C第六章微生物的代謝

1、1第六章第六章 微生物的代謝微生物的代謝第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 微生物的能量代謝微生物的能量代謝第三節(jié)第三節(jié) 微生物特有的合成代謝途徑微生物特有的合成代謝途徑第四節(jié)第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 微生物的次生代謝微生物的次生代謝2 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述v什么是代謝什么是代謝v代謝的種類代謝的種類v代謝之間的關(guān)系代謝之間的關(guān)系3第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v代謝（代謝（metabolismmetabolism）（catabolism）anabolism）4代謝之間的關(guān)系代謝之間的關(guān)系復(fù)雜分子復(fù)雜分子（有機(jī)物）（有機(jī)物） 分解代謝分解代謝 合成代謝合成代謝5微生微生

2、物產(chǎn)物產(chǎn)生和生和利用利用能量能量及其及其與代與代謝的謝的關(guān)系關(guān)系圖圖6代謝的分類代謝的分類7代謝的分類代謝的分類v按代謝產(chǎn)物在機(jī)體中作用不同分按代謝產(chǎn)物在機(jī)體中作用不同分 u初級代謝初級代謝l提供能量、前體物質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)等生命活動(dòng)提供能量、前體物質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)等生命活動(dòng)所必須的代謝物的所必須的代謝物的代謝類型代謝類型l產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸等產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸等u次級代謝次級代謝l在一定生長在一定生長階段階段出現(xiàn)、非生命活動(dòng)所必需的出現(xiàn)、非生命活動(dòng)所必需的代謝類型代謝類型l產(chǎn)物：抗生素、維生素、毒素、生物堿等產(chǎn)物：抗生素、維生素、毒素、生物堿等8微生物代謝的特點(diǎn)微生物代謝的特點(diǎn)v微生物代謝的特點(diǎn)

3、微生物代謝的特點(diǎn)t代謝旺盛代謝旺盛t代謝代謝類型多類型多t代謝的調(diào)節(jié)即嚴(yán)格又靈活代謝的調(diào)節(jié)即嚴(yán)格又靈活910v微生物代謝的核心任務(wù)是微生物代謝的核心任務(wù)是生物體通用生物體通用能源能源(atp)(atp) 有機(jī)物有機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物 日光日光化能異養(yǎng)微生物化能異養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物光能自養(yǎng)微生物光能自養(yǎng)微生物 一、概述一、概述11t光合磷酸化光合磷酸化是靠捕獲光能來產(chǎn)生是靠捕獲光能來產(chǎn)生atpatp的過程的過程 t氧化磷酸化氧化磷酸化底物水平磷酸化：分解代謝產(chǎn)物的中間產(chǎn)物底物水平磷酸化：分解代謝產(chǎn)物的中間產(chǎn)物的高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給的高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給adpadp，形成，形

4、成atpatp電子傳遞磷酸化：通過呼吸鏈傳遞電子，將電子傳遞磷酸化：通過呼吸鏈傳遞電子，將氧化過程中釋放的能量和氧化過程中釋放的能量和adpadp的磷酸化偶聯(lián)起的磷酸化偶聯(lián)起來形成來形成atpatp 一、概述一、概述第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝12二、化能異養(yǎng)微生物生物氧化與產(chǎn)能二、化能異養(yǎng)微生物生物氧化與產(chǎn)能v生物氧化生物氧化t是物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列連續(xù)的氧化還原是物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，逐步分解并釋放出能量的過程反應(yīng)，逐步分解并釋放出能量的過程t 生物氧化的功能生物氧化的功能t生物氧化的過程生物氧化的過程主要分為脫氫（或電子）主要分為脫氫（或電子）

5、遞氫（或電子）遞氫（或電子）受氫（或電子）三個(gè)階段受氫（或電子）三個(gè)階段第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝二、二、13二、化能異養(yǎng)微生物生物氧化與產(chǎn)能二、化能異養(yǎng)微生物生物氧化與產(chǎn)能v根據(jù)受氫體的不同分為根據(jù)受氫體的不同分為t發(fā)酵發(fā)酵t呼吸呼吸有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝二、二、14 t是指在能量代謝或生物氧化過程中，以自身中間是指在能量代謝或生物氧化過程中，以自身中間代謝產(chǎn)物作為最終氫代謝產(chǎn)物作為最終氫( (電子電子) )受體的過程受體的過程v廣義的發(fā)酵廣義的發(fā)酵t是指微生物在有氧或無氧條件下，通過分解與合是指微生物在有氧或無氧條

6、件下，通過分解與合成代謝，將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定微生物產(chǎn)品成代謝，將某些原料物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定微生物產(chǎn)品的過程的過程t是在厭氧條件下微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一種氧化還是在厭氧條件下微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一種氧化還原反應(yīng)原反應(yīng)發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝15 v葡萄糖的發(fā)酵途徑主要有葡萄糖的發(fā)酵途徑主要有tempemp：糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑 thmphmp：磷酸磷酸己糖途徑或磷酸戊糖支路己糖途徑或磷酸戊糖支路teded：2-2-酮酮-3-3-脫氧脫氧-6-6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(kdpg)(kdpg)裂解途徑裂解途徑 tpkpk：磷酸酮解酶途徑：磷酸

7、酮解酶途徑 vempemp、hmphmp、eded和和pkpk途徑的分布途徑的分布發(fā)酵發(fā)酵第三節(jié)第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝16微生物微生物在微生物中分布的百分?jǐn)?shù)在微生物中分布的百分?jǐn)?shù)(%) (%) emp hmp ed pk emp hmp ed pk釀酒酵母釀酒酵母產(chǎn)朊假絲酵母產(chǎn)朊假絲酵母灰色鏈霉菌灰色鏈霉菌產(chǎn)黃青霉產(chǎn)黃青霉大腸桿菌大腸桿菌 枯草桿菌枯草桿菌 藤黃八疊球菌藤黃八疊球菌銅綠假單胞菌銅綠假單胞菌 氧化醋單胞菌氧化醋單胞菌運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌 嗜糖假單胞菌嗜糖假單胞菌腸膜明串株菌腸膜明串株菌 888866-8166-8197977777727274747070

