微生物学-微生物的代谢ppt
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医学微生物学PPT医学课件
宿主细胞 衣 原 体 大量繁殖 抑制 细胞代谢
主要外膜蛋白阻止吞噬体与溶酶体的融合 超敏反应
免疫性 免疫力不强
第2节 主要致病性衣原体
• 一、沙眼衣原体
• 致病性与免疫性 • 传播途径 眼 —— 眼、眼 —— 手 —— 眼、性 接触传播、产道感染和呼吸道感染
所致疾病
• 沙眼 沙眼亚种A、B、Ba和C血清型 • 感染眼结膜上皮细胞→增殖，包涵体→局 部炎症→早期流泪、有粘液脓性分泌物、 结膜充血及滤泡增生→后期结膜瘢痕、眼 睑内翻、倒睫以及角膜血管翳引起的角膜 损害→影响视力或致盲
一、生物学特性
形态结构
• 体积微小，一般为0.2～0.3µm。无细胞壁, 呈多形性，有球形、杆状、丝状、分枝状 等多形态。革兰染色阴性。姬姆萨染色呈 淡紫色。。 • 繁殖方式多样，以二分裂 繁殖为主。
• 培养
• 营养要求高，在含有20%血清、酵母浸膏及 胆固醇的培养基中，生长缓慢，3～10天 （甚至2～3周）后才形成荷包蛋样微小菌 落。菌落中央厚而隆起，周边薄而扁平。 用低倍镜观察清楚。适宜温度为35℃。 •
第2节 主要致病性立克次体
• 一、普氏立克次体
传染源：病人 传播媒介：体虱
人 人虱 人虱 人
流行性斑疹伤寒传播方式
二、莫氏立克次体
地方性斑疹伤寒（鼠型斑疹伤寒）传播方式
鼠 鼠蚤 鼠虱 鼠蚤 人
鼠
三、恙虫病立克次体
• 传播媒介，储存宿主:恙螨 卵
鼠 幼虫
成虫
稚虫
第二代幼虫 人（恙虫病）
稚虫
成虫
卵
第14章 放线菌
第1节 放线菌属
主要致病菌——衣氏放线菌（A. israelii)
一、生物学性状
G+、非抗酸性丝状菌 培养困难，厌氧或微需氧 硫磺样颗粒（菌落） 压片或组织切片，显微镜下可见颗 粒呈菊花状
主要外膜蛋白阻止吞噬体与溶酶体的融合 超敏反应
免疫性 免疫力不强
第2节 主要致病性衣原体
• 一、沙眼衣原体
• 致病性与免疫性 • 传播途径 眼 —— 眼、眼 —— 手 —— 眼、性 接触传播、产道感染和呼吸道感染
所致疾病
• 沙眼 沙眼亚种A、B、Ba和C血清型 • 感染眼结膜上皮细胞→增殖，包涵体→局 部炎症→早期流泪、有粘液脓性分泌物、 结膜充血及滤泡增生→后期结膜瘢痕、眼 睑内翻、倒睫以及角膜血管翳引起的角膜 损害→影响视力或致盲
一、生物学特性
形态结构
• 体积微小，一般为0.2～0.3µm。无细胞壁, 呈多形性，有球形、杆状、丝状、分枝状 等多形态。革兰染色阴性。姬姆萨染色呈 淡紫色。。 • 繁殖方式多样，以二分裂 繁殖为主。
• 培养
• 营养要求高，在含有20%血清、酵母浸膏及 胆固醇的培养基中，生长缓慢，3～10天 （甚至2～3周）后才形成荷包蛋样微小菌 落。菌落中央厚而隆起，周边薄而扁平。 用低倍镜观察清楚。适宜温度为35℃。 •
第2节 主要致病性立克次体
• 一、普氏立克次体
传染源：病人 传播媒介：体虱
人 人虱 人虱 人
流行性斑疹伤寒传播方式
二、莫氏立克次体
地方性斑疹伤寒（鼠型斑疹伤寒）传播方式
鼠 鼠蚤 鼠虱 鼠蚤 人
鼠
三、恙虫病立克次体
• 传播媒介，储存宿主:恙螨 卵
鼠 幼虫
成虫
稚虫
第二代幼虫 人（恙虫病）
稚虫
成虫
卵
第14章 放线菌
第1节 放线菌属
主要致病菌——衣氏放线菌（A. israelii)
一、生物学性状
G+、非抗酸性丝状菌 培养困难，厌氧或微需氧 硫磺样颗粒（菌落） 压片或组织切片，显微镜下可见颗 粒呈菊花状
微生物学实验ppt课件
器材与试剂的选用原则
03
如无菌操作、适用性、经济性等
02
细菌形态与结构观察
细菌培养及形态特征
01
02
03
细菌培养方法
包括需氧培养、厌氧培养 和兼性厌氧培养等，不同 种类的细菌需要不同的培 养条件。
细菌菌落特征
观察细菌在固体培养基上 形成的菌落，了解其形状、 大小、颜色、透明度等特 征。
细菌细胞形态
05
微生物代谢活性测定
生长曲线测定方法
直接计数法
通过显微镜直接观察并计数微生物数量，适用于较大微生物如细 菌、酵母菌等。
比浊法
利用微生物生长引起培养液浊度变化来测定生长曲线，操作简便 但易受杂质干扰。
平板菌落计数法
