質(zhì)子和離子型氧結(jié)合成水。在電子傳遞過程中釋放出的大量自由能則使ADP磷酸化成ATP。/swhx/elearning/xxzc/player.asp?file=7.swf&name=%BA%F4%CE%FC%C1%B4第二十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月29MH2 NAD FMN C0Q b (-0.32v) (0.0v)C1 C a a3 O2 H2O (+0.26) (+0.28) (+0.82v)呼吸鏈中NAD+/NADH的E0值最小，而O2/H2O的E0值最大，所以，電

15、子的傳遞方向是從NADH 。電子傳遞伴隨ADP磷酸化成ATP全過程又稱為氧化呼吸鏈。第三十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月30電子傳遞部位：電子傳遞鏈在真核細(xì)胞發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，在原核細(xì)胞發(fā)生在質(zhì)膜上。成員 ：呼吸鏈電子載體主要有：NAD+、黃素蛋白、輔酶Q 、鐵硫蛋白、銅原子、細(xì)胞色素等。 第三十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月311、NAD+ 即煙酰胺嘌呤二核苷酸，是體內(nèi)很多脫氫酶的輔酶，連接三羧酸循環(huán)和呼吸鏈。2、黃素蛋白： 含F(xiàn)MN或FAD的蛋白質(zhì)，每個FMN或FAD可接受2個電子2個質(zhì)子。呼吸鏈上具有FMN為輔基的NADH脫氫酶，以FAD為輔基的琥珀酸脫氫酶。

16、 第三十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月323、輔酶Q： 是脂溶性小分子量的醌類化合物，通過氧化和還原傳遞電子。有3種氧化還原形式即氧化型醌Q，還原型氫醌（QH2）和介于兩者之者的自由基半醌（QH）。 4、鐵硫蛋白： 在其分子結(jié)構(gòu)中每個鐵原子和4個硫原子結(jié)合，通過Fe2+、Fe3+互變進(jìn)行電子傳遞，有FeS、2Fe-2S和4Fe-4S三種類型 第三十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月335、銅原子： 位于線粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素氧化酶上，形成類似于鐵硫蛋白的結(jié)構(gòu)，通過Cu2+、Cu1+的變化傳遞電子。 6、細(xì)胞色素： 分子中含有血紅素鐵，以共價形式與蛋白結(jié)合，通過Fe3+、F

17、e2+形式變化傳遞電子，呼吸鏈中有5類，即：細(xì)胞色素a、a3、b、c、c1，其中a、a3含有銅原子。 第三十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月34葡萄糖經(jīng)不同脫氫途徑后的產(chǎn)能效率的特點(diǎn)和差別第三十五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月35根據(jù)脫氫后，遞氫過程，尤其是受氫體的不同，生物氧化可分為下列三種類型：第三十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月361、呼吸（respiration） 又稱好氧呼吸，其特點(diǎn)是底物常規(guī)方式脫氫后，脫下的氫經(jīng)完整的呼吸鏈又稱電子傳遞鏈傳遞，最終被外源分子氧接受，產(chǎn)生了水并釋放出ATP形式的能量。是一種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式.第三

18、十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月37TCA循環(huán)第三十八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月382、無氧呼吸（anaerobic respiration） 又稱厭氧呼吸，一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機(jī)氧化物（個別為有機(jī)氧化物）的生物氧化，是一種無氧條件下進(jìn)行的產(chǎn)能效率較低的特殊呼吸。 是一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機(jī)氧化物的生物氧化。第三十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月39 以硝酸鹽作為最終電子受體的生物學(xué)過程，也稱為異化性硝酸鹽還原作用（Dissimilative）。（1）硝酸鹽呼吸第四十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月40（2）硫酸鹽呼吸 是一

19、類稱作硫酸鹽還原細(xì)菌的嚴(yán)格厭氧菌在無氧 條件下獲取能量的方式，其特點(diǎn)是底物脫氫后，經(jīng)呼吸鏈遞氫，最終由末端氫受體硫酸鹽受氫，在遞氫的過程中與氧化磷酸化相偶聯(lián)而獲得ATP。（3）硫呼吸 以無機(jī)硫作為呼吸鏈的最終氫受體產(chǎn)生H2S的生物氧化作用.第四十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月41（4）鐵呼吸呼吸鏈的末端受體是Fe3+。（5）碳酸鹽呼吸吸鏈的末端氫受體是CO2 或重碳酸鹽。（6）延胡索酸呼吸呼吸鏈的末端氫受體是延胡索酸，琥珀酸是還原產(chǎn)物。第四十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月42（二）、自養(yǎng)微生物生物氧化一些微生物可以氧化無機(jī)物獲得能量，同化合成細(xì)胞物質(zhì)，稱為化能自養(yǎng)微

