10.微生物独特合成代谢途径
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微生物的合成代谢
生物防治
微生物合成代谢产生的某些物质具有抗菌、抗病毒和抗虫的 活性，可用于生物防治。
微生物合成代谢的种类与过程
初级代谢产物
指微生物生长所必需的物质，如氨基酸、核苷酸等，其合成过程与微生物生长紧密相关。
次级代谢产物
指非微生物生长所必需的物质，如抗生素、色素等，其合成过程不受微生物生长的影响。
微生物合成代谢过程
微生物复合肥
将微生物与化学肥料混合制成的肥料，可以 同时提供营养和改善土壤环境。
生物能源
生物柴油
利用微生物将油脂转化为生物柴油，可替代 化石燃料。例如，脂肪酸甲酯就是由微生物 将油脂转化而成的生物柴油。
生物氢气
利用光合微生物在光照条件下将二氧化碳和 水转化为氢气，可用于燃料电池等。
05
微生物合成代谢的未来展望
遗传学机制。
细胞膜通透性的调节
总结词
细胞膜通透性的调节是微生物合成代谢 调控的重要环节之一，通过改变细胞膜 的通透性来影响物质进出细胞的运输和 代谢。
VS
详细描述
细胞膜通透性的调节主要涉及到磷脂组成 和膜蛋白的活性。微生物可以通过改变磷 脂的组成和膜蛋白的活性来调节物质进出 细胞的运输。此外，一些小分子代谢物也 可以通过扩散作用进出细胞，因此细胞膜 通透性的调节对于维持微生物的正常生理 功能具有重要意义。
04
微生物合成代谢的应用
生物制药
抗生素
微生物可以产生抗生素，用于治 疗细菌感染。例如，青霉素就是 由霉菌产生的抗生素，可以抑制
细菌的生长。
激素
微生物可以生产激素，用于调节 生物体的生理活动。例如，胰岛 素就是由微生物生产的激素，用
于治疗糖尿病。
疫苗
微生物可以用于生产疫苗，预防 疾病的发生。例如，流感疫苗就 是通过培养流感病毒制成的，可 以刺激人体免疫系统产生抗体，
微生物合成代谢产生的某些物质具有抗菌、抗病毒和抗虫的 活性，可用于生物防治。
微生物合成代谢的种类与过程
初级代谢产物
指微生物生长所必需的物质，如氨基酸、核苷酸等，其合成过程与微生物生长紧密相关。
次级代谢产物
指非微生物生长所必需的物质，如抗生素、色素等，其合成过程不受微生物生长的影响。
微生物合成代谢过程
微生物复合肥
将微生物与化学肥料混合制成的肥料，可以 同时提供营养和改善土壤环境。
生物能源
生物柴油
利用微生物将油脂转化为生物柴油，可替代 化石燃料。例如，脂肪酸甲酯就是由微生物 将油脂转化而成的生物柴油。
生物氢气
利用光合微生物在光照条件下将二氧化碳和 水转化为氢气，可用于燃料电池等。
05
微生物合成代谢的未来展望
遗传学机制。
细胞膜通透性的调节
总结词
细胞膜通透性的调节是微生物合成代谢 调控的重要环节之一，通过改变细胞膜 的通透性来影响物质进出细胞的运输和 代谢。
VS
详细描述
细胞膜通透性的调节主要涉及到磷脂组成 和膜蛋白的活性。微生物可以通过改变磷 脂的组成和膜蛋白的活性来调节物质进出 细胞的运输。此外，一些小分子代谢物也 可以通过扩散作用进出细胞，因此细胞膜 通透性的调节对于维持微生物的正常生理 功能具有重要意义。
04
微生物合成代谢的应用
生物制药
抗生素
微生物可以产生抗生素，用于治 疗细菌感染。例如，青霉素就是 由霉菌产生的抗生素，可以抑制
细菌的生长。
激素
微生物可以生产激素，用于调节 生物体的生理活动。例如，胰岛 素就是由微生物生产的激素，用
于治疗糖尿病。
疫苗
微生物可以用于生产疫苗，预防 疾病的发生。例如，流感疫苗就 是通过培养流感病毒制成的，可 以刺激人体免疫系统产生抗体，
第五章-微生物的新陈代谢
2+8*(=30ATP
*在TCA循环的异柠檬酸至-酮戊二酸反应中，有的微生物产生的是NADPH+H+ **在葡萄糖转变为葡糖-6-磷酸过程中消耗1ATP
***真核生物的呼吸链组分在线粒体膜上，NADH+H+进入线粒体要消耗2ATP。
递氢和受氢ATP的产生
经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FADH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。
生物氧化（biological oxidation） 在活细胞中的一系列产能性氧化反应的总称。
氧化的形式包括：得氧、脱氢和失去电子。 过程包括脱氢(电子)、递氢(电子)和受氢(电子)3个阶段。 功能：产ATP，[H]，小分子中间代谢产物。 类型：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。
底物脱电子的四种方式 以葡萄糖为例
C6H12O6 →2CO2+2C2H5OH
发酵的特点
微生物部分氧化有机物获得发酵产物，释放少量能量；
氢供体与氢受体(内源性中间代谢产物)均为有机物
还原力[H]不经过呼吸链传递； 产能方式：底物水平磷酸化反应。