将待测样品稀释后涂布于固体培养基表面，培养后计数形成的菌 落数，适用于可形成菌落的微生物。
原理
病毒必须寄生在活细胞内才能增 殖，通过提供适宜的细胞环境， 使病毒在细胞内复制并产生子代
病毒。
病毒检测技术及应用
免疫学方法
利用抗原抗体特异性结合的原理，通过酶联免疫吸附试验 （ELISA）、免疫荧光技术等检测病毒抗原或抗体。
分子生物学方法
基于病毒核酸的特异性，利用PCR、实时荧光定量PCR等技术扩增 并检测病毒核酸。
微生物学实验ppt课件
contents
目录
• 实验基础知识 • 细菌形态与结构观察 • 真菌形态与结构观察 • 病毒培养与检测技术 • 微生物代谢活性测定 • 微生物遗传与变异研究 • 微生物生态学及环境因子影响研究
01
实验基础知识
微生物学概述
类生活中的作用：如 生态平衡、发酵工业 等
生理生化鉴定
利用真菌的生理生化特性，如营养需 求、代谢产物等，进行进一步的分类 鉴定。
微生物学第五章微生物的代谢
细胞膜透性的调节
通过改变细胞膜的通透性，控制代谢底物和产物的进出，从而调 节代谢过程。
微生物代谢的基因调控
01
原核生物的基因调 控
通过操纵子模型实现基因表达的 调控，包括正调控和负调控两种 方式。
02
真核生物的基因调 控
通过转录因子和顺式作用元件的 相互作用，实现基因表达的精确 调控。
03
基因表达的诱导和 阻遏
03 氮的转化代谢
微生物还可以通过氮的转化代谢将一种含氮化合 物转化成另一种含氮化合物，如硝酸盐还原成氨 的过程。
04Βιβλιοθήκη 微生物代谢的调节与控制代谢调节的方式与机制
酶活性的调节
通过改变酶的构象或修饰酶活性中心，从而调节代谢途径中关键 酶的活性。
代谢物浓度的调节
代谢物浓度的变化可以影响酶的活性，从而调节代谢速率。
用、液相色谱-质谱联用等。
核磁共振法
利用核磁共振技术对微生物代 谢产物进行结构和构象分析， 可以获得代谢产物的详细化学
信息。
生物信息学分析
利用生物信息学方法对微生物 代谢组学数据进行处理和分析， 包括代谢途径分析、代谢网络 构建、代谢物鉴定和代谢调控 研究等。
THANKS
感谢观看
微生物代谢产物的生物活性与应用
抗生素
由微生物代谢产生的具有抗菌活 性的化合物，用于治疗细菌感染。
酶
微生物代谢产生的生物催化剂，广 泛应用于食品、医药、化工等领域。
激素
某些微生物代谢产物具有激素活性， 可用于调节动植物生长发育。
微生物代谢在环境保护和能源领域的应用
污水处理
利用微生物代谢降解污水中的有机污染物，净化水质。
02
微生物的能量代谢
能量代谢的基本过程
通过改变细胞膜的通透性，控制代谢底物和产物的进出，从而调 节代谢过程。
微生物代谢的基因调控
01
原核生物的基因调 控
通过操纵子模型实现基因表达的 调控，包括正调控和负调控两种 方式。
02
真核生物的基因调 控
通过转录因子和顺式作用元件的 相互作用，实现基因表达的精确 调控。
03
基因表达的诱导和 阻遏
03 氮的转化代谢
微生物还可以通过氮的转化代谢将一种含氮化合 物转化成另一种含氮化合物，如硝酸盐还原成氨 的过程。
04Βιβλιοθήκη 微生物代谢的调节与控制代谢调节的方式与机制
酶活性的调节
通过改变酶的构象或修饰酶活性中心，从而调节代谢途径中关键 酶的活性。
代谢物浓度的调节
代谢物浓度的变化可以影响酶的活性，从而调节代谢速率。
用、液相色谱-质谱联用等。
核磁共振法
利用核磁共振技术对微生物代 谢产物进行结构和构象分析， 可以获得代谢产物的详细化学
信息。
生物信息学分析
利用生物信息学方法对微生物 代谢组学数据进行处理和分析， 包括代谢途径分析、代谢网络 构建、代谢物鉴定和代谢调控 研究等。
THANKS
感谢观看
微生物代谢产物的生物活性与应用
抗生素
由微生物代谢产生的具有抗菌活 性的化合物，用于治疗细菌感染。
酶
微生物代谢产生的生物催化剂，广 泛应用于食品、医药、化工等领域。
激素
某些微生物代谢产物具有激素活性， 可用于调节动植物生长发育。
微生物代谢在环境保护和能源领域的应用
污水处理
利用微生物代谢降解污水中的有机污染物，净化水质。
02
微生物的能量代谢
能量代谢的基本过程
微生物学 第三节 微生物独特合成代谢举例PPT课件
