微生物学_05微生物的代谢

在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物(细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体原生动物以及单细胞藻类)的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律,并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学

主要内容：5.1 代谢概论

5.2 微生物产能代谢 5.3 微生物的耗能代谢5.4 微生物代谢的调节 5.5微生物的次级代谢

在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物(细菌、放线菌、真菌、病毒、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体原生动物以及单细胞藻类)的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律,并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学

5.1 代谢概论新陈代谢(Metabolism):简称“代谢”,是生命活动的基本过程，是维持生物体的生长、繁殖、

运动等生命活 动的基础。

反应总和：为生命体与内、外界所进行的一切化学反应的总和。

两大类型：包括两大类型，即分解代谢与合成代谢。

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分解代谢 (Catabolism)

又称“异化作用”:大分子物质可以降解成小 分子物质，并在这个过程中产生能量。

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分解代谢的三个阶段

第一阶段：将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养 物质降解成为氨基酸、单糖及脂肪酸等小分

子物质；第二阶段：将第一阶段产物进一步降解成更为简

单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在这个阶段会产生一

些ATP、NADH及FADH2;

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第三阶段：通过三羧酸循环将第二阶段产物完全 降解生成CO2,并产生ATP、NADH及FADH2。

第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通

过电子传递链被氧化，可产生大量的ATP。

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合成代谢 (Anabolism)又称“同化作用”,是指细胞利用简单的小分子 物质合成复杂大分子过程，在这个过程中要消耗 能量。

吸收：生物体从外界不断摄取各种营养物及能量等。合成：合成代谢利用吸收各种营养物、中间代谢物与能量转化成自身的组成物等。

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分解与合成代谢的关系分解代谢与合成代谢两者密不可分。

其各自的方向与速度受生命体内、外各种因素的调节以适应不断变化着的内、外环境。

复杂分子 (有机物)

分解代谢酶系 合成代谢酶系

简单分子+ATP+[H] (有机或无机物)

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微生物产生和利 用能量及其与代 谢的关系图

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5.2 微生物的产能代谢

能量代谢：是新陈代谢的核心问题。中心任务：生物体如何把外界环境中和日光辐射能)转换成生物体的通用能 源 — ATP。

多种形式的最初能源(有机物、还原态无机物、

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一、异养微生物的生物氧化生物氧化: 物质在生物体内经过一系列连续的氧化还 原反应，逐步分解并释放能量的过程称为~,是一 个产能代谢过程。 异养微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原 异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无 反应中电子受体的不同可分成发酵和呼吸两种 机物，通过生物氧化来进行产能代谢 类型，而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两 种方式。

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1. 发酵(fermentation)发酵(fermentation): 指微生物细胞将有机物氧化

所释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量，并产生各种不

同的代谢产物。无氧 底物-H2 中间代谢物

底物 + 少量能量

中

间代谢物-H2 (发酵产物)

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发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机酸、氨基 酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。

生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解(glycolysis),主要分为四种途径：EMP途径、HMP途径、 ED途径、磷酸解酮酶途径

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