微生物生理第4章代谢印
北科大环境工程微生物学课件第4章 微生物对污染物的降解和转化
被动扩散： 营养物质顺浓度梯度，以扩散方式进 入细胞的过程。 特点： 1)微生物的细胞膜不是半透膜，是差异 膜，影响物质进出细胞的速度；2)微生物中的 部分细胞具有将营养物质转移功能或及时在酶系 统作用下转化功能，避免积累，保持内外的物质 浓度梯度，保证了物质运输的不断进行。 被动扩散分类： 包括简单扩散(不需要载体)和 促进扩散(需要载体)。
本章要点：
酶催化进行的反应称为酶促反应(Enzymatic reaction)，发生化学反 应的物质称为底物 (Substrate)物质称为产物(Product)。
酶(Enzyme)---在活 细胞内合成的具有高 度专一性和催化效率 的蛋白质，具有催化 生物化学反应的功 能，并传递电子、原 子和化学基团，又称 为生物催化剂。
( 1 )微生物酶的定义、分类、组成、固定化及影响酶活力的因素 (2)营养物质进入微生物细胞的方式和原理 (3)含碳、氮、硫、磷各自化合物以及难降解物质的微生物降解转化机理 (4)微生物降解动力学过程及其影响因素 (5)微生物的合成代谢过程和机制
第四章 微生物对污染物的降解转化
(Biological catalyst)
一、 基本概念：
反应生成的
二、 酶的催化特点：
按酶促反应的类型分类氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类 按酶在细胞的部位分类按酶在细胞的不同部位，分为胞内酶、胞外酶和表面酶 按酶蛋白结构的特点分类多酶复合体系、寡聚酶、单体酶 按酶生成与底物是否存在的关系分类组成酶(Constitutive enzymes)和诱导酶(Inducible enzymes)
活性中心：酶蛋白分子发生化学反应的小部分氨基酸微区
酶活性中心与底物作用
环境微生物学4-微生物的生理3代谢与合成
4
发光细菌监测毒性实验
2017/12/28
发光细菌监测毒性实验
学生正在做发光细菌实验
发光细菌发光检测仪读取六组数据
第四节 微生物的合成代谢
一、产甲烷菌的合成代谢
产甲烷菌利用1C和2C有机物产生CH4，利用其中间代谢产物 和能量物质ATP合成蛋白质、多糖、脂肪和核酸等物质，用以 构成自身的细胞。
如：产甲烷菌同化CO2（逆三羧酸循环途径,见下图）。
系列步骤的总称。 好氧呼吸总反应式： C6H12O6 ＋ 6O2 ＋ 38ADP ＋ 38Pi → 6CO2 ＋ 6H2O ＋ 38ATP
1.三羧酸循环
淀 粉 、 蛋 白 质 和 脂 肪 水 解 与 三 羧 酸 循 环 和 乙 醛 酸 循 环 的 关 系
2.电子传递体系（呼吸链）
好氧呼吸以O2为最终电子受体，底物被全部氧化成CO2和H2O， 并产生ATP。底物氧化释放的电子首先转移给NAD+，使之成为 NADH + H+，然后再转移给电子传递体系（呼吸链），最终到达 分子氧O2。 呼 吸 链 ： 有 氧 呼 吸 中 传 递 电 子 的 一 系 列 偶 联 反 应 ， 由 NAD 或 NADP、FAD或FMN、辅酶Q、细胞色素等组成。其功能是传递电 子和产生ATP。
1. ATP的化学组成、功能
ATP(腺苷三磷酸)的分子结构式
细胞的能量循环
2.生成ATP的方式
（）基质(底物)水平磷酸化：微生物在基质氧化过程中，产 生一种含高自由能的中间体，如常1，3-二磷酸甘油酸。这一 中间体将能量→ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。此过程中底 物的氧化与磷酸化反应相偶联并生成ATP，称为底物水平磷酸 化。
光合作用（photosynthesis）是地球上进行得最大的有机合 成反应。将太阳能转化为化学能的过程经常用“CO2固定” 这一术语来表示。
大学微生物复习--第4章 微生物的营养和代谢1
几种微生物生长的最适aw值
微生物 一般细菌 酵母菌 霉菌 嗜盐细菌 嗜盐真菌 嗜高渗酵母菌
aw
0.91 0.88 0.80 0.76 0.65 0.60
17
二、微生物吸收营养物质的方式
1. 简单扩散
物质运输的动力: 膜内外的浓度差 特点：
A. 不消耗能量
B. 不发生化学变化 C. 非特异性。
45
微生物在厌养条件下的发酵过程的前部反应
46
酵母菌的乙醇发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2 H3PO4 2CH3CH2OH + 2 ATP + 2CO2+2H2O
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乳酸细菌的正型乳酸发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi
2CH3CHOHCOOH + 2ATP + 2H2O
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（二）呼 吸
葡萄糖，果糖，半乳糖，甘露糖 麦芽糖，蔗糖，乳糖，纤维二糖 淀粉，纤维素，半纤维素，甲壳素
4
有机酸：
乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高 级脂肪酸，氨基酸
醇类：
乙醇、甲醇