细菌萜醇（bactoprenol）：又称类脂载体；运载“Park”核 苷 酸 进 入 细 胞 膜 ， 连 接 N- 乙 酰 葡 糖 胺 和 甘 氨 酸 五 肽 “桥”，最后将肽聚糖单体送入细胞膜外的细胞壁生长 点处。
结构式：
CH3
CH3
CH3
CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH
功能：除肽聚糖合成外还参与微生物多种细胞外多糖和脂 多糖的生物合成，
如：细菌的磷壁酸、脂多糖，
细菌和真菌的纤维素，
真菌的几丁质和甘露聚糖等。
11
第三阶段：
已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中，并交联形 成肽聚糖。
这一阶段分两步：
第一步：是多糖链的伸长——双糖肽先是插入细胞壁生长点 上作为引物的肽聚糖骨架（至少含6~8个肽聚糖单体分子） 中，通过转糖基作用（transglycosylation)使多糖链延伸一 个双糖单位；
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-葡糖胺-1-磷酸
N-乙酰葡糖胺-UDP
磷酸烯醇式丙酮酸 Pi NADPH NADP
N-乙酰胞壁酸-UDP
7
“Park”核苷酸的合成
8
第二阶段：
在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与N-乙酰葡萄糖胺合 成肽聚糖单体——双糖肽亚单位。
20
一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成，但是它们的作用 位点和作用机制是不同的。
① -内酰胺类抗生素（青霉素、头孢霉素）：
是D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，两者相互竞争转肽酶 的活性中心。当转肽酶与青霉素结合后，双糖肽间的肽桥无 法交联，这样的肽聚糖就缺乏应有的强度，结果形成细胞壁 缺损的细胞，在不利的渗透压环境中极易破裂而死亡。 ②杆菌肽： 能与十一异戊烯焦磷酸络合，因此抑制焦磷酸酶的作用，这 样也就阻止了十一异戊烯磷酸糖基载体的再生，从而使细胞 壁（肽聚糖）的合成受阻。
微生物学-5-5 整理微生物的代谢
硝酸盐呼吸（反硝化作用）
同化性硝酸盐还原： NO3- NH3 - N 异化性硝酸盐还原： 无氧条件下，利用NO3-为最终氢受体 NO3- 反硝化意义：
1）使土壤中的氮（硝酸盐NO3-）还原成氮气而消失，降低土壤的肥力；
R - NH2 （氨基酸）
NO2
硝酸盐还原酶
亚硝酸还原酶 氧化亚氮还原酶 氧化氮还原酶
产生6ATP;
在无氧条件下， NADH＋H+可还原丙酮酸产生乳酸或乙醇。
EMP途径的意义: ① 提供能量和还原力(ATP,NADH)；
② 连接其它代谢途径的桥(TCA,HMP,ED)；
③ 提供生物合成的中间产物(丙酮酸，甘油醛-3磷酸）
④ 逆向合成多糖（淀粉、纤维糖、果胶 ）。
(2) HMP 途径（Hexose Monophophate Pathway）
1G
EMP
2 丙酮酸
（丙酮酸甲酸解酶）
甲酸 + 乙酰-- CoA
乙醛脱氢酶
乙醛 乙醇
2）乳酸发酵
同型乳酸发酵：德氏乳杆菌（
反应式： EMP C6H12O6＋2ADP 2CH3CHOHCOOH＋2ATP 同型乳酸发酵是将1分子葡萄糖转化为2分子乳酸，消耗能量少。 应用： 食品加工业的应用（鲜奶加工酸奶；腌制泡菜）； 农业上用于青饲料的发酵； 工业上用于规模化生产乳酸 。
HMP途径的意义:
• 供应合成原料，该途径可产生从3C到7C的碳化合物，如戊糖-磷
酸、赤藓糖-4-磷酸;
• • • HMP途径是戊糖代谢的主要途径，作为固定CO2的中介（Calvin） 单独HMP途径较少，一般与EMP途径同存; 产生大量的NADPH+H+形式的还原力 。
微生物学 微生物的代谢
第四章真核微生物1.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方法。
*答：细胞壁成分的异同细菌分为G+和G-，G+肽聚糖含量高，G-含量低；G+磷壁酸含量较高，而G-不含磷壁酸；G+类脂质一般无，而G-含量较高；G+不含蛋白质，G-含量较高。
放线菌为G-，其细胞壁具有G-所具有的特点。
