微生物代谢22学时PPT课件

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微生物的代谢ppt课件

6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→ 5-磷酸木酮 ↓
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：

《微生物的代谢精美》PPT课件

由Park核苷酸合成肽聚糖单体（细胞膜）
合成完整的肽聚糖（细胞膜外）
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32
第一阶段分两步完成（在细胞质中进行）
➢ 由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
葡萄糖胺-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡萄糖胺-1-磷酸
UTP PPi
具有HMP途径的微生物
➢ 大多数好氧和兼性厌氧微生物都有，并且与EMP途径同在。
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8
ED途径（Entner-Doudoroff pathway）
ATP ADP NADP+ NADPH+H+
H2O
Glu
G-6-P
葡萄糖酸-6-P
KDPG
具有ED途径的微生物：
G－、少数EMP途径不完整细菌
Cn+2m
丁酰-ACP
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丙二酰-ACP 缩合、还原、脱水、再还原
41
第三节
微生物的代谢调控与发酵生产
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42
微生物的初级代谢
概念
➢ 微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。
特点
➢ 初级代谢产物为微生物营养性生长所必需。
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26
3、脂肪和脂肪酸的分解
ATP 甘油
ADP
NAD+ NADH
α-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
脂肪
3-磷酸甘油醛丙酮酸
诱导
β-氧化丙酰CoA
脂肪酸酯酰CoA
乙酰CoA

《微生物学代谢》PPT课件

ED途径的特点
•葡萄糖经转化为2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸后，经脱氧酮糖酸醛缩酶催化，裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛， 3-磷酸甘油醛再经EMP途径转化成为丙酮酸。结果是1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸，1分子 ATP。 •ED途径的特征反应是关键中间代谢物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KDPG醛缩酶. •反应步骤简单，产能效率低. • 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵.
与发酵生产紧密相关（柠檬酸、苹果酸、谷氨酸、延胡索酸、琥珀酸等）。
5、葡萄糖经不同脱氢途径后的产能效率
（二）递氢和受氢
葡萄糖经四条途径脱下的氢，通过呼吸链（电子传递链）等方式传递，最终与氧、无机物或有机物等氢受体结合并释放出其中的能量。根据递氢特点尤其是氢受体性质的不同，可把生物氧化分为：呼吸、无氧呼吸、发酵三种类型。
（Embden-Meyerhof pathway，
果糖-6-磷酸
a
糖酵解途径，己糖二磷酸途径）
ATP
果糖-1，6- 二磷A酸DP
EMP途径意义：为细胞生命活动提
供ATP 和 NADH
a :耗能反应 b :氧化还原反应
磷酸二羟丙酮
甘油醛-3-磷酸
NAD+
NADH+H+
1，3-二磷酸甘油酸
底物水平磷酸化
• 合成代谢：简单小分子合成为复杂大分子（同化作用）
• 二者关系
初级和次级代谢
• 依据代谢产物在微生物中作用不同，又有初级代谢和次级代谢。

2024版年度《微生物的代谢》ppt课件

《微生物的代谢》ppt课件目录•微生物代谢概述•微生物能量代谢•微生物物质代谢•微生物代谢调控机制•微生物代谢与环境因素关系•微生物代谢在实际应用中价值微生物代谢概述代谢定义与特点代谢定义代谢是指生物体内所发生的所有化学反应的总称，包括分解代谢和合成代谢两个方面。

代谢特点微生物代谢具有高效性、多样性、适应性和可调控性等特点。

微生物通过代谢作用将有机物分解为简单无机物，或合成复杂有机物，实现物质的转化。

物质转化能量转换环境影响微生物通过代谢作用将化学能转换为热能或电能，为生命活动提供能量。

微生物代谢对环境有重要影响，如参与自然界的碳、氮、硫等元素的循环。

030201微生物代谢重要性微生物代谢类型发酵指在无氧条件下，微生物将有机物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。

呼吸指在有氧或无氧条件下，微生物通过电子传递链将有机物氧化释放的电子交给最终电子受体，同时释放能量的过程。

根据最终电子受体的不同，呼吸可分为好氧呼吸和厌氧呼吸。

光合作用和化能合成光合作用指绿色植物和某些细菌利用光能将二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程；化能合成指某些微生物利用无机物的氧化反应产生能量来合成有机物的过程。