脂类：
脂肪，磷脂
5
烃类： 天然气，石油，石油馏分，石蜡油 CO2： CO2 碳酸盐： NaHCO3, CaCO3, 其他： 芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽， 核酸
31
1. 适宜营养物质的选择
32
2. 营养物质浓度及配比合适（C/N） 碳氮比（C/N）：培养基中碳元素/氮元素 物质的量比值或还原糖与粗蛋白之比。
谷氨酸发酵生产： C/N=4时菌体大量繁殖，Glu积累少； C/N=3时菌体繁殖受抑，Glu大量积累。
33
3. 控 制 pH 条 件 细菌: pH7.0~8.0
微生物的代谢ppt课件
5-磷酸核糖→参与核酸生成
5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛(进入EMP)
HMP途径的重要意义
➢为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸，途径中的赤藓 糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸、碱基及多糖合成； ➢产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成 提供还原力，另方面可通过呼吸链产生大量的能量； ➢与EMP途径在果糖-1,6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可 以调剂戊糖供需关系； ➢途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利 用的碳源谱更为更为广泛； ➢通过该途径可产生许多种重要的发酵产物；
ED途径的特点
ED途径的特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG） 裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛
ED途径的特征酶是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛 缩酶
ED途径中的两分子丙酮酸来历不同，一分子由2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来
1.2递氢和受氢
★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FAD等还原型辅 酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有 机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量 代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。
发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模式； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类：
代谢：是微生物细胞与外界环境不断进行
物质和能量交换的过程，它是细胞内各种 化学反应的总和。 代谢＝物质代谢＋能量代谢
代谢的类型
按代谢过程考察的角度不同分：
九年级科学上册 第4章 代谢与平衡知识点归纳
第1节食物与营养(一)食物与能量1.食物中的营养素主要有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂肪、维生素和膳食纤维七大类，其中糖类、脂肪和蛋白质等有机物都能为人体提供能量2.同等质量的糖类、脂肪和蛋白质在体内完全氧化释放的能量：脂肪＞蛋白质＝糖类3.由于年龄、性别、体质和日常活动的激烈程度不同,人每天所需能量也不同,一般人处于婴幼儿期和青春期等快速生长期时，需要补充更多的能量(二)营养素的作用A.水1.功能：水不提供能量，却是构成细胞的主要成分，各种生物化学反应只有在水溶液中才能进行,并且体内的养分和废物都必须溶解在水中才能进行运输2.来源：各种食物与饮水B.无机盐1.功能:不提供能量，却是人体维持正常生理活动所必需的营养物质，如缺锌会导致儿童味蕾功能下降，食欲减弱;缺碘会引起人体甲状腺肿大，儿童智力低下2.来源：蔬菜、奶类、豆类、瘦肉等C.糖类1.功能:人体所需能量的主要来源2.来源：大米、小麦、马铃薯和玉米等D.蛋白质1.功能:细胞生长及组织修复的主要原料,占人体细胞干重的50%以上。