酵母菌和霉菌为真菌，酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖；而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。
原生质体制备方法： G+菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；G-菌原生质体获得：EDTA鳌合剂处理，溶菌酶；放线菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；霉菌原生质体获得：纤维素酶。
2.试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。
*鞭毛(flagella)，长100-200 μm，以挥鞭方式推动细胞运动。
鞭毛由伸出细胞外的鞭杆、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这两者相连的过渡区共3部分组成。
鞭杆的横切面呈9+2型，即中心有一对中央微管，其外有9个微管二联体，整个鞭杆由细胞质膜包裹。
每条微管二联体由A，B两条中空的亚纤维组成，其中A亚纤维是一完全微管，而B亚纤维则有10个亚基围成，所缺3个亚基与A亚基纤维共用。
通过动力蛋白臂与相邻的微管二联体的作用，可使鞭毛作弯曲运动。
3.试简介真核细胞所特有的几种细胞器的结构及主要功能答：（线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔集体、液泡、内质网、微体、膜边体、氢化酶体、几丁质酶体。
）膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。
它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹的细胞器。
膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合，功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。
几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶，其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。
完整版医学微生物学ppt课件
01医学微生物学概述Chapter医学微生物学的定义与任务定义任务01020304包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等不同类型的细菌。
细菌包括DNA 病毒、RNA 病毒等不同类型的病毒。
病毒包括酵母菌、霉菌等不同类型的真菌。
真菌包括原虫、蠕虫等不同类型的寄生虫。
寄生虫古代时期文艺复兴时期19世纪20世纪至今02细菌的基本形态与结构Chapter细菌的大小与形态细菌的大小细菌的形态01020304细胞壁细胞质细胞膜核质荚膜鞭毛菌毛芽孢03细菌的生理与遗传Chapter细菌的形态与结构细菌的理化特性细菌的分类与命名030201细菌的理化性质细菌的生长繁殖与代谢细菌的营养类型细菌的生长繁殖细菌的代谢细菌的遗传与变异细菌的遗传物质细菌的变异类型细菌遗传变异的机制细菌遗传变异的意义04细菌的分类与命名Chapter细菌的分类方法数值分类法传统分类法利用细菌的多种特性，通过计算机进行数值分析，确定细菌之间的相似性和差异性，从而进行分类。
分子分类法常见病原菌的分类与命名葡萄球菌属包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等，引起皮肤和软组织感染、败血症等。
链球菌属包括肺炎链球菌、化脓性链球菌等，引起呼吸道感染、脑膜炎、心内膜炎等。
肠杆菌科包括大肠杆菌、沙门氏菌等，引起肠道感染、泌尿道感染等。
观察细菌的形态、大小、排列方式等特征进行初步鉴定。
形态学鉴定生理生化鉴定免疫学鉴定分子生物学鉴定利用细菌对营养物质的需求、代谢产物的产生以及某些酶的活性等特性进行鉴定。
利用特异性抗体与细菌抗原的结合反应进行鉴定，如凝集试验、沉淀试验等。
基于细菌基因序列的分析和比较，采用PCR 技术、基因芯片技术等手段进行快速、准确的鉴定。
