微生物的生理培训课件.ppt

1、微生物的生理微生物的生理 这些能量有的被用于合成反应和生命的其他活动，这些能量有的被用于合成反应和生命的其他活动，有的以热量的形式散发，有的被贮存在有的以热量的形式散发，有的被贮存在ATP（三（三磷酸腺苷）磷酸腺苷）中。中。ATPATP含有高能磷酸键（含有高能磷酸键（31.4KJ31.4KJ），但仅是能量的暂时贮存），但仅是能量的暂时贮存物质，若要长期储存能量，物质，若要长期储存能量，ATPATP将转化成储能物，如聚将转化成储能物，如聚羟基丁酸，淀粉等。羟基丁酸，淀粉等。化能异养菌化能异养菌光能营养菌光能营养菌化能自养菌化能自养菌ATP日光日光 有机物有机物最最初初能能源源还原态无机物还原态无

2、机物通通用用能能源源3 3、ATPATP的生成方式的生成方式ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式底物水平磷酸化作用与氧化磷酸化作用的区别：底物水平磷酸化作用与氧化磷酸化作用的区别：底物水平磷酸化作用是指ATP的形成直接与一个中间代谢中间代谢物上的磷酸基团转移相偶联物上的磷酸基团转移相偶联。氧化磷酸化作用是指ATP的生成基于电子传递相偶联电子传递相偶联的磷酸作用。ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式（一）化能异氧型微生物的产能代谢（一）化能异氧型微生物的产能代谢（二）化能自氧型微生物的产能代谢（二）化能自氧型微生物的产能代谢（三）光

3、能自氧型微生物的产能代谢（三）光能自氧型微生物的产能代谢（一）化能异养型微生物的产能代谢（一）化能异养型微生物的产能代谢AH2 +B A+BH2供氢体供氢体 受氢体受氢体AH2A+2H+2e-失去电子伴随脱氢失去电子伴随脱氢B+2H+2e-BH2 得到电子伴随加氢或脱氧得到电子伴随加氢或脱氧定义定义：无无外源电子受体的条件下，底物脱氢后所产生外源电子受体的条件下，底物脱氢后所产生的的还原力还原力H未未经呼吸链传递而直接交给某一经呼吸链传递而直接交给某一内内源性中间代谢物接受源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。的一类生物氧化反应。n有少量能量

4、释放有少量能量释放，多数能量仍保留在产物中。，多数能量仍保留在产物中。n发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机酸、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。氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。乙醇发酵途径乙醇发酵途径葡萄糖被分解为葡萄糖被分解为丙酮酸丙酮酸的过程称为的过程称为糖酵解糖酵解，主要分为四种途径：主要分为四种途径：EMP、HMP、ED、磷、磷酸解酮酶途径酸解酮酶途径。葡萄糖的酵解葡萄糖的酵解糖酵解反应式：糖酵解反应式：C6H12O6+2NAD+2Pi+2ADP2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP丙酮酸还原为乙醇反应式

5、：丙酮酸还原为乙醇反应式：CH3COCOOH+NADH+H+CH3CH2OH+CO2乙醇发酵总反应式：乙醇发酵总反应式：C6H12O6+2Pi+2ADP 2CH3CH2OH+2CO2+2ATP 238.3KJ能量利用率：能量利用率：仍然以葡萄糖为例子，讲解好氧呼吸过程仍然以葡萄糖为例子，讲解好氧呼吸过程葡萄糖的好氧呼吸分为两个阶段：葡萄糖的好氧呼吸分为两个阶段：1、糖酵解阶段糖酵解阶段，形成丙酮酸，即，形成丙酮酸，即EMP途径途径酵酵解阶段解阶段2、丙酮酸有氧分解阶段，即、丙酮酸有氧分解阶段，即三羧酸循环三羧酸循环（TCA循环循环）阶段）阶段CH3CCOOHO+HS-CoANAD+CH3COS

6、CoA+CO2NADH丙酮酸脱氢酶系丙酮酸辅酶A乙酰辅酶ANADHNAD+2FADH22FADFADFeSFMNFeSQFeS Cyt b Cyt c1Cyt cCyt aCyt a3IVFree energy(G)relative to O2(kcal/mol)504030201020O2H2Oeeen 呼吸链呼吸链（1）NADH（烟（烟酰胺腺嘌呤二核苷酰胺腺嘌呤二核苷酸酸）氧化呼吸链）氧化呼吸链（2）FADH2（黄（黄素腺嘌伶二核苷素腺嘌伶二核苷酸酸）氧化呼吸链）氧化呼吸链H+H+H+Cyt cQ VFADH2FADNAD+NADH2 H+1/2O2H2OADP+Pi氧化磷酸化氧化磷酸化H