蛋白质也能为人体的生命活动提供能量2.来源:肉类、禽蛋、鱼、虾、乳制品和大豆等E.脂肪1.功能：生物体内储藏能量的主要物质2.来源：植物油、动物油、核桃和花生等F.膳食纤维1.功能：不能被消化吸收,却有重要的生理作用，如刺激消化腺分泌消化液，促进肠道蠕动，有利于及时排便;此外，膳食纤维还可减少大肠癌的发病率，有助于减少肠道对脂肪的吸收，预防心血管疾病的发生2.来源：植物性食物G.维生素1.功能：不提供能量，参与人体内许多重要的生理活动，对保持人的身体健康作用极大2.来源:蔬菜、水果、动物肝脏等(三)平衡膳食1.健康的饮食要求食物种类尽量多谢，数量适当、营养物质之间的比例合理，并且与身体消耗的营养物质保持相对平衡，即所谓的平衡膳食2.应用平衡膳食宝塔时，每人每天各类食物摄入量应根据个人的情况作适当调整，三餐食量分配要合理，一般以早、晚餐各30％,中餐占40％为宜第2节 食物的消化与吸收(一) 消化系统的组成A.消化系统的组成B.牙1. 牙是口腔内取食的重要器官,可咬切和磨碎食物 牙的结构消化系统消化道：口腔→咽→食道→胃→小肠→肛门 （进行食物的消化吸收）消化腺分布于消化道外：唾液腺、肝脏、胰腺分布于消化道壁上：胃腺、胰腺分泌消化液， 参与食物的消化3.龋齿的形成：龋齿俗称蛀牙，是由微生物分解食物中的糖类,产生酸性物质引起的C.小肠的结构特点1.小肠是消化系统中最长的源，其内表面有许多皱襞,皱襞上有许多小肠绒毛。
环境微生物学第四章
第四章微生物的生长及其环境为什么微生物生长曲线图中虚线微端没有下降而实线下降了？1.为什么稳定期细胞总数不再增加？①营养物质被消耗不能满足生长需要②代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平③pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应2.分批培养，就是指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式。
3.连续培养，基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定，即处于稳态。
4.同步生长：就是指在培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法：就是能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
诱导法：是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段而停下来，使先期到达该阶段的微生物细胞不能进入下一生长阶段，待全部群体细胞都到达该生长阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下一个生长阶段，以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
选择法PPT截屏5.多重环境因子影响微生物生长的规律1、Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。
当环境中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时，可使微生物的生长停止，即使此时培养基中没有任何毒性物质存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。
2、Shelford 耐受定律：当环境因子低于或高于某一个微生物不能生存或生长的阈值时，就成为生长限制因子，而与营养物质的供给无关。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长。
6.微生物群体感应作用就是细菌能够通过感应信号分子的水平监测自身的群体密度，该信号分子浓度随着细菌群体数量的增加而增加，直到达到某个阈值，就将群体密度已达到某个临界水平或数量的信息传递给细菌，引起细菌表达一系列密度感应-依赖的基因，控制群体数量的增加。
食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.4 微生物的代谢
代谢（metabolism）是微生物细胞与外界环境不断进行 物质交换的过程，即微生物细胞不停地从外界环境中吸收适 当的营养物质，在细胞内合成新的细胞物质并储存能量，这 是微生物生长繁殖的物质基础，同时它又把衰老的细胞和不 能利用的废物排出体外。因而它是细胞内各种生物化学反应 的总和。由于代谢活动的正常进行，保证的微生物的生长繁 殖，如果代谢作用停止，微生物的生命活动也就停止。因此 代谢作用与微生物细胞的生存和发酵产物的形成紧密相关。 微生物的代谢包括微能量代谢和物质代谢两部分。
微生物的生理
第四阶段：2-磷酸甘油酸转变为丙酮酸。这一阶段包括 以下两步反应：
① 2-磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化下生成磷酸烯醇式丙 酮酸。
反应中脱去水的同时引起分子内部能量的重新分配，形 成一个高能磷酸键，为下一步反应做了准备。
微生物的生理
② 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下，转变为 丙酮酸。
GDP+ Pi GTP 琥珀酰CoA 琥珀酸硫激酶 琥珀酸 + CoASH
琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶的催化下，高能硫酯键被水 解生成琥珀酸，并使二磷酸鸟苷（GDP）磷酸化形成三磷酸 鸟苷（GTP）。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸 化。
微生物的生理