微生物能量代谢1 2 3指生物体内能量的释放、转移和利用等过程的总称，是生命活动的基础。

能量代谢定义微生物通过代谢作用将化学能转换为细胞可利用的能量形式，如ATP。

能量转换微生物的能量来源广泛，包括有机物、无机物、光能等。

能量来源能量代谢基本概念呼吸作用定义在有氧条件下，微生物通过呼吸链和氧化磷酸化作用将有机物完全氧化，产生大量ATP。

有氧呼吸无氧呼吸在无氧条件下，微生物通过发酵或厌氧呼吸等方式将有机物部分氧化，产生少量ATP。

指微生物在有氧或无氧条件下，通过酶的作用将有机物氧化分解，释放能量的过程。

指微生物在无氧条件下，通过酶的作用将有机物分解成不完全氧化产物的过程，同时释放能量。

《微生物代谢》课件

糖异生
某些微生物可以将其他有机物转化为葡萄糖或糖。
脂肪和蛋白质的代谢
脂肪代谢
脂肪在微生物中可被分解为甘油和脂肪酸，再进一步氧化分解。
蛋白质代谢
蛋白质被分解为氨基酸，再通过脱氨基作用将氨基酸转化为酮酸。
其他物质的代谢
氮代谢
微生物将氮气或其他无机氮源转化为氨基酸和核酸。
硫代谢
某些微生物可以将硫化物转化为硫酸盐。
酶的合成调节
总结词
酶的合成调节通过控制酶蛋白的合成量来影响微生物代谢过程，是代谢调控的重要环节。
详细描述
酶的合成调节主要受到基因转录和翻译水平的调控。在转录水平上，RNA聚合酶以DNA为模板合成mRNA，而转录的起始、延伸和终止受到多种因素的影响，如DNA上的启动子、RNA聚合酶的种类和浓度等。在翻译水平上，mRNA被核糖体识别并结合，氨基酸按照mRNA上的密码子
自养微生物的能量代谢
光合作用
利用光能将二氧化碳和水转化为有机物。
化能合成作用
利用氧化还原反应将无机物转化为有机物。
微生物的ATP合成
氧化磷酸化
在呼吸链中，电子传递过程中释放的能量用于合成ATP。
光合磷酸化
在光合作用的光反应阶段，光能转化为ATP和NADPH。
糖酵解
葡萄糖经过糖酵解途径产生ATP和NADH。
食品发酵
微生物代谢是食品发酵过程中的关键环节，可以产生具有特殊风味的食品。
食品保存
通过控制微生物代谢，可以延长食品的保质期，保证食品的安全和品质。
食品添加剂
一些微生物代谢产物可作为食品添加剂，提高食品的口感和营养价值。
在医药工业中的应用
抗生素生产
微生物代谢可以产生抗生素，用于治疗细菌感染。

微生物的代谢PPT课件

如何使细胞内的谷氨酸浓度下降？
（将细胞内谷氨酸透出细胞）如何细胞内谷氨酸通过细胞膜到达细胞外？（改变细胞膜的透性）
四微生物代谢的有用的代谢产物
1.改变微生物的遗传特性措施：
（1）诱变育种
（2）基因工程育种 2.控制代谢条件（发酵条件）
黄色短杆菌合成赖氨酸的途径实例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
苏氨酸苏氨酸脱氢酶 a—酮丁酸异亮氨酸
当异亮氨酸积累过量，会抑制苏氨酸脱氢酶的活性，异亮氨酸合成停止。
实例2 亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖，一段时间后，可以合成蔗糖酶，并利用蔗糖。
：
分析讨论
：
实例1，通过调节酶的实例2.，通过调节酶的
活性，控制代谢过程；
内容初级代谢产物
是
次级代谢产物
否
不同
生长繁殖是否必需产生阶段
种的特异性分布
一直产生否细胞内
生长到一定阶段产生是细胞内或外抗生素、毒素、激素、色素
点举例
相同点
氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等
均在微生物细胞的调节下，有步骤产生
微生物的生命活动受什么调节
实例1
：大肠杆菌合成异亮氨酸的调节。
，控制代谢过程合成
（三）、微生物代谢的调节：
酶合成的调节
微生物代谢调节
的主要方式酶活性的调节
１.酶合成的调节：
组成酶与诱导酶的区别
酶合成调节
调节对象调节结果调节本质调节特点调节意义
１.酶合成的调节：
组成酶与诱导酶的区别
组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制诱导酶则是在环境中存在某种物质的情况下能够合成的酶它们的合成受遗传物质和诱导物的双重调控