细菌的鉴定与识别05病毒的基本形态与结构Chapter病毒的大小与形态病毒的大小病毒的形态病毒形态各异，常见的有球形、杆状、砖形、丝状、蝌蚪状等。
这些形态与病毒的基因组类型、外壳蛋白的结构以及感染宿主的方式有关。
病毒的基本结构核衣壳包膜病毒的分类与命名病毒的分类病毒的命名06病毒的复制与遗传Chapter病毒的复制周期病毒通过特异性受体吸附于宿主细胞表面，然后将核酸注入细胞内。
微生物学第六章微生物代谢课件PPT
（4）硝酸盐呼吸（反硝化作用）
亚硝酸还原细菌
基质-H2
辅酶
一系列酶
NO2-
NO
N2
基质
辅酶-H2
NO3硝酸盐还原细菌
脱氢酶
2NH2OH 2HNO3 2HNO2 2NOH
N2O
2NH3 N2
3、能量转换
（1）底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)：物质在生物氧化过程中，生成一些 含有高能键的化合物直接偶联ATP或GTP的合成；存在 与发酵过程中及呼吸过程中。 （2）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）： 生物氧化过程与电子传递链偶联产生ATP的过程。 （3）光合磷酸化 环式光合磷酸化：只有一个光反应系统，有光反 应和暗反应；不放氧；产生ATP不产还原剂NADH2，固 定CO2所需NADH2来自电子传递。
代谢途径（metabolic pathway）：也称（chemical pathways of metabolism）代谢的化学途径，指某一物质代 谢反应过程。 代谢物（metabolite）：指代谢反应中任一反应物、 中间物或产物。 初级代谢(Primary Metabolism)：通过分解和合成代 谢，生成维持生命活动物质和能量的过程。 次级代谢(Secondary Metabolism)：以初级代谢产物为 前体，合成一些对生命活动无明确功能的物质过程。 代谢工程（Metabolism Engineering）：通过基因工程 技术操作生物的代谢途径，提高二级代谢产物的产量和 增加品种。 代谢调控：利用遗传学方法或其它生物学方法，人 为地改变和控制生物的代谢途径，生产有用物质或进行 有益服务。
（2）呼吸作用 有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧 为最终电子受体的生物氧化过程。 无氧呼吸（anaerobic respiration ）：以无机 物为最终电子受体的生物氧化过程。
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醛缩酶
甘油醛-3-磷酸 丙酮酸
→丙酮酸
ED途径结果：一分子葡萄糖经ED途径最后生成2分子丙 酮酸、1分子ATP，1分子NADPH、1分子NADH。
ED途径在革兰氏阴性菌中分布较广；可不依赖于EMP与 HMP而单独存在；不如EMP途径经济。
磷酸解酮酶途径
这条途径是由Warburg、Dickens等人发现的，又 称WD途径，又因特征酶是磷酸解酮酶，所以又 称磷酸解酮酶途迳。（PK途径和HK途径）
化学能。 这些能量用于：1 合成代谢 2微生物的运动和运
输 3 热和光 代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的，前
一部反应的产物是后续反应的底物。
细胞能有效调节相关的反应，生命活动得以正常 进行。
某些微生物还会产生一些次级代谢产物。
第二节微生物产能代谢
一．异养微生物的生物氧化 二．自养微生物的生物氧化 三．能量转换
第５章
微生物的代谢
第一节 代谢概论
• 代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学 反应的总称
• 由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism) 组成
分解代谢（catabolism）(参见P101)
分解代谢指细胞将大分子物质降解成小分子 物质，并在这个过程中产生能量。
• 一般可将分解代谢分为三个阶段：
• 同型乳酸发酵 • 异型乳酸发酵 • 双歧发酵
２）乳酸发酵