8、- - - - - - -121219-3419-343 323232828262630302929100100- - - - - - - - - - - -7171- -100 100 100100 - - - - - - - - - - - - -10010017 分子葡萄糖分子葡萄糖t絕大多數(shù)微生物共有的代謝途徑，絕大多數(shù)微生物共有的代謝途徑，是專性厭氧微生是專性厭氧微生物產(chǎn)能的唯一途徑物產(chǎn)能的唯一途徑t有氧：有氧：empemp途徑與途徑與tcatca途徑連接途徑連接t無氧：丙酮酸被還原產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物無氧：丙酮酸被還原產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物酵母菌：可產(chǎn)生酵母菌：可產(chǎn)生2co2co2 2、2

9、2乙醇乙醇(ph3.5(ph3.54.5)4.5)乳酸菌：丙酮酸被還原為乳酸乳酸菌：丙酮酸被還原為乳酸發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝18 t特征性酶：特征性酶：1,61,6二磷酸果糖醛縮酶二磷酸果糖醛縮酶t關(guān)鍵產(chǎn)物：丙酮酸關(guān)鍵產(chǎn)物：丙酮酸t(yī)產(chǎn)能產(chǎn)能方式方式：底物磷酸化產(chǎn)能底物磷酸化產(chǎn)能tempemp途徑對微生物的作用途徑對微生物的作用其中間代謝產(chǎn)物為微生物的合成代謝提供原料其中間代謝產(chǎn)物為微生物的合成代謝提供原料為微生物的生理活動(dòng)提供能量和還原力為微生物的生理活動(dòng)提供能量和還原力在一定條件下可逆轉(zhuǎn)合成多糖在一定條件下可逆轉(zhuǎn)合成多糖tempemp途徑可產(chǎn)生重要的工業(yè)產(chǎn)品途

10、徑可產(chǎn)生重要的工業(yè)產(chǎn)品乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇及丁二醇乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇及丁二醇發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝19 t總反應(yīng)式總反應(yīng)式t重要的中間產(chǎn)物重要的中間產(chǎn)物6-6-磷酸果糖：可被轉(zhuǎn)變重新形成磷酸果糖：可被轉(zhuǎn)變重新形成6-6-磷酸葡糖，磷酸葡糖，回到磷酸戊糖途徑回到磷酸戊糖途徑3-3-磷酸甘油醛：磷酸甘油醛： 經(jīng)經(jīng)empemp途徑，轉(zhuǎn)化成丙酮酸，進(jìn)入途徑，轉(zhuǎn)化成丙酮酸，進(jìn)入tca tca 途徑途徑 發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝20 thmphmp途徑的特點(diǎn)途徑的特點(diǎn)無無atpatp生成生成 為核苷酸和核酸的生物合成提供磷酸戌

11、糖為核苷酸和核酸的生物合成提供磷酸戌糖產(chǎn)大量的產(chǎn)大量的nadph+hnadph+h+ +還原力還原力產(chǎn)產(chǎn)生生各種不同長度各種不同長度碳架，戊糖代謝的主要碳架，戊糖代謝的主要途徑途徑產(chǎn)生的產(chǎn)生的4-4-磷酸赤蘚糖可合成芳香族氨基酸磷酸赤蘚糖可合成芳香族氨基酸單獨(dú)單獨(dú)hmphmp途徑較少，一般與途徑較少，一般與empemp途徑同存途徑同存 發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝21 t它是少數(shù)缺乏它是少數(shù)缺乏empemp途徑的細(xì)菌所特有的利用葡萄途徑的細(xì)菌所特有的利用葡萄糖的替代途徑糖的替代途徑t反應(yīng)的特點(diǎn)反應(yīng)的特點(diǎn)葡萄糖只經(jīng)過葡萄糖只經(jīng)過4 4步反應(yīng)就可獲得步反應(yīng)就可獲得empe

12、mp需需1010步反應(yīng)步反應(yīng)才能得到的丙酮酸才能得到的丙酮酸產(chǎn)能效率低產(chǎn)能效率低關(guān)鍵產(chǎn)物是關(guān)鍵產(chǎn)物是kdpgkdpg，關(guān)鍵酶是，關(guān)鍵酶是kdpgkdpg醛縮酶醛縮酶在在g g- -中廣泛存在中廣泛存在有氧時(shí)與有氧時(shí)與tcatca相連，無氧時(shí)進(jìn)行細(xì)菌乙醇發(fā)酵相連，無氧時(shí)進(jìn)行細(xì)菌乙醇發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝22 t是腸膜明串株菌等分解己糖和戊糖的途徑是腸膜明串株菌等分解己糖和戊糖的途徑. .t根據(jù)磷酸解酮酶的不同分為根據(jù)磷酸解酮酶的不同分為pkpk途徑：具有磷酸途徑：具有磷酸戊糖酮解酶戊糖酮解酶的途徑的途徑n特征性酶：磷酸戊糖酮解酶特征性酶：磷酸戊糖酮解酶n分解產(chǎn)

13、物：乳酸、分解產(chǎn)物：乳酸、coco2 2、乙醇和、乙醇和atpatphkhk途徑：具有磷酸途徑：具有磷酸己糖酮解酶己糖酮解酶的途徑的途徑n 特征性酶：磷酸己糖酮解酶特征性酶：磷酸己糖酮解酶n 分解產(chǎn)物：分解產(chǎn)物：2 2乳酸、乳酸、3 3乙酸和乙酸和5atp5atp發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝23 葡萄糖葡萄糖 6-p-葡萄糖葡萄糖6-p-葡萄糖酸葡萄糖酸 5 -p-核酮糖核酮糖 5 -p-木酮糖木酮糖3 -p-甘油醛甘油醛 丙酮酸丙酮酸乙酰磷酸乙酰磷酸乙酰乙酰coa 乙醛乙醛atpadpnad+nadh+h+co2乳酸乙醇異構(gòu)化作用nad+nadh+h+磷酸戊糖酮解酶

14、coapi2adp+pi2atp-2h-2h-2hnad+nadh+h+磷酸戊糖酮解酶途徑磷酸戊糖酮解酶途徑24磷磷酸酸己己糖糖酮酮解解酶酶途途徑徑 2葡萄糖葡萄糖 2葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 6-磷酸果糖磷酸果糖 6-磷酸磷酸-果糖果糖4-磷酸磷酸-赤蘚糖赤蘚糖 乙酰磷酸乙酰磷酸2木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸2甘油醛甘油醛 -3-磷酸磷酸 2乙酰磷酸乙酰磷酸2乳酸乳酸2乙酸乙酸乙酸磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶逆逆hmp途徑途徑同同emp乙酸激酶乙酸激酶25t按發(fā)酵按發(fā)酵g g所獲得的主要產(chǎn)物種類所獲得的主要產(chǎn)物種類, ,可將發(fā)酵分為可將發(fā)酵分為乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵乳酸

