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1、第 二 章 微 生 物 的 基 礎(chǔ) 代 謝 能 量 代 謝 原 理 微 生 物 的 分 解 代 謝 微 生 物 的 合 成 代 謝 主 講 內(nèi) 容 基 本 概 念 自 養(yǎng) 菌異 養(yǎng) 菌 化 能 自 養(yǎng) 菌 ：無 機(jī) 物 為 能 源光 能 自 養(yǎng) 菌有 機(jī) 物 為 能 源微 生 物 代 謝 類 型 2.1 能 量 代 謝 原 理 1、 能 量 代 謝 的 熱 力 學(xué)熱 力 學(xué) 第 一 定 律 ： 能 量 守 恒 定 律 第 二 定 律 ： 自 然 界 的 熵 的 總 量 是 增 加 的第 三 定 律 ： 絕 對 零 度 下 所 有 物 質(zhì) 的 熵 為 0 2、 能 量 的 產(chǎn) 生 與 偶 合 3

2、、 能 量 的 偶 合 化 學(xué) 偶 合 假 說 化 學(xué) 滲 透 偶 聯(lián) 假 說 構(gòu) 型 偶 合 假 說 4、 用 于 細(xì) 胞 的 能 量 轉(zhuǎn) 化 2.2 微 生 物 的 分 解 代 謝細(xì) 胞 將 大 分 子 物 質(zhì) 降 解 成 小 分 子 物 質(zhì) ， 并在 這 個 過 程 中 產(chǎn) 生 能 量 。流 程 圖 如 下 ： 蛋 白 質(zhì) 多 糖 脂 類 氨 基 酸 單 糖 甘 油 脂 肪 酸 丙 酮 酸 、 PEP、 乙 酰 輔 酶 A等有 氧CO2 ， H20， 能 量 （ 三 羧 酸 循 環(huán) 無 氧乙 醇 、 丙 酮 、 丁 醇 、 乙 酸 、 乳 酸 等 1、 葡 萄 糖 的 分 解 代 謝 E

3、MP途 徑 HMS 途徑 ED途 徑假 單 胞 菌 固 氮 菌根 瘤 菌糞 腸 球 菌 PK途 徑 各 途 經(jīng) 的 相 互 關(guān) 系中 TCA循 環(huán) 乙 醛 酸 循 環(huán) 糖 代 謝 ： 多 糖 寡 糖 單 糖 有 氧 、 無 氧 呼 吸 葡 萄 糖 分 解 途 徑糖 酵 解 （ EMP） 、 己 糖 磷 酸 （ HMP） 、 多 多 羅 夫 （ ED） 、 磷 酸 酮 糖 （ PK）糖 酵 解 （ EMP） 生 成 能 量 最 多2ATP+2NADH 不 產(chǎn) 生 嘌 呤 、嘧 啶 合 成 前 提物 。 己 糖 磷 酸 （ HMS） 生 成 6NADPH提 供 合 成 核 酸 、吡 啶 核 苷 酸

4、 所 需 要的 戊 糖 ， 合 成 芳 香氨 基 酸 和 維 生 素 的前 提 物 。 多 多 羅 夫 （ ED） 獨(dú) 立 途 徑 ， 直 接 生 成 丙 酮 酸 。生 成 能 量 少磷 酸 酮 糖 （ PK） HMS分 支 ， 生 成 能 量 少 。乳 酸 發(fā) 酵 細(xì) 菌 中 。 分解代謝 2、 多 糖 和 單 糖 的 利 用 3、 厭 氧 代 謝 過 程 發(fā) 酵 在 生 物 氧 化 或 能 量 代 謝 中 ， 發(fā) 酵 僅 是 指 在 無 氧 條 件 下 ， 底 物 脫 氫 后所 產(chǎn) 生 的 還 原 力 H不 經(jīng) 過 呼 吸 鏈 傳 遞 而 直 接 交 給 某 一 內(nèi) 源 氧 化 性 中間

5、代 謝 產(chǎn) 物 的 一 類 低 效 產(chǎn) 能 反 應(yīng) 。 梭 桿 菌 、 腸 道 桿 菌 、 乳 酸 桿 菌 乙 醇 的 發(fā) 酵 丙 酮 、 丁 醇 、 乙 酸 、 丁 酸 發(fā) 酵 丁 酸 的 形 成 丙 酮 、 丁 醇 的 形 成 丙 酸 和 琥 珀 酸 的 形 成 丙 酸 的 形 成 乳 酸 細(xì) 菌 中 丁 二 酮與 3-羥 基 丁 酮 的 形 成 4、 脂 肪 酸 、 脂 烴 和 芳 香 烴 的 氧 化 5、 氮 的 循 環(huán) 和 氨 基 酸 的 降 解 氨 基 酸 的 降 解 6、 硫 的 代 謝 7、 核 苷 酸 的 降 解 和 有 機(jī) 磷 的 代 謝 8、 聚 合 物 的 降 解 小

6、結(jié) 2.3 微 生 物 的 合 成 代 謝 1、C1的同化 2、 分 子 氮 的 同 化 3、 硝 酸 鹽 的 同 化 4、 氨 的 同 化 3.6、 氨 基酸 的 生 物合 成 5、 組 氨 酸 的 元 素 來 源 6、 經(jīng) 氨 基 酸 途 徑 的 含 氮 化 合 物 的 生 物 合 成 7、 核 苷 酸 的 合 成 8、 脂 質(zhì) 的 合 成 9、 聚 類 異 戊 二 烯 化 合 物 的 合 成 10、 糖 磷 酸 酯 和 糖 核 苷 酸 、 多 糖 的 合 成 11、 多 糖 的 合 成 合 成 代 謝 的 主 要 類 型C1的 同 化 、 N的 同 化 、 硫 酸 鹽 同 化 、 核 苷

7、 酸 合 成 、 脂 質(zhì) 合 成 、 甾 類 化 合 物 、 氨 基 酸 合 成 等 糖 酵 解 逆 反 應(yīng) 固 定 CO2、 甲 醇 、甲 醛 等 固 氮 菌 NH3 NO3-NH3 NH3谷 氨 酸 、 谷 氨 酰胺 、 天 冬 氨 酰 胺 等 H2SO4H2S 核 糖 核 苷 酸 脫 氧 核 糖 核 苷 酸 脂 肪 酸 ： 細(xì) 菌 利 用 厭 氧 、 需 氧 二種 途 徑 。 不 飽 和 脂 肪 酸 ： 葡 萄 糖 合 成 ， 外源 去 飽 和 。 有 沉 沒 、 固 體 發(fā) 酵 。 磷 脂 ： 由 脂 肪 酸 合 成 。 膽 固 醇 腎 上 腺 素 性 激 素 維 生 素 D合 成 代 謝 能 量 和 碳 源 的 流 動