底物磷酸化：指在发酵过程中往往伴随着高能化合物生 成，如EMP途径中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙 酮酸，其可直接偶联ATP和GTP的产生。
Pentose phosphate pathway，旧称HMP途径(Hexose monophasphate pathway)，此途径存在于大多数生物体内。
C6
C3
C6
C4
C7 C3 C5 C5
C5
1ATP
12NADPH
→ → → 36ATP →
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 。
10-12 第五章 微生物的代谢
1、生物氧化的形式：
包括脱氢或脱电子
①失电子：
Fe2+ → Fe3+ + e CH3-CHO
②化合物脱氢、递氢: CH3-CH2-OH
NAD NADH2
2、生物氧化的过程： 脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三 个阶段
3、生物氧化的功能： 产能（ATP）、产还原力[H]和产小分子中间代谢物
德国： （Carl Neuberg）
目前甘油生产中使用的微生物 Dunaliella aslina（一种嗜盐藻类） 生活在盐湖及海边的岩池等盐浓度很高环境
胞内积累高浓度的甘油使细胞的渗透压保持平衡
由EMP途径中丙酮酸出发的发酵
②同型乳酸发酵：发酵产物只有乳酸
丙酮酸
NADH2
乳酸
同型乳酸发酵菌株有： 德氏乳杆菌(L.delbruckii)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌 (L.plantarum)、干酪乳杆菌(L.casei)、粪链球菌(Streptococcus faecalis)
（5）Stickland反应
氨基酸同时为碳源、氮源和能源 以一种氨基酸为H供体，而另一种氨基酸为H受体来实现 生物氧化产能的发酵类型。
3乙酸
丙氨酸
+
2甘氨酸
3NH3
CO2 ATP
Stickland反应特点：
部分氨基酸的氧化与另一些氨基酸的还原相偶联； 产能效率低，1ATP/1G。
各途经的相互关系
H2O
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
丙酮酸
~~醛缩酶
（KDPG）
有氧时与TCA循环连接 无氧时进行细菌乙醇发酵
葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步 才能获得的丙酮酸。
微生物的新陈代谢优秀PPT
生物固氮主要在三方面进行研究： 用实验的方法提高主要农作物的固氮能力。 模拟固氮酶，使工业生产N肥在常温、常压下进行。 选择利用高效、优质的固氮微生物做为生物肥料 （根瘤菌肥料和固氮菌肥料）。
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9
(一) 固氮微生物
80余属，全部为原核生物（包括古生菌），主要包 括细菌、放线菌和蓝细菌。根据固氮微生物与高等 植物及其他生物的关系，可将它们分为以下3类：
但大多数固氮菌都是好氧菌。
微生物如何解决既需要氧又须 防止氧对固氮酶损伤的矛盾？
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(三) 固氮微生物的避氧害机制
长期进化过程中，各种固氮微生物已进化出适 合在不同条件下保护固氮酶免受氧害的机制。
1. 好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制 （1）呼吸保护
固氮菌科的菌种能以极强的呼吸作用迅速将周围环境中
18
固氮酶
固氮酶的特点：
1）还原N2、H+、C2H2等生物活性；
2）由固氮酶（组分I；钼铁蛋白；固二氮酶）和固氮
酶还原酶（组分II；铁蛋白；固二氮酶还原酶来自共同组成时才具有生物活性；
3）氧不可逆失活作用。
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固氮的生化途径细节
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思考
固氮酶对氧极端敏感（不可逆的失活）； 组分II（铁蛋白）：在空气中暴露45s后失活一半； 组分I（钼铁蛋白）：活性半衰期10 min；
第三节 微生物独特合成代谢 途径举例
2020/4/28
1
一. 自养微生物的CO2固定 二. 生物固氮 三. 肽聚糖的合成 四. 次生代谢
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2
一. 自养微生物的CO2固定
各种自养微生物在其生物氧化中获取的能量主要用于CO2的 固定。在微生物中，至今已了解的CO2固定的途径有4条。
微生物的能量代谢
广。如戌糖可用作碳源。
3. ED 途径