微生物的代谢PPT课件

2021/3/7
CHENLI
10
ED途径
ATP
葡萄糖
ADP
NADP+
6-磷酸-葡萄糖
NADPH2
6-磷酸-葡萄酸
~~激酶
（与EMP途径连接）
EMP途径 3-磷酸-甘油醛
~~氧化酶
(与HMP途径连接)
~~脱水酶
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
EMP途径
丙酮酸 ~~醛缩酶
反应步骤简单，产能效率低. 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与 TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵.
2021/3/7
CHENLI
5
生物氧化的功能：产能(ATP)
产还原力【H】小分子中间代谢物
2021/3/7
CHENLI
6
异氧微生物的生物氧化途径：
❖ EMP途径 ❖ HMP途径 ❖ ED途径 ❖ 磷酸酮解途径 ❖ 三羧酸循环
2021/3/7
CHENLI
7
葡萄糖的酵解作用
( 简称：EMP途径)
•通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。
•HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活动对其中间产物的需要量相关。
2021/3/7
CHENLI
9
ED途径
又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila中发现，后来证明存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较广）。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。

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五、微生物合成代谢 1. CO2的固定（知道） 2. 生物固氮（掌握） 3. 肽聚糖的合成（知道） 4. 微生物次生代谢物的合成（知道）
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第二节微生物的独特合成代谢
一、 CO2的固定二、生物固氮（一）固氮微生物（二）固氮机理
1. 固氮反应的必要条件 2. 固氮反应 3. 固氮体系厌氧环境的产生三、肽聚糖的合成四、微生物次生代谢物的合成
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第二节微生物的独特合成代谢
4. 羟基丙酸途径
少数绿色硫细菌（绿弯菌属）在以H2或 H2S作电子供体进行自养生活时所特有的一种CO2固定机制。
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第二节微生物的独特合成代谢
4. 羟基丙酸途径
2CO2 ＋ 4[H]＋3ATP
甲醛乙酰- CoA
ATP
CO2
2[H] ATP
红螺菌属、紫硫菌属、绿硫菌属中的一些菌类和蓝细菌）。
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第二节微生物的独特合成代谢
2.共生固氮菌
必须与它种生物共生在一起才能进行固氮的微生物。
1.自生固氮菌
是一类能独立进行固氮的微生物。
好氧固氮菌：固氮菌属、氧化亚铁硫杆菌属、等。（根据对氧气的需要分：好氧、微好氧、厌氧、兼性厌氧固氮
自菌。）生兼性厌氧固氮菌：克雷伯氏菌属、红螺菌属等。固氮厌氧固氮菌：巴氏梭菌、着色菌属、绿假单胞菌属等。菌光合固氮菌：大多数光合微生物（包括光合细菌——
CO2固定的厌氧乙酰-CoA途径：关键酶 ——CO脱氢酶，每固定2分子的CO2，产物为乙酸。
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第二节微生物的独特合成代谢
P.135 图5-37
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14
第二节微生物的独特合成代谢
3. 逆向三羧酸循环又称还原性TCA循环，通过逆向TCA循环固定CO2 。存在于绿色硫细菌中。
三、自养微生物的生物氧化和产能（知道）
1. 化能自养微生物的生物氧化和产能（1）氨的氧化（2）硫的氧化（3）铁的氧化（4）氢的氧化
2. 光能自养微生物的产能 (能量转换) （1）循环光合磷酸化（2）非循环光合磷酸化（3）紫膜的光合作用
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第一节微生物产能代谢
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第二节微生物的独特合成代谢
二磷酸核酮糖羧化酶
1.羧化反应
磷酸核酮糖激酶