⑥琥珀酸脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成延胡索酸
FAD
FADH2
琥珀酸
NAD+
NADH +H+
苹果酸
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
TCA循环的总反应式如下：
大学微生物复习-第4章微生物的营养和代谢
微
生 物
第
的 能 量
三 章
代
谢
生物氧化
生物氧化是微生物体内有机物质氧化分解的过 程，释放能量供微生物生长和繁殖。
生物氧化的主要场所是线粒体，其中包含多种 酶和辅酶，能够催化有机物质氧化分解。
生物氧化过程中会产生二氧化碳和水，同时释 放能量供微生物利用。
氧化磷酸化
氧化磷酸化是微生物体内能量代谢的重要过程，通过氧化磷酸 化作用，微生物能够将有机物质氧化分解产生的能量转化为 ATP。 氧化磷酸化过程中，电子从有机物质传递给氧分子，同时生成 ATP，为微生物提供能量。 氧化磷酸化作用是微生物体内最主要的能量来源之一，对于微 生物的生长和繁殖至关重要。
利用化学物质氧化还原反应释放的能量将有机物 质转化为自身所需物质的营养方式。 总结词
详细描述
微
生 物
第
的 代 谢
二 章
途
径
有氧呼吸
总结词
有氧呼吸是微生物在有氧环境中进行的一种氧化代谢途径，通过氧化有机物或无机物来获取能量。
详细描述
有氧呼吸过程中，微生物利用氧气将有机物氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。这个过程需要特定的 酶来催化，并需要氧气作为电子受体。有氧呼吸是大多数微生物的能量来源，对于维持生命活动至关重
要。
无氧呼吸
总结词
无氧呼吸是微生物在无氧环境中进行的一种氧化 代谢途径，通过发酵或厌氧呼吸来获取能量。
详细描述
无氧呼吸过程中，微生物在没有氧气的情况下， 通过发酵或厌氧呼吸来获取能量。发酵是微生物 将有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放能 量。厌氧呼吸则是微生物通过氧化有机物或无机 物来获取能量，但不需要氧气参与。无氧呼吸在 缺氧环境中较为常见，对于某些微生物来说是唯
第四章异养微生物的产能代谢
第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点第二节发酵第三节呼吸作用第四节天然多聚物的氧化分解第五节能量转换第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点一、新陈代谢（metabolism）的概念新陈代谢简称代谢，这是微生物生命活动的基本特征之一。
它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和。
二、新陈代谢的途径当营养物质（A）进入微生物体内后，发生一系列的化学反应：A→B→C→D→E，称为代谢途径。
途径中的物质（B→D）称为中间产物。
经过不同的中间产物，进行一系列化学反应，最后形成终点产物（E）。
每一步反应都有专一的酶催化进行。
A到E得到一个终点产物，是直线途径。
一种营养物质有时可被代谢成一个以上的终点产物，是分支代谢途径。
（A）和(C)都是前体。
所谓前体是指微生物从外界吸收的、或在代谢途径中形成的、可被进一步转变成终点产物的化合物。
F→GA→B→C→D→EH三、代谢分类代谢作用包括分解代谢和合成代谢，或分别称异化代谢和同化代谢。
1、分解代谢催化分解代谢的酶称为分解酶类。
营养物质在分解酶类催化下，由结构复杂的大分子变成简单的小分子物质的反应为分解代谢，所经历的过程为分解途径，所得到的产物称为分解产物。
在物质分解过程中同时产生能量。
分解代谢的三个阶段2、合成代谢催化合成代谢的酶类称为合成酶类。
在合成酶的催化下，不同的小分子结构的物质被合成为大分子物质的过程称为合成代谢，所经途径为合成途径。
所得产物为合成产物。
合成代谢过程中需要能量。
合成代谢能量与代谢关系3、两向代谢途径由于多数酶促反应是可逆的，所以某些代谢途径就不只具有一种功能。
例如EMP途径，不仅作为使糖分解成小分子物质的分解途径，而且也能作为使小分子物质（二羧酸）合成糖原（糖原异生）的合成途径。
这种具有双重功能的途径称为两向代谢途径。
4、初级代谢一般把具有明确的生理功能，对维持生命活动不可缺少的物质代谢过程，称为初级代谢。
普通微生物学课后习题及答案第四章
营养：指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。
营养物：具有营养功能的物质，在微生物学中，营养物还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
营养物的分类：根据营养物质在机体中的生理功能的不同，可将营养物质分为碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大类。
碳源：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质。
作用：碳源物质在细胞内经过机体的一系列复杂的化学变化后可成为微生物自身的细胞物质（如糖、脂、蛋白质等）和代谢产物，或为机体提供维持生命活动所需要的能源。