7、+H+ATP 合成合成酶酶ATP21NADH3ATPFADH22ATPn 产生能量产生能量三羧酸循环反应式：三羧酸循环反应式：CH3COCOOH+4NAD+Pi+GDP+FAD+3H2O 3CO2+4NADH+4H+FADH2+GTP GTPATP好氧呼吸总反应式：好氧呼吸总反应式：C6H12O6+6O2 38Pi+38ADP 6CO2+6H2O+38ATP糖酵解反应式：糖酵解反应式：C6H12O6+2NAD+2Pi+2ADP 2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP1mol1mol葡萄糖分子完全氧化产生的总能量大约为葡萄糖分子完全氧化产生的总能量大约为2876 2876 KJKJ。释

8、放出来但没被利用的能量以热的形式散发掉。释放出来但没被利用的能量以热的形式散发掉。能量利用率：能量利用率：发酵能量利用率：发酵能量利用率：2ATP/238.3231.4/238.326好氧呼吸能量利用率：好氧呼吸能量利用率：38ATP/28763831.4/2876423 3、无氧呼吸、无氧呼吸无氧呼吸的典型类型无氧呼吸的典型类型化能异氧型微生物的产能代谢化能异氧型微生物的产能代谢三种方式的区别三种方式的区别三种产能代谢方式的比较三种产能代谢方式的比较与化能异氧型微生物的好氧呼吸有什么区别呢？与化能异氧型微生物的好氧呼吸有什么区别呢？相同点相同点：通过电子传递体系的氧化磷酸化产生通过电子传递体

9、系的氧化磷酸化产生ATP不同点不同点：获得能量和获得能量和【H】氧是最终电子受体氧是最终电子受体有机物分解成有机物分解成CO2和水和水 氧化氧化获得能量和获得能量和【H】电子按两个方向进行传递，一部分交给最终电子受体电子按两个方向进行传递，一部分交给最终电子受体氧氧，一部分形成还原态的一部分形成还原态的NAD(P)H NAD(P)H还原还原CO2合成有机物合成有机物 光合作用是自然界一个极其重要的生物学过程，其实质是光合作用是自然界一个极其重要的生物学过程，其实质是通过通过光合磷酸化将光能转变成化学能光合磷酸化将光能转变成化学能，以用于，以用于CO2合成有机合成有机物（细胞物质）。物（细胞物质

10、）。进行光合作用的生物体除了绿色植物外，还包括光合微生进行光合作用的生物体除了绿色植物外，还包括光合微生物，如物，如藻类、蓝细菌和光合细菌藻类、蓝细菌和光合细菌(包括紫色细菌、绿色细菌等包括紫色细菌、绿色细菌等)光合色素是光合生物所特有的色素，是将光能转化为化学光合色素是光合生物所特有的色素，是将光能转化为化学能的关键物质能的关键物质。共分三类：叶绿素（。共分三类：叶绿素（chl）或细菌叶绿素）或细菌叶绿素（Bchl），类胡萝卜素和藻胆素。），类胡萝卜素和藻胆素。A.Cyclic Electron FlowA.Cyclic Electron FlowP700PrimaryElectronAcc

11、eptore-e-e-e-ATPATPproducedby ETCPhotosystem IAccessoryPigmentsSUNPhotons2、蓝细菌和真核藻类的光合作用、蓝细菌和真核藻类的光合作用主要通过主要通过非环式光合磷酸化非环式光合磷酸化作用产生作用产生ATP特点：特点：光合系统光合系统I和光合系统和光合系统II光能驱动光能驱动光合系统光合系统I的叶绿素高能电子激发，将的叶绿素高能电子激发，将NADP+还原为还原为NADPH光合系统光合系统II的叶绿素吸收光子，释放出高能电子，的叶绿素吸收光子，释放出高能电子，通过电子链到光合系统通过电子链到光合系统I，同时，同时推动推动ATP的合成的合成。还原力来自还原力来自H2O的光解的光解 产氧产氧