同型乳酸发酵 在糖的发酵中，产物只有乳酸的发酵称为同型乳酸 发酵，青贮饲料中的乳链球菌发酵即为此类型。
过 程： G
PEP
关键酶：乳酸脱氢酶
应用：工业中乳酸规模化生产
农业中青饲料的发酵
食品加工业中的应用
C3H6O3
２）乳酸发酵
异型乳酸发酵（参见P106、107）
葡萄糖
ATP
EMP途径
（Embden-Meyerhof pathway）
葡糖-6-磷酸 ADP
果糖-6-磷酸
a
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 :预备性反应
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
HMP途径与EMP途径有着密切的关系，HMP途 径中的3-磷酸-甘油醛可以进入EMP途径， — 磷 酸戊糖支路
一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合 成提供大量还原力（NADPH）和中间代谢产物。
ED途径 • ED途径是在研究嗜糖假单孢菌时发现的。
ED途径过程：
葡萄糖→
→
→KDPG
KDPG
• 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。
１．发酵（fermentation）
• 生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵 解（glycolysis）
• 糖酵解是发酵的基础 • 主要有四种糖酵解途径：
EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途 径。
OH
HO OH
H-C-OH D CH2OP
葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡糖酸 5-磷酸-核酮糖
HMP 途径
CH2O HC=O
HO-C-H H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-木酮糖
CH2O HC=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-核酮糖
H- C=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OH
ADP
3-磷酸甘油酸ATP
2-磷酸甘油酸
b
b :氧化还原反应
磷酸烯醇式丙酮酸
底物水平磷酸化
ADP
丙酮酸 ATP
CH2OH
CH2OP
NADH+H+ CH2OP
NADH+H+ CH2OH
o ATP ADP
o NAD(P)+
Hale Waihona Puke oNAD(P)+
C=O
OH
OH
OH COOH
H-C-OH
OH HO OH
HO
OH
PK途径：
5－P－ 磷酸解酮酶 木酮糖
HK途径： 葡萄糖
5－P－木 酮糖
乙酰磷酸
乙酰磷酸
乙酸 磷酸甘油醛
乳酸
１．发酵（fermentation）
• 糖酵解发生后，丙酮酸的代谢 （参见P106）
１）酵母菌的发酵 ２）乳酸发酵
１）酵母菌的发酵
• 酵母的一型发酵 葡萄糖经ＥＭＰ途径降解为两分子丙酮酸，丙酮 酸脱羧生成乙醛，乙醛作为氢受体使ＮＡＤ＋再 生，发酵终产物为乙醇．
CH2O P
5-磷酸-核糖
5-磷酸-木酮糖 6-磷酸-景天庚酮糖
6-磷酸-果糖
5-磷酸-核糖 3-磷酸-甘油醛
4-磷酸-赤藓糖 6-磷酸-果糖
5-磷酸-木酮糖 3-磷酸-甘油醛
6-磷酸-葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖
HMP途径
从6-磷酸-葡萄糖开始，即在单磷酸已糖基础上开 始降解的故称为单磷酸已糖途径。
酵母菌乙醇发酵应严格控制三个条件
厌氧 控制NaHSO3含量 PH小于7.6
２）乳酸发酵
乳酸菌将G分解产生的丙酮酸还原成乳酸的过程。 细菌积累乳酸的过程 是典型的乳酸发酵。我们熟悉
的牛奶变酸，生产酸奶，渍酸菜，泡菜，青贮饲 料都是乳酸发酵。
• 进行乳酸发酵的都是细菌：如短乳杆菌，乳链球 菌等。乳酸发酵细菌不破坏植物细胞，只利用植 物分泌物生长繁殖。
一．异养微生物的生物氧化
• 发酵 • 呼吸作用