自养型微生物和异养型微生物：根据碳源是无机碳还是有机碳，将微生物分为自养微生物和异样微生物。
自养型微生物能以co2作为主要碳源或唯一碳源来合成各种物质。
异样型微生物的碳源是有机碳化物，碳源同时也能作为能量物质。
氮源:凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养物质称为氮源。
作用：构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素。
生理酸性盐：以（NH4）2SO4等铵盐为氮源培养微生物时，由于NH4+被吸收，会导致培养基PH下降，因而将其称为生理酸性盐。
生理碱性盐：以硝酸盐（如KNO3）为氮源培养物时，由于NO3-被吸收，会导致培养基PH 上升，因为将其称为生理碱性盐。
氨基酸自养型微生物：微生物不需要利用氨基酸作氮源的，能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至分子态氮等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸。
氨基酸异养型微生物：凡需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源的微生物。
所有动物和大量的异样微生物属于氨基酸异养型生物；所有植物和不少微生物属于氨基酸自养型生物。
能源：能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
双功能营养物：对异养微生物来说，其碳源同时又作能源。
生长因子：指微生物生长所必须而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
作用：提供微生物细胞的重要化学物质（蛋白质、核酸和脂质）、辅因子（辅酶和辅基）的组分和参与代谢。
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继续被分解 3) 产生中间代谢产物
作为合成细胞成分的原料
4) 在代谢过程中吸收、同化许多营养。
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三、分解代谢类型和基本代谢类型
异养微生物的生物氧化:--呼吸作用
异养微生物氧化有机物是通过呼吸 作用实现的，根据氧化还原反应中最终 电子受体（氢受体）的不同可将呼吸作 用分成分成发酵、有氧呼吸和无氧呼吸 三种类型
i. ED途径是在缺乏EMP途径的微生物所具有的一种 替代途径，在细菌中广泛存在，其他生物还没发现
ATP—三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate） ADP—二磷酸腺苷（Adenosine diphosohate）
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二、分解代谢的概述
——分解代谢的本质：生物氧化
生物氧化: 分解代谢实际上是物质在生物体
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，这个过程也称为生物 氧化，是一个产能代谢过程。
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发酵(fermentation)是指微生物细胞将有机 物部分氧化，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。
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
研究产能代谢实质就是研究物质代谢中分解代谢
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分解代谢的三个阶段：
第一阶段是将蛋白质、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；
第二阶段是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；
进入呼吸链，产生36个ATP（净产35） a. 12NADPH
作为还原剂合成细胞物质
b. 其他中间产物—合成细胞大分子的原料 特别是戊糖是合成苷酸和核酸的原料
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3) ED途径（Eutuer-Doudoroff Pathway）
2—酮—3脱氧—6—磷酸葡萄糖酸（KDPG途径）
与燃烧反应不同
（CHON…）
H CO2 ADP ATP
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O2 H2O
氢电子 受体
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生物氧化的功能： 产能； 产还原力（氢原子）； 产小分子中间代谢产物
产能代谢/生物氧化的一般特征：
1) 复杂分子
CO2、H2O、简单分子
CHON… CO2+H2O+…
2) 产生能量
供给合成作用 维持生命活动 变成热能放到环境中