20、生物。第四十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月43化能自養(yǎng)微生物 還原CO2所需要的ATP和H是通過氧化無機(jī)物而獲得的。NH4+、NO2-、H2S、S0、H2、Fe2+等呼吸鏈的氧化磷酸化反應(yīng)硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌 等屬于化能自養(yǎng)類型第四十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月44能量轉(zhuǎn)化一、底物水平磷酸化 指在分解代謝過程中，底物因脫氫、脫水等作用而使能量在分子內(nèi)部重新分布，形成高能磷酸化合物，然后將高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP形成ATP的過程。 例如甘油醛-3-磷酸脫氫，形成一個高能磷酸基團(tuán)，在酶的催化下，將高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)給ADP，生成甘油酸-3-磷酸與ATP。 第四

21、十五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月45二、氧化磷酸化 是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。電子沿呼吸鏈由低電位流向高電位是個逐步釋放能量的過程。 第四十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月46化學(xué)滲透假說： 1.NADH的氧化: 其電子沿呼吸鏈的傳遞，造成H+ 被3個H+ 泵，即NADH脫氫酶、細(xì)胞色素bc1復(fù)合體和細(xì)胞色素氧化酶從線粒體基質(zhì)跨過內(nèi)膜泵入膜間隙。 2.H+ 泵出: 在膜間隙產(chǎn)生一高的H+ 濃度，這不僅使膜外側(cè)的pH較內(nèi)側(cè)低（形成pH梯度），而且使原有的外正內(nèi)負(fù)的跨

22、膜電位增高，由此形成的電化學(xué)質(zhì)子梯度成為質(zhì)子動力，是H+ 的化學(xué)梯度和膜電勢的總和。 3.H+ 通過ATP合酶流回到線粒體基質(zhì)，質(zhì)子動力驅(qū)動ATP合酶合成ATP。 第四十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月47三、光合磷酸化光能營養(yǎng)微生物產(chǎn)氧不產(chǎn)氧真核生物：藻類及綠色植物原核生物：藍(lán)細(xì)菌真細(xì)菌：光合細(xì)菌古細(xì)菌：嗜鹽菌第四十八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月481. 環(huán)式光合磷酸化 不產(chǎn)生氧產(chǎn)物只有ATP特點(diǎn)：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式第四十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月492.非環(huán)式光合磷酸化 還原力來自H2O的光解同時產(chǎn)生還原力、ATP和O2有PS和PS兩個光合系

23、統(tǒng)特點(diǎn)：有氧條件下進(jìn)行第五十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月503.嗜鹽菌紫膜的光合作用 一種只有嗜鹽菌才有的，無葉綠素或細(xì)菌葉綠素參與的獨(dú)特的光合作用。嗜鹽菌細(xì)胞膜紅色部分（紅膜）紫色部分（紫膜）主要含細(xì)胞色素和黃素蛋白等用于氧化磷酸化的呼吸鏈載體在膜上呈斑片狀（直徑約0.5 mm）獨(dú)立分布，其總面積約占細(xì)胞膜的一半，主要由細(xì)菌視紫紅質(zhì)組成。第五十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月51紫膜的光合磷酸化是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最簡單的光合磷酸化反應(yīng)第五十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月52第二節(jié) 耗能代謝一、CO2的固定將空氣中的CO2同化成細(xì)胞物質(zhì)的過程稱為CO2的

24、固定 固定CO2的途徑主要有兩條卡爾文循環(huán)還原性三羧酸循環(huán) （一）細(xì)胞物質(zhì)的合成 第五十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月53二、生物固氮 微生物將氮還原為氨的過程稱為生物固氮 具有固氮作用的微生物近50個屬，包括細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌 根據(jù)固氮微生物與高等植物以及其他生物的關(guān)系，可以把它們分為三大類：自生固氮菌共 生固氮菌 聯(lián)合固氮菌 第五十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月54a.自生固氮菌一類不依賴于它種生物共生而能獨(dú)立進(jìn)行固氮的生物自生固氮菌好氧：固氮菌屬、氧化亞鐵硫桿菌屬、藍(lán)細(xì)菌等兼性厭氧：克雷伯氏菌屬、紅螺菌屬等厭氧：巴氏梭菌、著色菌屬、縁假單脃菌屬等第五十五張，