15、發(fā)酵乳酸發(fā)酵丙酮和丁醇發(fā)酵丙酮和丁醇發(fā)酵混合酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵 發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝26酵母型酒精發(fā)酵 同型乳酸發(fā)酵 丙酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵 2,3丁二醇發(fā)酵 丁酸發(fā)酵丙酮酸的發(fā)酵產(chǎn)物丙酮酸的發(fā)酵產(chǎn)物127t指丙酮酸直接接受糖酵解過程中脫下的指丙酮酸直接接受糖酵解過程中脫下的h h+ +，并，并使之還原成乙醇的過程使之還原成乙醇的過程t根據(jù)微生物的種類不同又分為根據(jù)微生物的種類不同又分為 酵母菌的乙醇發(fā)酵酵母菌的乙醇發(fā)酵細(xì)菌的乙醇發(fā)酵細(xì)菌的乙醇發(fā)酵 葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝28t根據(jù)在不同條件

16、下代謝產(chǎn)物的不同根據(jù)在不同條件下代謝產(chǎn)物的不同 型發(fā)酵型發(fā)酵型發(fā)酵型發(fā)酵型發(fā)酵型發(fā)酵 葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝29v型發(fā)酵型發(fā)酵t利用利用empemp途徑將葡萄糖分解為丙酮酸途徑將葡萄糖分解為丙酮酸, ,然后在丙酮然后在丙酮酸脫羧酶催化下脫羧形成乙醛酸脫羧酶催化下脫羧形成乙醛, ,乙醛在乙醇脫氫酶乙醛在乙醇脫氫酶作用下被還原成乙醇作用下被還原成乙醇 條件條件: : ph3.5-4.5ph3.5-4.5，厭氧厭氧菌種菌種: : 釀酒酵母釀酒酵母關(guān)鍵酶：丙酮酸脫羧酶關(guān)鍵酶：丙酮酸脫羧酶葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代

17、謝微生物的產(chǎn)能代謝30葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝31葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝3233v細(xì)菌的細(xì)菌的乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵t不同的細(xì)菌進(jìn)行乙醇發(fā)酵時(shí)，既可以利用不同的細(xì)菌進(jìn)行乙醇發(fā)酵時(shí)，既可以利用empemp途徑，途徑，也可以利用也可以利用eded途徑途徑t細(xì)菌發(fā)酵途徑細(xì)菌發(fā)酵途徑empemp途徑：胃八疊球菌途徑：胃八疊球菌(sarcina ventriculi(sarcina ventriculi),),嚴(yán)格厭氧且能在極端酸性條件下；嚴(yán)格厭氧且能在極端酸性條件下；兼性厭氧的兼性厭氧的腸細(xì)菌腸細(xì)菌

18、解淀粉解淀粉歐文氏菌歐文氏菌(erwinia amylovora(erwinia amylovora),),eded途徑：運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌、嗜糖假單胞菌途徑：運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌、嗜糖假單胞菌 葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝34細(xì)細(xì)菌菌的的乙乙醇醇發(fā)發(fā)酵酵葡萄糖葡萄糖2-酮酮-3-脫氧脫氧-6-磷酸磷酸-葡萄糖酸葡萄糖酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸2乙醇乙醇 2乙醛乙醛2乙醇乙醇2co22h2h+atp2atp菌種菌種：運(yùn)動(dòng)發(fā)酵運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌等單胞菌等途徑：途徑：edkdpg醛縮酶醛縮酶35v乳酸乳酸發(fā)酵發(fā)酵t指某些細(xì)菌在厭氧條件下

19、利用葡萄糖生成乳酸及指某些細(xì)菌在厭氧條件下利用葡萄糖生成乳酸及少量其它產(chǎn)物的代謝過程少量其它產(chǎn)物的代謝過程t乳酸菌：乳酸菌：能發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌能發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌t根據(jù)發(fā)酵后的產(chǎn)物的不同，乳酸發(fā)酵可分為根據(jù)發(fā)酵后的產(chǎn)物的不同，乳酸發(fā)酵可分為同型乳酸發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝36v同型乳酸同型乳酸發(fā)酵發(fā)酵t通常把以乳酸為唯一產(chǎn)物的乳酵發(fā)酵稱為同型乳通常把以乳酸為唯一產(chǎn)物的乳酵發(fā)酵稱為同型乳酸發(fā)酵，如乳酸菌通過酸發(fā)酵，如乳酸菌通過empemp途徑進(jìn)行的乳酸發(fā)酵途徑進(jìn)行的乳酸發(fā)酵t關(guān)鍵酶

20、：乳酸脫氫酶關(guān)鍵酶：乳酸脫氫酶t條件：嚴(yán)格厭氧條件：嚴(yán)格厭氧t產(chǎn)物：產(chǎn)物：1葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖產(chǎn)生2乳酸、乳酸、2atpt細(xì)菌種類細(xì)菌種類乳鏈球菌乳鏈球菌( (s.lactiss.lactis) )德氏乳桿菌德氏乳桿菌( (l.delbrueckiil.delbrueckii) )保加利亞乳桿菌保加利亞乳桿菌( (l.bulgaricusl.bulgaricus) )葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝37 葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝38同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較類

21、型類型途徑途徑產(chǎn)物產(chǎn)物產(chǎn)能產(chǎn)能/ /葡萄糖葡萄糖菌種代表菌種代表同型同型empemp2 2乳酸乳酸2 atp2 atplactobacillus delbruckiilactobacillus delbruckii異型異型hmphmp1 1乳酸乳酸1 1乙醇乙醇1co21co22 atp2 atplactobacillus brevislactobacillus brevis異型異型pkpk 1 1乳酸乳酸 1 1乙酸乙酸 1co21co21 atp1 atpleuconostocleuconostoc mesenteroides mesenteroides異型異型hkhk1 1乳酸，乳酸，1