一．异养微生物的生物氧化
１．发酵（fermentation）
• 发酵是指微生物细胞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。
• 广义发酵：泛指任何利用好氧或厌氧微生物来生 产有用代谢产物或食品、饮料的一种生产方式。
• 酵母的二型发酵 当存在亚硫酸氢钠，与乙醛生成难溶的磺化羟基 乙醛．磷酸二羟丙酮代替乙醛作为ＮＡＤＨ的氢 受体，最终形成甘油．
１）酵母菌的发酵
• 酵母的三型发酵 弱碱条件下（PＨ７.６）,乙醛因得不到足 够的氢而积累,两个乙醛分子间发生歧化反 应,一分子还原为乙醇,一分子氧化为乙酸. 氢受体为磷酸二羟丙酮,终产物为甘油、乙 醇和乙酸。不产生能量。
蛋白质
多糖
脂类
氨基酸
单糖
甘油，脂肪酸
丙酮酸/乙酰辅酶A
CO2 ，H20，能量（三羧酸循环）
合成代谢（anabolism）
• 合成代谢指细胞利用小分子物质合成复杂 大分子的过程，并在这个过程中消耗能量。
• 合成代谢所利用的小分子物质来源于分解 代谢过程中产生的中间产物或环境中的小 分子营养物质。
微生物代谢特点： (参见P101) 在代谢过程中，通过分解作用（光合作用）产生
• 发酵产物除乳酸外还有乙醇与CO2。 • 青贮饲料中短乳杆菌发酵即为异型乳酸发酵。 • 异型乳酸发酵结果：1分子G生成乳酸，乙醇，
甘油醛-3-磷酸 丙酮酸
→丙酮酸
ED途径结果：一分子葡萄糖经ED途径最后生成2分子丙 酮酸、1分子ATP，1分子NADPH、1分子NADH。
ED途径在革兰氏阴性菌中分布较广；可不依赖于EMP与 HMP而单独存在；不如EMP途径经济。
磷酸解酮酶途径
这条途径是由Warburg、Dickens等人发现的，又 称WD途径，又因特征酶是磷酸解酮酶，所以又 称磷酸解酮酶途迳。（PK途径和HK途径）
化学能。 这些能量用于：1 合成代谢 2微生物的运动和运
输 3 热和光 代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的，前
一部反应的产物是后续反应的底物。
细胞能有效调节相关的反应，生命活动得以正常 进行。
某些微生物还会产生一些次级代谢产物。
第二节微生物产能代谢
一．异养微生物的生物氧化 二．自养微生物的生物氧化 三．能量转换
第５章
微生物的代谢
第一节 代谢概论
• 代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学 反应的总称
• 由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism) 组成
分解代谢（catabolism）(参见P101)
分解代谢指细胞将大分子物质降解成小分子 物质，并在这个过程中产生能量。
• 一般可将分解代谢分为三个阶段：
• 同型乳酸发酵 • 异型乳酸发酵 • 双歧发酵
２）乳酸发酵
同型乳酸发酵 在糖的发酵中，产物只有乳酸的发酵称为同型乳酸 发酵，青贮饲料中的乳链球菌发酵即为此类型。
过 程： G
PEP
关键酶：乳酸脱氢酶
应用：工业中乳酸规模化生产
农业中青饲料的发酵
食品加工业中的应用
C3H6O3
２）乳酸发酵
异型乳酸发酵（参见P106、107）
葡萄糖
ATP
EMP途径
（Embden-Meyerhof pathway）
葡糖-6-磷酸 ADP
果糖-6-磷酸
a
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 :预备性反应
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
HMP途径与EMP途径有着密切的关系，HMP途 径中的3-磷酸-甘油醛可以进入EMP途径， — 磷 酸戊糖支路
一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合 成提供大量还原力（NADPH）和中间代谢产物。
ED途径 • ED途径是在研究嗜糖假单孢菌时发现的。
ED途径过程：
葡萄糖→
→
→KDPG
KDPG
• 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。
１．发酵（fermentation）