25、PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月55b. 共生固氮菌必須與它種生物共生在一起才能進(jìn)行固氮的生物共生固氮菌非豆科：弗蘭克氏菌屬等滿江紅：滿江紅魚腥 藍(lán)細(xì)菌等根瘤豆科植物：根瘤菌屬等植物地衣：魚腥藍(lán)細(xì)菌屬等第五十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月56c. 聯(lián)合固氮菌 必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能進(jìn)行固氮的生物。聯(lián)合固氮菌根際：生脂固氮 螺菌芽胞桿菌屬等葉面：克雷伯氏菌屬、固氮菌屬等動物腸道：腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等第五十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月571固氮反應(yīng)的條件 ATP 還原力H及其載體 固氮酶 鎂離子 厭氧微環(huán)境 底物N2 第五十八張，PPT共

26、七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月582固氮的生化途徑總反應(yīng)：N2+8H+1824ATP2NH3+H2第五十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月59二、糖類的合成 肽聚糖是絕大數(shù)原核生物細(xì)胞壁所含有的獨(dú)特成分；它在細(xì)菌的生命活動中有著重要的功能。它是許多重要抗生素作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。 根據(jù)反應(yīng)部位的不同可分成三個合成階段第六十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月601.在細(xì)胞質(zhì)中的合成a.由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸第六十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月61b.由N-乙酰胞壁酸合成“Park”核苷酸第六十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月622.在細(xì)胞

27、膜中的合成第六十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月633.在細(xì)胞膜外的合成第六十四張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月64第三節(jié) 微生物的代謝調(diào)節(jié)與發(fā)酵生產(chǎn)微生物細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)主要是通過控制酶的作用來實(shí)現(xiàn)的 調(diào)節(jié)類型酶合成調(diào)節(jié) 酶活性調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)的是已有酶分子的活性，是在酶化學(xué)水平上發(fā)生的 調(diào)節(jié)的是酶分子的合成量，是在遺傳學(xué)水平上發(fā)生的 一. 代謝調(diào)節(jié)第六十五張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月651、變構(gòu)調(diào)節(jié) 此種調(diào)節(jié)控制作用是由變構(gòu)酶來調(diào)節(jié)的。它是一種可以通過與效應(yīng)物的作用，使自己構(gòu)象發(fā)生改變，從而活性發(fā)生變化。其酶分子上除了有活性中心外，還有別構(gòu)中心。 調(diào)節(jié)物（或效應(yīng)

28、物）與酶分子中的別構(gòu)中心（調(diào)節(jié)中心或控制中心）結(jié)合后，誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活動中心對底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度及代謝過程。酶活性調(diào)節(jié)第六十六張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月662、修飾調(diào)節(jié) 這種調(diào)控作用由共價調(diào)節(jié)酶起作用。共價調(diào)節(jié)酶的催化性質(zhì)因受到一個小基團(tuán)的共價修飾而發(fā)生顯著變化，使其從有活性到無活性或相反。從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)酶的活化或抑制，進(jìn)而控制代謝的速度和方向第六十七張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月671.同功酶調(diào)節(jié)定義：催化相同的生化反應(yīng)，而酶分子結(jié)構(gòu)有差別的一組酶。意義：在一個分支代謝途徑中，如果在分支點(diǎn)以前的一個較早的反應(yīng)是由

29、幾個同功酶催化時，則分支代謝的幾個最終產(chǎn)物往往分別對這幾個同功酶發(fā)生抑制作用。某一產(chǎn)物過量僅抑制相應(yīng)酶活，對其他產(chǎn)物沒影響。二、分支合成途徑調(diào)節(jié)第六十八張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月68舉例：大腸桿菌的天冬氨酸族氨基酸合成的調(diào)節(jié)第六十九張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月692.協(xié)同反饋抑制定義： 分支代謝途徑中幾個末端產(chǎn)物同時過量時才能抑制共同途徑中的第一個酶的一種反饋調(diào)節(jié)方式。第七十張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月70舉例：谷氨酸棒桿菌、多粘芽孢桿菌 天冬氨酸族氨基酸合成中天冬氨酸激酶受賴氨酸和蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制和阻遏。第七十一張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月713.累積反饋抑制定義：每一分支途徑末端產(chǎn)物按一定百分比單獨(dú)抑制共同途徑中前面的酶，所以當(dāng)幾種末端產(chǎn)物共同存在時它們的抑制作用是積累的，各末端產(chǎn)物之間既無協(xié)同效應(yīng)，亦無拮抗作用。第七十二張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月724.順序反饋抑制sequential feedback inhibition一種終產(chǎn)物的積累,導(dǎo)致前一中間產(chǎn)物的積累，通過后者反饋抑制合成途徑關(guān)鍵酶的活性，使合成終止。舉例：枯草芽孢桿菌芳香族氨基酸合成的調(diào)節(jié)第七十三張，PPT共七十九頁，創(chuàng)作于2022年6月732. 代謝調(diào)節(jié)的應(yīng)用a. 應(yīng)用營養(yǎng)