22、.51.5乙酸乙酸2.5 atp2.5 atpbifidobacteriumbifidobacterium bifidum bifidum第三節(jié)第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝39v定義定義t在在g g的發(fā)酵產(chǎn)物中，以丙酮、丁醇為主，并伴的發(fā)酵產(chǎn)物中，以丙酮、丁醇為主，并伴有乙醇、有乙醇、coco2 2、h h2 2以及乙酸的發(fā)酵以及乙酸的發(fā)酵v條件：嚴(yán)格厭氧條件：嚴(yán)格厭氧 丁酸梭菌和丙酮丁醇梭菌丁酸梭菌和丙酮丁醇梭菌v過程過程 產(chǎn)生：產(chǎn)生：1 1丙酮、丙酮、1 1丁醇丁醇 5co5co2 2、4atp4atp葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型2g2gempemp第三節(jié)第三節(jié) 微生物的產(chǎn)

23、能代謝微生物的產(chǎn)能代謝40v定義定義t能積累多種有機(jī)酸的葡萄糖發(fā)酵能積累多種有機(jī)酸的葡萄糖發(fā)酵v過程過程t葡萄糖經(jīng)葡萄糖經(jīng)empemp途徑分解為丙酮酸途徑分解為丙酮酸, ,該酸在不同酶該酸在不同酶催化下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成各種不同的有機(jī)酸催化下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成各種不同的有機(jī)酸 v產(chǎn)物產(chǎn)物t主要為甲酸、乙酸、乳酸和琥珀酸以及主要為甲酸、乙酸、乳酸和琥珀酸以及coco2 2、h h2 2、少量丁二醇、甘油等少量丁二醇、甘油等v細(xì)菌種類細(xì)菌種類t腸桿菌科的埃希氏菌屬、沙門氏菌屬和志賀氏腸桿菌科的埃希氏菌屬、沙門氏菌屬和志賀氏菌屬的細(xì)菌菌屬的細(xì)菌葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié)第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物

24、的產(chǎn)能代謝41葡萄糖的發(fā)酵類型葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié)第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝42 v定義定義發(fā)酵發(fā)酵第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝43呼吸呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝44 45有氧呼吸有氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝46 有氧呼吸有氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝47 無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝48 無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝49 無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝50 無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié)

25、微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝51無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝52t電子供體：乙酸、小肽、葡萄糖等電子供體：乙酸、小肽、葡萄糖等 ch3cooh+2h2o+4s=2co2+4h2s 無氧呼吸無氧呼吸第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝53第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝三、三、54 三、三、55 三、三、56 氫細(xì)菌氫細(xì)菌(hydrogen bacteria)三、化能自養(yǎng)微生物三、化能自養(yǎng)微生物57(nitrosobacteria) (nitrifying bacteria)三、化能自養(yǎng)微生物三、化能自養(yǎng)微生物58v亞硝酸氧化細(xì)菌亞硝

26、酸氧化細(xì)菌(nitrite-oxidizing bacteria)t將亞硝酸鹽氧化為硝酸釋放能量同化將亞硝酸鹽氧化為硝酸釋放能量同化coco2 2的細(xì)菌的細(xì)菌 nono2 2 +o +o2 2 no no3 3+ 2h+ 2h +2e +2et細(xì)菌的種類細(xì)菌的種類硝化桿菌硝化桿菌(nitrobacter(nitrobacter) )硝化球菌硝化球菌(nitrococcus(nitrococcus) )v用途用途t在自然界的氮素循環(huán)起到重要作用在自然界的氮素循環(huán)起到重要作用t對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)害大于利對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)害大于利 硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌(nitrifying bacteria)三、化能自養(yǎng)微生物三、化能

27、自養(yǎng)微生物59 硫細(xì)菌硫細(xì)菌(sulfur bacteria)三、化能自養(yǎng)微生物三、化能自養(yǎng)微生物60v細(xì)菌的種類細(xì)菌的種類t硫桿菌屬硫桿菌屬(thiobacillus(thiobacillus) ) t硫小桿菌屬硫小桿菌屬(thiobacterium(thiobacterium) )t硫化葉菌屬硫化葉菌屬(sulfolbus(sulfolbus) )v作用作用t細(xì)菌冶金細(xì)菌冶金t使金屬管道腐蝕使金屬管道腐蝕t給植物提供硫元素，也可使土壤酸化給植物提供硫元素，也可使土壤酸化 硫細(xì)菌硫細(xì)菌(sulfur bacteria)三、化能自養(yǎng)微生物三、化能自養(yǎng)微生物61v定義定義t少數(shù)能氧化少數(shù)能氧化f

28、efe2+2+成為成為fefe3+3+并產(chǎn)能的細(xì)菌并產(chǎn)能的細(xì)菌 fefe2+2+ h+ h+ +1/4o+1/4o2 2 fe fe3+3+1/2h+1/2h2 2o o t細(xì)菌的種類細(xì)菌的種類亞鐵桿菌屬亞鐵桿菌屬( (ferrobacillumferrobacillum ) ) 嘉利翁氏菌屬嘉利翁氏菌屬( (galliodizinggalliodizing ) )纖發(fā)菌屬纖發(fā)菌屬 ( (leptothrisleptothris ) )t存在存在生活在含有高濃度的二價(jià)鐵離子的池塘、湖生活在含有高濃度的二價(jià)鐵離子的池塘、湖泊溫泉等水域泊溫泉等水域 鐵細(xì)菌鐵細(xì)菌(iron bacteria)三、化

29、能自養(yǎng)微生物三、化能自養(yǎng)微生物62第二節(jié)第二節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝四、四、63 四、光能微生物四、光能微生物64v藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌t光合色素：葉綠素光合色素：葉綠素t特點(diǎn)特點(diǎn)多數(shù)為專性光能自養(yǎng)，放氧的光合作用，少多數(shù)為專性光能自養(yǎng)，放氧的光合作用，少數(shù)在暗光下，氧化糖類進(jìn)行異養(yǎng)數(shù)在暗光下，氧化糖類進(jìn)行異養(yǎng)供氫體為：供氫體為：h2o異形胞：有固氮能力異形胞：有固氮能力t分布：分布：江湖、稻田、潮濕土壤及巖石的潮濕江湖、稻田、潮濕土壤及巖石的潮濕 裂隙中裂隙中光合細(xì)菌類群光合細(xì)菌類群65v形態(tài)特征形態(tài)特征t形態(tài)多樣形態(tài)多樣t特殊結(jié)構(gòu)：極生鞭毛、有菌柄特殊結(jié)構(gòu)：極生鞭毛、有菌柄v根據(jù)其光合