• 生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵 解（glycolysis）
• 糖酵解是发酵的基础 • 主要有四种糖酵解途径：
EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途 径。
OH
HO OH
H-C-OH D CH2OP
葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡糖酸 5-磷酸-核酮糖
HMP 途径
CH2O HC=O
HO-C-H H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-木酮糖
CH2O HC=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-核酮糖
H- C=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OH
ADP
3-磷酸甘油酸ATP
2-磷酸甘油酸
b
b :氧化还原反应
磷酸烯醇式丙酮酸
底物水平磷酸化
ADP
丙酮酸 ATP
CH2OH
CH2OP
NADH+H+ CH2OP
NADH+H+ CH2OH
o ATP ADP
o NAD(P)+
Hale Waihona Puke oNAD(P)+
C=O
OH
OH
OH COOH
H-C-OH
OH HO OH
HO
OH
PK途径：
5－P－ 磷酸解酮酶 木酮糖
HK途径： 葡萄糖
5－P－木 酮糖
乙酰磷酸
乙酰磷酸
乙酸 磷酸甘油醛
乳酸
１．发酵（fermentation）
• 糖酵解发生后，丙酮酸的代谢 （参见P106）
１）酵母菌的发酵 ２）乳酸发酵
１）酵母菌的发酵
• 酵母的一型发酵 葡萄糖经ＥＭＰ途径降解为两分子丙酮酸，丙酮 酸脱羧生成乙醛，乙醛作为氢受体使ＮＡＤ＋再 生，发酵终产物为乙醇．
CH2O P
5-磷酸-核糖
5-磷酸-木酮糖 6-磷酸-景天庚酮糖
6-磷酸-果糖
5-磷酸-核糖 3-磷酸-甘油醛
4-磷酸-赤藓糖 6-磷酸-果糖
5-磷酸-木酮糖 3-磷酸-甘油醛
6-磷酸-葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖
HMP途径
从6-磷酸-葡萄糖开始，即在单磷酸已糖基础上开 始降解的故称为单磷酸已糖途径。
酵母菌乙醇发酵应严格控制三个条件
厌氧 控制NaHSO3含量 PH小于7.6
２）乳酸发酵
乳酸菌将G分解产生的丙酮酸还原成乳酸的过程。 细菌积累乳酸的过程 是典型的乳酸发酵。我们熟悉
的牛奶变酸，生产酸奶，渍酸菜，泡菜，青贮饲 料都是乳酸发酵。
• 进行乳酸发酵的都是细菌：如短乳杆菌，乳链球 菌等。乳酸发酵细菌不破坏植物细胞，只利用植 物分泌物生长繁殖。
一．异养微生物的生物氧化
• 发酵 • 呼吸作用
一．异养微生物的生物氧化
１．发酵（fermentation）
• 发酵是指微生物细胞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。
• 广义发酵：泛指任何利用好氧或厌氧微生物来生 产有用代谢产物或食品、饮料的一种生产方式。
• 酵母的二型发酵 当存在亚硫酸氢钠，与乙醛生成难溶的磺化羟基 乙醛．磷酸二羟丙酮代替乙醛作为ＮＡＤＨ的氢 受体，最终形成甘油．
１）酵母菌的发酵
• 酵母的三型发酵 弱碱条件下（PＨ７.６）,乙醛因得不到足 够的氢而积累,两个乙醛分子间发生歧化反 应,一分子还原为乙醇,一分子氧化为乙酸. 氢受体为磷酸二羟丙酮,终产物为甘油、乙 醇和乙酸。不产生能量。
蛋白质
多糖
脂类
氨基酸
单糖
甘油，脂肪酸
丙酮酸/乙酰辅酶A
CO2 ，H20，能量（三羧酸循环）
合成代谢（anabolism）
• 合成代谢指细胞利用小分子物质合成复杂 大分子的过程，并在这个过程中消耗能量。
• 合成代谢所利用的小分子物质来源于分解 代谢过程中产生的中间产物或环境中的小 分子营养物质。
微生物代谢特点： (参见P101) 在代谢过程中，通过分解作用（光合作用）产生
• 发酵产物除乳酸外还有乙醇与CO2。 • 青贮饲料中短乳杆菌发酵即为异型乳酸发酵。 • 异型乳酸发酵结果：1分子G生成乳酸，乙醇，