ED途径是在研究嗜糖假单孢菌时发现的另一条分解 葡萄糖形成丙酮酸和3-磷酸甘油醛的途径。少数EMP途径 不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径。
1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和1分子NADH。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在。
ED途径的意义
ED途径可与EMP、HMP和TCA等相连接，因此可相互协 调，以满足微生物对能量、还原力和各种中间代谢产物的 需求。细菌酒精发酵：运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis），微好氧从丙酮酸到乙醇。
具有ED途径的细菌
在G-细菌中分布广泛，如假单胞菌属、根瘤菌、固氮菌， 很少有革兰氏阳性细菌有这条途径。
底物脱氢
•递氢与受氢
–EMP途径
–HMP途径 –ED途径 –TCA循环
–呼吸
–无氧呼吸 –发酵
（一）底物脱氢的四条主要途径
生物体内葡萄糖作为生物氧化的典型底物，主要 分为四种途径脱氢： 1. EMP途径：主要产物、特点、意义 2. HMP途径：主要产物、特点、意义 3. ED途径：主要产物、特点、意义 4. TCA循环：主要产物、特点、意义
HMP 途径
5-磷酸-木酮糖
5-磷酸-木酮糖 6-磷酸-景天庚酮糖
6-磷酸-果糖 6-磷酸-葡萄糖
5-磷酸-核酮糖
5-磷酸-核酮糖
3-磷酸-甘油醛 4-磷酸-赤藓糖 6-磷酸-果糖 6-磷酸-葡萄糖
5-磷酸-核糖
5-磷酸-核糖
3-磷酸-甘油醛
HMP途径的三个阶段
从6-磷酸-葡萄糖开始，通过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和二氧化 碳。 核酮糖-5-磷酸发生结构变化形成核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸。 几种戊糖磷酸在没有氧参与的条件下发生碳架重排，产生了己糖磷酸 和丙糖磷酸，丙糖磷酸可通过EMP途径转化成丙酮酸再进入TCA循环
微生物的合成代谢
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
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-6-磷酸
UTP PPi
N-乙酰葡糖胺-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
“Park”核苷酸 的合成
举例
氨基酸,单糖,单核苷酸 蛋白质,多糖,核酸
蛋白质,多糖,核酸,脂类 抗生素,激素,毒素,色素
初级代谢产物的合成 肽聚糖合成，固氮，微 生物次级代谢反应
微生物合成代谢的原料
微生物合成作用需要小分子物质、能量和还原力 NAD(P)H2
2020/7/18
来源：
小分子物质、 能量和还原力 NAD(P)H2
丙酮酸脱羧 脂肪氧化
在生物合成中的作用
核苷糖类 戊糖 多糖贮藏物 核苷酸 脱氧核糖核苷酸
芳香氨基酸 芳香氨基酸 葡萄糖异生 CO2固定
胞壁酸合成 糖的运输 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 CO2固定
丝氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 脯氨酸 精氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 异亮氨酸
脂肪酸 类异戊二烯 甾醇
菌。二者的区别是，甲基营养菌需要的碳化物比CO2的还原性高 ，有些种能够利用甲醇、甲胺进行生长，但不能利用甲烷，它们 属于化能有机营养微生物，如生丝微菌(Hyphomicrobium)、假单 胞菌、芽胞杆菌和弧菌等属中的一些种。甲烷营养菌则既能利用 甲烷，也能利用更为氧化的一碳化合物，如甲酸，但不能利用具 有C--C键的物质
• EMP • HMP • ED • WD
2020/7/18
微生物的代谢途径和调控机制
微生物的代谢途径和调控机制微生物是一种非常常见而又重要的生物，它们在生态系统中有着重要的作用。
微生物的代谢途径和调控机制是微生物研究中不可忽视的一部分。
本文将从微生物的代谢途径和调控机制两个方面展开论述。
微生物的代谢途径微生物的代谢途径是指微生物在自身体内进行能量代谢的一系列反应，包括有氧呼吸、厌氧呼吸和发酵等。
其中，有氧呼吸是指微生物利用氧气作为终端电子受体，将有机物完全氧化成为二氧化碳和水，并产生能量。
厌氧呼吸则是指微生物在氧气不足的条件下，利用其他物质作为电子受体，将有机物部分氧化，并产生能量。
而发酵则是指微生物在氧气缺乏时，将有机物在不需要外部电子受体的条件下，分解成酸、醇和气体等产物，并产生能量。