30、色素的不同根據(jù)其光合色素的不同t綠色細(xì)菌綠色細(xì)菌t紫色細(xì)菌紫色細(xì)菌光合細(xì)菌類群光合細(xì)菌類群66v紫色細(xì)菌紫色細(xì)菌t光合色素：含較多的葉綠素光合色素：含較多的葉綠素a a 或或b b，并有多種類，并有多種類胡蘿卜素胡蘿卜素t根據(jù)供氫體的不同又分根據(jù)供氫體的不同又分紫硫細(xì)菌：專性厭氧，專性光合；紫硫細(xì)菌：專性厭氧，專性光合； 供氫體：供氫體：h h2 2s hs h2 2sssossso4 4 特點(diǎn)：產(chǎn)生的硫沉積在胞內(nèi)或胞外特點(diǎn)：產(chǎn)生的硫沉積在胞內(nèi)或胞外紫非硫細(xì)菌：兼性，無光時(shí)好氧、異養(yǎng)紫非硫細(xì)菌：兼性，無光時(shí)好氧、異養(yǎng) 供氫體：硫化物或有機(jī)物供氫體：硫化物或有機(jī)物 特點(diǎn)：在光下厭氧、形成特點(diǎn)：在

31、光下厭氧、形成soso4 4，但不積累硫但不積累硫 光合細(xì)菌類群光合細(xì)菌類群67v紫色細(xì)菌紫色細(xì)菌紫硫細(xì)菌區(qū)別紫硫細(xì)菌區(qū)別不能氧化元素硫細(xì)成為硫酸鹽不能氧化元素硫細(xì)成為硫酸鹽即使能氧化硫化物可產(chǎn)生元素硫，但細(xì)胞內(nèi)即使能氧化硫化物可產(chǎn)生元素硫，但細(xì)胞內(nèi)不儲存硫不儲存硫兼性光能營養(yǎng)菌兼性光能營養(yǎng)菌具有固氮作用具有固氮作用 光合細(xì)菌類群光合細(xì)菌類群68v綠色細(xì)菌綠色細(xì)菌t特點(diǎn)：專性厭氧、專性光合作用、不產(chǎn)氧特點(diǎn)：專性厭氧、專性光合作用、不產(chǎn)氧t光合色素：含較多的葉綠素光合色素：含較多的葉綠素c、d或或e,少量少量at供氫體：硫化物或元素硫，細(xì)胞內(nèi)不積累硫顆粒供氫體：硫化物或元素硫，細(xì)胞內(nèi)不積累硫顆粒

32、t代表菌：綠硫細(xì)菌代表菌：綠硫細(xì)菌t存在：有水、含硫化物、有光的厭氧次表層存在：有水、含硫化物、有光的厭氧次表層光合細(xì)菌類群光合細(xì)菌類群69v光合色素光合色素t光合色素是光合生物所特有的色素光合色素是光合生物所特有的色素t功能功能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能t種類種類光合色素：葉綠素、菌綠素光合色素：葉綠素、菌綠素輔助色素：類胡羅卜素、藻膽素輔助色素：類胡羅卜素、藻膽素視紫紅質(zhì)：它是視網(wǎng)膜中的一種感光色素視紫紅質(zhì)：它是視網(wǎng)膜中的一種感光色素細(xì)菌的光合色素細(xì)菌的光合色素70v葉綠素葉綠素 (chlorophyll).t主要成分是葉綠素主要成分是葉綠素a由由4 4個(gè)吡咯環(huán)與鎂絡(luò)合的卟啉環(huán)個(gè)

33、吡咯環(huán)與鎂絡(luò)合的卟啉環(huán) t最大吸收波長分別是最大吸收波長分別是680nm680nm和和440nm440nmt作用作用藍(lán)細(xì)菌依靠葉綠素藍(lán)細(xì)菌依靠葉綠素a a進(jìn)行光合作用，含有兩種進(jìn)行光合作用，含有兩種類型的葉綠素類型的葉綠素a a是將天線葉綠素吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能是將天線葉綠素吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能細(xì)菌的光合色素細(xì)菌的光合色素71v菌綠素菌綠素t結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與葉綠素與葉綠素a a的結(jié)構(gòu)基本相似的結(jié)構(gòu)基本相似t種類種類a、b、c、d、e、g最大吸收峰范圍最大吸收峰范圍7201030nmt功能功能菌綠素菌綠素c c、d d和和e e具有接受光能的具有接受光能的“天線天線”作用作用菌綠素菌綠素a a和和

34、b b將天線接受的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能將天線接受的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能v視紫紅質(zhì)視紫紅質(zhì)：它是視網(wǎng)膜中的一種感光色素它是視網(wǎng)膜中的一種感光色素細(xì)菌的光合色素細(xì)菌的光合色素72v輔助色素輔助色素t作用：提高對光的利用率作用：提高對光的利用率t種類種類類胡蘿卜素類胡蘿卜素n包括葉黃素、包括葉黃素、- -胡蘿卜素、類胡蘿卜素酸胡蘿卜素、類胡蘿卜素酸n存在于所有光合生物中存在于所有光合生物中 藻膽素藻膽素n是紅藻和藍(lán)藻所含有的一類色素是紅藻和藍(lán)藻所含有的一類色素n包括藻紅素包括藻紅素(550nm)(550nm)、藻藍(lán)素、藻藍(lán)素(620(620640nm)640nm)細(xì)菌的光合色素細(xì)菌的光合色素73四、光能微生

35、物四、光能微生物74四、光能微生物四、光能微生物75四、光能微生物四、光能微生物76四、光能微生物四、光能微生物7778vcoco2 2的固定的固定t將空氣中將空氣中coco2 2同化為細(xì)胞物質(zhì)的過程同化為細(xì)胞物質(zhì)的過程v途徑途徑t卡爾文循環(huán)（卡爾文循環(huán)（calvincalvin循環(huán)）循環(huán)）t厭氧乙酰輔酶厭氧乙酰輔酶a a途徑途徑t還原性三羧酸循環(huán)途徑還原性三羧酸循環(huán)途徑一、自養(yǎng)微生物對一、自養(yǎng)微生物對c02的固定的固定79v卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)t是光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物固定是光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物固定coco2 2的主要途徑的主要途徑v生物種類生物種類t綠色植物、綠色植物、藻類、藻類、藍(lán)