EMP途径(糖酵解途径): 大致分为两个阶段。
第一阶段:可认为是不涉及氧化还原反应及能量
释放的准备阶段，只是生成两分子的主要中 间代谢产物：甘油醛-3-磷酸。
第二阶段:发生氧化还原反应，合成ATP并形成
两分子的丙酮酸。
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1、异养微生物底物脱氢的主要途径:四种
1) EMP途径(Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway)
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分解代谢的三个阶段：
第三阶段是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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产能代谢的核心是如何把各式各样的最初能源 转化为生命活动能使用的能源—ATP。
代谢产物的去路：
a.有氧条件下： 2NADH进入呼吸链，产生6个ATP
丙酮酸进入TCA途径，最后
CO2＋H2O
b.无氧条件下：
丙酮酸被NADH还原产生乳酸或乙醇
脱羧酸
乙醛
乙醇
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2) HMP途径（hexose monophosphate pathway）
己糖-磷酸途径（亦称戊糖磷酸途径或 Warburg-Dickens 途径、磷酸葡萄糖途径）
第四章 微生物的生理
4.1 微生物的酶 4.2 微生物的营养 4.3 微生物的产能代谢
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1
4.3 微生物的产能代谢
一、代谢的概念
新陈代谢(metabolism)：生物化学变化的总称， 是生命活动的基础.（包括物质代谢和 能量代谢两种代谢）
物质代谢：物质变化的过程，它常伴随着能
代
量的消耗或产生
特点：葡萄糖不经EMP和TCA途径而得到彻底氧化 的途径，该过程中产生大量NADH和多种中间产物
还原型辅酶Ⅱ
ATP
12NADPH+H+
6C6 葡萄糖
6C5 CO2
5C6 重新合成己糖
戊糖
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2) HMP途径（hexose monophosphate pathway）
HMP途径中间产物的去向
谢
能量代谢(energy metabolism)：能量的产生、
变换过程。
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一、代谢的概念
能量代谢是从能量的角度看物质代谢，两者是不 可分的（单说代谢时通常指物质代谢）
异化作用（catabolism/dissimilation）/分解代谢 大分子分解成小分子的过程，伴有能量产生
物质代谢
同化作用（anabolism/assimilation） /合成代谢 小分子合成大分子的过程，需要能量
具体为：1分子葡萄糖为底物，经10步反应而 产生2分子丙酮酸和2分子ATP的过程
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶Ⅰ C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi
O 10步反应
2CH3—C—COOH＋2NADH＋2ATP＋2H+＋2H2O 还原型辅酶Ⅰ
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1) EMP途径(Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway)
不同类型微生物进行生物氧化所利用的物 质是不同的：
异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无
机物，通过生物氧化来进行产能代谢
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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二、分解代谢的概述
分解代谢的本质是生物氧化反应。可分为三种类型：
与氧结合 氧化反应的类型 脱氢
失去电子 生物氧化反应的主要类型
生物氧化的过程：脱氢（电子） 递氢（电子） 受氢
糖酵解(glycolysis)，主要分四种途径EMP途
径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径
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1、异养微生物底物脱氢的主要途径:四种
1) EMP途径(Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway)
糖酵解途径（Glycolysis） 己糖二磷酸途径（hexose diphospate pathway）