3.CO2受体的再生
(5-磷酸-核酮糖)
2.还原反应
F-6-P→葡萄糖
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节微生物的独特合成代谢
2. 厌氧乙酰-CoA途径
主要存在于一些硫酸盐还原菌、产乙酸菌和产甲烷菌等化能自养细菌。无卡尔文循环。
1、卡尔文循环（Calvin cycle）（ P.133- ）
是光能自养生物（蓝细菌、绿细菌、紫细菌等多数光合细菌）和化能自养生物（硝化细菌、硫细菌、铁细菌等）固定CO2的主要途径。
6 CO2+12NAD(P)H2 +18ATP C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi
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第二节微生物的独特合成代谢
P.135 图5-38
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第二节微生物的独特合成代谢
3. 逆向三羧酸循环每循环一次可固定3分子CO2，合成一
分子草酰乙酸，消耗4 ATP、[H] 、还原态铁氧还蛋白。
特征性酶：柠檬酸裂合酶（催化CO2 还原CO的反应）
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第二节微生物的独特合成代谢
糖类、蛋白质、核酸、脂类、维生素等（一切生物所共有的重要物质）的合成代谢要在生物化学课程中学习。
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第二节微生物的独特合成代谢
本次课仅学习微生物特有的、重要的和有代表性的合成代谢途径，包括：
1. CO2的固定 2. 生物固氮 3. 肽聚糖的合成 4. 微生物次生代谢物的合成
复习:
1.异养微生物的产能方式有哪几种?
2. 呼吸与发酵的异同？（相同点：？不同点：？）
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第一节微生物产能代谢
异养微生物的产能方式有：呼吸：（1）有氧呼吸
（2）无氧呼吸：…… 发酵：乙醇（酒精）发酵（同型乙醇发酵、异型乙醇发酵）、丁二醇发酵、乳酸发酵（同型乳酸发酵、异型乳酸发酵）、丙酸发酵、丁酸发酵、混合酸发酵等。
乙酰- CoA （起始）
羟基丙酰- CoA 2[H] 丙酰- CoA
合成细胞物质
↑
草酰乙酸
丝氨酸/甘氨酸
↑
草酰乙酸
乙醛酸
↖
苹果酰- CoA
CO2
ATP
↑
甲基丙二乙酰- CoA
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第二节微生物的独特合成代谢
二、生物固氮（P.136-）
微生物将大气中的分子氮通过固氮酶的催化还原成氨的过程称为生物固氮。
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第一节微生物产能代谢
相同点：氧化分解有机物、产生（释放）能量。
不同点：
有氧呼吸
氧化分解的条件递氢体氢受体/电子受体终产物产能机制产能效率
无氧呼吸
发酵
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第五章微生物的代谢
本次课的教学内容与教学目标:
四、分解代谢和合成代谢的联系（自主学习） 1. 两用代谢途径（知道） 2. 代谢物回补顺序（知道）
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第二节微生物的独特合成代谢一、 CO2的固定
（一）CO2固定的概念生物CO也2是能自利养用微CO生2作物为的辅唯助一的碳碳源源，。异养微
称将为空CO气2的中固的定CO作2同用化。成细胞物质的过程，
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第二节微生物的独特合成代谢
（二）自养微生物CO2的固定
第五章微生物的代谢
上次课的教学内容与教学目标:
一、生物氧化（知道）概念、形式、过程、功能
二、异养微生物的生物氧化和产能（知道）
（一）底物脱氢的4条途径（二）递氢和受氢 1. 呼吸作用（1）有氧呼吸（2）无氧呼吸 2. 发酵（概念、发酵类型、产能方式）
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第五章微生物的代谢
（一）固氮微生物（按其固氮方式可分类）
100 多年来生物固氮研究受到了科学家的广泛重视，且获得长足进展。目前已知的固氮生物存在于原核生物细菌域内 1 00 多个属中，根据它们与高等植物之间的关系，将其分为自生固氮菌、共生固氮菌、联合固氮菌及内生固氮菌。
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第二节微生物的独特合成代谢