36、細(xì)菌、幾乎所有自養(yǎng)微生物藍(lán)細(xì)菌、幾乎所有自養(yǎng)微生物v分分3 3個(gè)階段個(gè)階段tcoco2 2的固定的固定t被固定的被固定的coco2 2還原還原tcoco2 2受體的再生受體的再生卡爾文循環(huán)（卡爾文循環(huán)（calvincalvin循環(huán)）循環(huán)）一、自養(yǎng)微生物對一、自養(yǎng)微生物對c02的固定的固定80v特征酶特征酶t二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶t磷酸核酮糖激酶磷酸核酮糖激酶v產(chǎn)物產(chǎn)物t循環(huán)一次可將循環(huán)一次可將6 6分子分子coco2 2同化成同化成1 1分子葡萄糖分子葡萄糖t總反應(yīng)式總反應(yīng)式 6co6co2 2+12nad(p)h+12nad(p)h2 2+18atp +18atp c c6 6

37、h h1212o o6 6+12nad(p)+18adp+18pi +12nad(p)+18adp+18pi 卡爾文循環(huán)（卡爾文循環(huán)（calvincalvin循環(huán)）循環(huán)）一、自養(yǎng)微生物對一、自養(yǎng)微生物對c02的固定的固定81v還原性還原性tcatca循環(huán)循環(huán)t是利用還原性三羧酸循環(huán)途徑固定是利用還原性三羧酸循環(huán)途徑固定coco2 2的過程的過程t逆向三羧酸循環(huán)途徑逆向三羧酸循環(huán)途徑 v產(chǎn)物產(chǎn)物tcoco2 2通過琥珀酰通過琥珀酰-coa-coa的還原性羧化作用而被固定的還原性羧化作用而被固定t每次循環(huán)固定每次循環(huán)固定3 3分子分子coco2 2產(chǎn)產(chǎn)1 1分子的丙酮酸分子的丙酮酸v生物種類生物種

38、類t綠色細(xì)菌、脫硫菌屬等綠色細(xì)菌、脫硫菌屬等還原性三羧酸循環(huán)途徑還原性三羧酸循環(huán)途徑一、自養(yǎng)微生物對一、自養(yǎng)微生物對c02的固定的固定82厭氧乙酰輔酶厭氧乙酰輔酶a a途徑途徑一、自養(yǎng)微生物對一、自養(yǎng)微生物對c02的固定的固定83 二、固氮作用二、固氮作用84二、固氮作用二、固氮作用85v定義定義一般需要與一般需要與高等植物共生高等植物共生才能固定分子氮或者才能固定分子氮或者只有在共生條件下才表現(xiàn)出旺盛的固氮作用只有在共生條件下才表現(xiàn)出旺盛的固氮作用.v根據(jù)與共生生物的不同分為根據(jù)與共生生物的不同分為形成根瘤形成根瘤v豆科植物共生：根瘤菌屬的大豆根瘤菌等豆科植物共生：根瘤菌屬的大豆根瘤菌等v與

39、非豆科植物共生：弗蘭克氏屬、放線菌與非豆科植物共生：弗蘭克氏屬、放線菌與非豆科植物共生與非豆科植物共生v地衣：藍(lán)細(xì)菌與真菌地衣：藍(lán)細(xì)菌與真菌v紅萍：魚腥藍(lán)細(xì)菌與滿江紅植物紅萍：魚腥藍(lán)細(xì)菌與滿江紅植物二、固氮作用二、固氮作用86v定義定義必須生活在植物根際、葉面或動(dòng)物腸道等處才必須生活在植物根際、葉面或動(dòng)物腸道等處才能固氮的聯(lián)合固氮菌能固氮的聯(lián)合固氮菌v根據(jù)生活部位的不同分為根據(jù)生活部位的不同分為根際：芽孢桿菌屬、克雷伯氏屬、固氮菌屬等根際：芽孢桿菌屬、克雷伯氏屬、固氮菌屬等葉面：葉面：拜葉林克氏屬、拜葉林克氏屬、克雷伯氏屬、固氮菌屬克雷伯氏屬、固氮菌屬動(dòng)物腸道：腸桿菌屬和動(dòng)物腸道：腸桿菌屬和克

40、雷伯氏屬克雷伯氏屬二、固氮作用二、固氮作用87v固氮總反應(yīng)式為固氮總反應(yīng)式為 n n2 2+6e+6h+6e+6h+ +12atp2nh+12atp2nh3 3+12adp+12pi+12adp+12piv固氮反應(yīng)的條件固氮反應(yīng)的條件固氮酶固氮酶n組分組分是真正的是真正的“固氮酶固氮酶”，(mofe(mofe) ) n組分組分實(shí)質(zhì)上是一種實(shí)質(zhì)上是一種“固氮酶還原酶固氮酶還原酶”n特點(diǎn)：特點(diǎn)： 單獨(dú)存在時(shí)，都沒有活性單獨(dú)存在時(shí)，都沒有活性 固氮酶對氧敏感固氮酶對氧敏感 氨對固氮酶的合成有抑制作用氨對固氮酶的合成有抑制作用二、固氮作用二、固氮作用88v固氮反應(yīng)的條件固氮反應(yīng)的條件 atpatp的供

41、應(yīng)的供應(yīng) 1moln1moln2 2 需要需要10101515個(gè)個(gè)atpatp 還原力還原力hh及其載體及其載體 氫供體：氫供體：h h2 2、丙酮酸、甲酸、異檸檬酸等。、丙酮酸、甲酸、異檸檬酸等。 電子載體：鐵氧還蛋白（電子載體：鐵氧還蛋白（fdfd）或黃素氧還蛋白）或黃素氧還蛋白(fld(fld) ) 還原底物還原底物n n2 2 mg mg2+2+ 嚴(yán)格的厭氧環(huán)境嚴(yán)格的厭氧環(huán)境二、固氮作用二、固氮作用89v固氮作用的機(jī)理固氮作用的機(jī)理固氮的生化途徑固氮的生化途徑(1)(1)固氮酶的形成固氮酶的形成 (2)(2)固氮階段固氮階段 二、固氮作用二、固氮作用90v固氮作用防氧機(jī)制固氮作用防氧機(jī)

42、制藍(lán)細(xì)菌在特殊的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行固氮作用藍(lán)細(xì)菌在特殊的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行固氮作用u厚壁，物理屏障厚壁，物理屏障u缺乏氧光合系統(tǒng)缺乏氧光合系統(tǒng)，脫氧酶、氫酶活性高，脫氧酶、氫酶活性高usodsod活性很高活性很高u呼吸強(qiáng)度高呼吸強(qiáng)度高 根瘤菌中豆科根瘤菌的保護(hù)機(jī)制根瘤菌中豆科根瘤菌的保護(hù)機(jī)制u類菌體的包裹和豆血紅蛋白的存在類菌體的包裹和豆血紅蛋白的存在好氧自生固氮菌抗氧方式好氧自生固氮菌抗氧方式u呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)二、固氮作用二、固氮作用91肽聚糖的生物合成肽聚糖的生物合成v組成組成n聚糖聚糖un n乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺un n乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸n肽肽u四肽尾：四肽尾：l l-a-ad

43、 d-g-gl l-l-ld d-a-au五肽橋：甘氨酸五肽橋：甘氨酸 v生物生物合成合成n細(xì)胞質(zhì)中合成細(xì)胞質(zhì)中合成udp-udp-胞壁酸胞壁酸5 5肽肽n細(xì)胞膜上合成細(xì)胞膜上合成肽聚糖單體亞單位肽聚糖單體亞單位n細(xì)胞膜外的合成細(xì)胞膜外的合成肽聚糖單體的連接肽聚糖單體的連接三、肽聚糖的生物合成三、肽聚糖的生物合成92肽聚糖的生物合成肽聚糖的生物合成三、肽聚糖的生物合成三、肽聚糖的生物合成93親水性化合物親水性化合物94肽聚糖的生物合成肽聚糖的生物合成v細(xì)胞膜中的合成細(xì)胞膜中的合成由由n-n-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和n-n-乙酰胞壁酸五肽合成肽聚乙酰胞壁酸五肽合成肽聚糖單體糖單體n類脂類脂載體載

44、體的結(jié)合：的結(jié)合： n-n-乙酰胞壁酸五肽脫離乙酰胞壁酸五肽脫離udpudp載體與類脂載體結(jié)合，形成肽聚糖單體載體與類脂載體結(jié)合，形成肽聚糖單體, ,并順利轉(zhuǎn)至膜外，同時(shí)釋放類脂載體并順利轉(zhuǎn)至膜外，同時(shí)釋放類脂載體n五肽橋結(jié)合到單體上五肽橋結(jié)合到單體上 n類脂載體的再生：在焦磷酸酶的作用下類脂載體的再生：在焦磷酸酶的作用下 l萬古霉素萬古霉素抑制類脂載體的釋放，抑制類脂載體的釋放，桿菌肽桿菌肽阻止類脂阻止類脂載體的再生載體的再生 三、肽聚糖的生物合成三、肽聚糖的生物合成95肽聚糖的生物合成肽聚糖的生物合成v細(xì)胞質(zhì)膜外的合成細(xì)胞質(zhì)膜外的合成n轉(zhuǎn)糖基作用轉(zhuǎn)糖基作用（橫向連接）（橫向連接）u所形成的

45、所形成的-1,4-1,4糖苷鍵，使糖苷鍵，使多糖鏈橫向連接多糖鏈橫向連接延延伸一個(gè)雙糖單位伸一個(gè)雙糖單位n轉(zhuǎn)肽作用轉(zhuǎn)肽作用（縱向連接）（縱向連接）u使前后兩多糖鏈上的五肽橋上游離的氨基和使前后兩多糖鏈上的五肽橋上游離的氨基和五肽尾的第五肽尾的第4 4個(gè)氨基酸游離的羧基相連個(gè)氨基酸游離的羧基相連u青霉素可抑制轉(zhuǎn)肽作用青霉素可抑制轉(zhuǎn)肽作用 三、肽聚糖的生物合成三、肽聚糖的生物合成9697v酶合成酶合成的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)酶合成酶合成的誘導(dǎo)的誘導(dǎo)酶合成酶合成的阻遏的阻遏酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制v酶活力的調(diào)節(jié)酶活力的調(diào)節(jié)反饋機(jī)制反饋機(jī)制酶活力調(diào)節(jié)機(jī)制酶活力調(diào)節(jié)機(jī)制98v酶合成的誘導(dǎo)酶合成的誘導(dǎo)凡能促進(jìn)

46、酶生物合成的現(xiàn)象，稱為誘導(dǎo)凡能促進(jìn)酶生物合成的現(xiàn)象，稱為誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)酶的種類細(xì)胞內(nèi)酶的種類u組成酶：組成酶：是細(xì)胞固有的酶類，其合成是在相應(yīng)是細(xì)胞固有的酶類，其合成是在相應(yīng)的基因控制下進(jìn)行的，它不因分解底物或其結(jié)的基因控制下進(jìn)行的，它不因分解底物或其結(jié)構(gòu)類似物的存在而受影響構(gòu)類似物的存在而受影響u誘導(dǎo)酶：誘導(dǎo)酶：是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或其結(jié)構(gòu)類似是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或其結(jié)構(gòu)類似物而臨時(shí)合成的一類酶物而臨時(shí)合成的一類酶. . 誘導(dǎo)物：是一類能促進(jìn)誘導(dǎo)酶產(chǎn)生的物質(zhì)誘導(dǎo)物：是一類能促進(jìn)誘導(dǎo)酶產(chǎn)生的物質(zhì)一、酶合成的調(diào)節(jié)一、酶合成的調(diào)節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)99v酶合成的阻遏酶合成的

47、阻遏凡能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象稱為阻遏凡能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象稱為阻遏阻遏作用的類型阻遏作用的類型t終產(chǎn)物阻遏終產(chǎn)物阻遏v是指某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積時(shí)而引是指某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積時(shí)而引起的阻遏起的阻遏t分解代謝物阻遏分解代謝物阻遏v當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)存在兩種分解底物時(shí)，多數(shù)當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)存在兩種分解底物時(shí)，多數(shù)情況下，能使細(xì)胞生長快的那一種被首先利情況下，能使細(xì)胞生長快的那一種被首先利用，而分解另一種物質(zhì)的酶的合成被抑制用，而分解另一種物質(zhì)的酶的合成被抑制一、酶合成的調(diào)節(jié)一、酶合成的調(diào)節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)100v酶活力的調(diào)節(jié)酶活力的調(diào)節(jié)它是通過改變酶分子活性

48、來調(diào)節(jié)新陳代謝的速率它是通過改變酶分子活性來調(diào)節(jié)新陳代謝的速率調(diào)節(jié)的方式調(diào)節(jié)的方式t酶的激活酶的激活v代謝途徑中后面的反應(yīng)被前面的反應(yīng)的中間代謝途徑中后面的反應(yīng)被前面的反應(yīng)的中間產(chǎn)物所促進(jìn)的現(xiàn)象產(chǎn)物所促進(jìn)的現(xiàn)象t酶活力的抑制酶活力的抑制v指生物代謝途徑的終產(chǎn)物過量時(shí)，可直接抑指生物代謝途徑的終產(chǎn)物過量時(shí)，可直接抑制該途徑中制該途徑中第一個(gè)第一個(gè)酶的活性，促使整個(gè)反應(yīng)酶的活性，促使整個(gè)反應(yīng)過程減慢或停止，避免終產(chǎn)物的過多累積過程減慢或停止，避免終產(chǎn)物的過多累積第四節(jié)第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)二、酶活力的調(diào)節(jié)二、酶活力的調(diào)節(jié)101v反饋抑制反饋抑制二、酶活力的調(diào)節(jié)二、酶活力的調(diào)節(jié)第四

49、節(jié)第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)102n分支代謝途徑反饋抑制分支代謝途徑反饋抑制l同功酶調(diào)節(jié)同功酶調(diào)節(jié) u是一類作用于同一底物，催化同一生化反應(yīng)，是一類作用于同一底物，催化同一生化反應(yīng)，但酶的分子結(jié)構(gòu)不同，并能分別受不同末端產(chǎn)但酶的分子結(jié)構(gòu)不同，并能分別受不同末端產(chǎn)物抑制的酶物抑制的酶三、代謝的調(diào)節(jié)三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)103104n分支代謝途徑反饋抑制分支代謝途徑反饋抑制l協(xié)同反饋抑制協(xié)同反饋抑制 u指分支代謝途徑中的幾個(gè)終產(chǎn)物同時(shí)過量時(shí)才指分支代謝途徑中的幾個(gè)終產(chǎn)物同時(shí)過量時(shí)才能抑制共同途徑的第能抑制共同途徑的第1 1個(gè)酶

50、的調(diào)節(jié)方式個(gè)酶的調(diào)節(jié)方式三、代謝的調(diào)節(jié)三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)105n分支代謝途徑反饋抑制分支代謝途徑反饋抑制l累加反饋抑制累加反饋抑制 u每一分支途徑末端產(chǎn)物按一定百分比單獨(dú)抑制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(shí)，它們的抑制作用是累加的，各末端同存在時(shí)，它們的抑制作用是累加的，各末端產(chǎn)物之間既無協(xié)同效應(yīng)，亦無拮抗作用產(chǎn)物之間既無協(xié)同效應(yīng)，亦無拮抗作用三、代謝的調(diào)節(jié)三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)1

51、06積累反饋抑制積累反饋抑制e.colie.coli谷氨酰胺合成酶的調(diào)節(jié)谷氨酰胺合成酶的調(diào)節(jié)trptrp 16% 16%ctp 14%ctp 14%氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 13%13%amp 41%amp 41%107v概念概念v次生代謝及其產(chǎn)物次生代謝及其產(chǎn)物v次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)節(jié)次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)節(jié)108v初級代謝初級代謝一般將微生物與外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過一般將微生物與外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動(dòng)的物分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量的過程質(zhì)和能量的過程v初級代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物該過程所產(chǎn)生的產(chǎn)物即為初級代謝產(chǎn)物該過程所產(chǎn)生的產(chǎn)物即為

52、初級代謝產(chǎn)物氨基酸、核苷類，以及酶或輔酶等等氨基酸、核苷類，以及酶或輔酶等等第五節(jié)第五節(jié) 微生物的次生代謝產(chǎn)物微生物的次生代謝產(chǎn)物109v次級代謝次級代謝是指微生物在一定的生長時(shí)期，以初級代謝產(chǎn)是指微生物在一定的生長時(shí)期，以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對于該微生物沒有明顯的物為前體，合成一些對于該微生物沒有明顯的的生命活動(dòng)無明確功能的物質(zhì)的過程的生命活動(dòng)無明確功能的物質(zhì)的過程v次級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物該過程所產(chǎn)生的產(chǎn)物即為次級代謝產(chǎn)物該過程所產(chǎn)生的產(chǎn)物即為次級代謝產(chǎn)物根據(jù)其作用不同分為根據(jù)其作用不同分為u抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等第五節(jié)第五節(jié) 微生

53、物的次生代謝產(chǎn)物微生物的次生代謝產(chǎn)物 一、概念一、概念110v次級代謝次級代謝及其產(chǎn)物及其產(chǎn)物的特點(diǎn)的特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜與初級代謝關(guān)系密切與初級代謝關(guān)系密切在生長后期合成在生長后期合成生理功能不很明確生理功能不很明確合成一般受質(zhì)粒的控制合成一般受質(zhì)粒的控制既不參加細(xì)胞的組成又不是酶的活性基，也不是既不參加細(xì)胞的組成又不是酶的活性基，也不是細(xì)胞的儲存，細(xì)胞的儲存，通常都分泌到胞外通常都分泌到胞外第五節(jié)第五節(jié) 微生物的次生代謝產(chǎn)物微生物的次生代謝產(chǎn)物111初級代謝與初級代謝的關(guān)系初級代謝與初級代謝的關(guān)系一、概念一、概念第五節(jié)第五節(jié) 微生物的次生代謝產(chǎn)物微生物的次生代謝產(chǎn)物112項(xiàng)項(xiàng) 目目

54、初級初級(主流主流)代謝代謝次級次級(支流支流)代謝代謝功能功能維持生存必不可少維持生存必不可少不影響機(jī)體生存，可有可無不影響機(jī)體生存，可有可無產(chǎn)物產(chǎn)物氨基酸，蛋白質(zhì)，核酸，脂類，糖氨基酸，蛋白質(zhì)，核酸，脂類，糖類等類等抗生素，抗生素， 激素，色素，毒素等激素，色素，毒素等作用作用形成維持細(xì)胞生存所需的生物物質(zhì)形成維持細(xì)胞生存所需的生物物質(zhì)與能量與能量消除某些初級代謝產(chǎn)物累積造成的不消除某些初級代謝產(chǎn)物累積造成的不利影響；對產(chǎn)生菌有益處利影響；對產(chǎn)生菌有益處(抗生素產(chǎn)抗生素產(chǎn)生菌的生存競爭生菌的生存競爭)普遍與特殊性普遍與特殊性各類生物中基本相同各類生物中基本相同不同的次級代謝途徑完全不同不同的次級代謝途徑完全不同代謝起