微生物的代谢途径对于微生物的生存和繁殖有着至关重要的作用。
不同的微生物对于不同种类物质的代谢能力不同，这也是微生物能够适应不同环境的原因之一。
例如，某些微生物能够代谢硫、铁等金属离子，从而在海洋底部形成硫化物流，而某些细菌则能够将氮气转化为氨，提供生态系统的必需氮源。
微生物的调控机制微生物的代谢途径需要受到调控才能保证生命过程的正常。
微生物的调控机制包括转录调控、翻译调控和代谢调控等。
其中，转录调控是指微生物可以通过正反馈和负反馈机制，调控基因的表达量。
翻译调控则是指微生物可以通过启动子和转录因子等控制RNA的合成和mRNA的稳定性，影响蛋白质的表达量。
而代谢调控则是指微生物通过代谢产物的反馈和前体物的调节，调控酶的活性和基因表达，从而控制代谢途径的进行。
微生物的调控机制不仅对维持其生命活动有着重要的作用，同时也对于人类的健康有着深远的影响。
以大肠杆菌为例，它是肠道中普遍存在的微生物，当体内钙浓度过低时，大肠杆菌就会通过感应系统调控Calcium Transporter (CaT)的表达量，从而增加体内钙的吸收，保证人体的健康。
总结微生物的代谢途径和调控机制是微生物研究中的重要内容。
通过对微生物的代谢途径和调控机制的研究，不仅可以更好地了解微生物对环境的适应性和生命活动的本质，同时也可以为生物技术和人类健康等方面提供有益的参考和支持。
微生物的代谢途径和微生物技术的应用
微生物的代谢途径和微生物技术的应用微生物在自然界中的分布范围十分广泛，无处不在。
他们具有复杂而多样的代谢途径，能够在不同的环境中生存并繁衍。
随着科技的发展以及对微生物研究的深入，微生物技术正逐渐被广泛应用于不同的行业，发挥着重要的作用。
第一部分：微生物的代谢途径微生物的代谢途径决定了它们能够在什么环境中生存以及如何从食物中获得能量。
酵母菌、细菌和真菌等微生物都具有不同的代谢途径。
1. 糖类代谢途径典型的糖类代谢是通过糖酵解进行的。
这是一种无氧代谢途径，即微生物在没有氧气的情况下分解糖以获得能量。
改过程分为两个主要的阶段：糖类分解和糖类氧化。
2. 蛋白质代谢途径微生物可以通过蛋白质降解来获取氨基酸。
氨基酸可以进一步用来合成新的蛋白质、核酸和其他代谢产物。
在这个过程中，金属离子通常可以作为辅助因子，促进酶催化反应。
3. 脂肪代谢途径微生物将脂肪分解为脂肪酸和甘油。
脂肪酸是一种重要的能量来源，可以经过β-氧化进行降解，最终生成较小的代谢产物，如CO2和H2O。
第二部分：微生物技术的应用微生物技术是一种广泛应用的技术，被广泛应用于食品、医药、环保等多个领域。
1. 食品工业酸奶、酱菜、酱油等传统发酵食品便是微生物技术的应用。
在现代工业生产中，常用的微生物包括酵母菌、酸奶菌、乳酸菌等。
他们可以用来制备高品质的食品，并增加食品的营养价值。
2. 医药行业微生物技术在医药领域中有着重要的应用价值。
例如，吗啡是一种有效的镇痛药，但其副作用带来的影响也很大。
而通过微生物工程技术可以生产与吗啡相似的药物，例如羟吗啡酸和羟编程素，这些药物具有镇痛作用但没有吗啡的副作用。
3. 环保领域微生物技术在环保领域中也有着不可忽视的作用。
例如，利用微生物将有害物质如石油烃、有毒金属等转化为无害物质，以此来减轻环境污染。
另外，还可以利用微生物制备生物燃料以及合成可降解材料，以减少对环境的影响。
综上所述，微生物的代谢途径和微生物技术的应用都有着重要的意义。
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肽聚糖是绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分； 它在真细菌的生命活动中有着重要的功能，尤其是许多重要 抗生素例如青霉素、头孢霉素、万古霉素、环丝氨酸（恶唑 霉素）和杆菌肽等呈现其选择毒力（selective toxicity）的物 质基础；加之它的合成机制复杂，并在细胞膜外进行最终装 配步骤。
青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-丙氨酰-D丙氨酸的结构类似物，即它们两者可互相竞争转肽酶 的活力中心。
羟基丙酸途径
（一）Calvin循环（Calvin cycle）
Calvin循环又称Calvin-Benson循环、 Calvin-Bassham循环、核酮糖二磷酸途径或 还原性戊糖磷酸循环。这一循环是光能自养生物
和化能自养生物固定CO2的主要途径。
核酮糖二磷酸羧化酶（ribulose biphosphate carboxylase，
第三节 微生物独特合成 代谢途径举例
自养微生物的CO2固定
生物固氮
细胞壁肽聚糖的合成
微生物次生代谢物的合成
一、自养微生物的CO2固定
各种自养微生物在其生物氧化磷酸化、发酵 和光合磷酸化中获取的能量主要用于CO2的固定。 在微生物中CO2的固定的4条途径： Calvin循环 厌氧乙酰－CoA途径
逆向TCA循环途径
简称RuBisCO）和磷酸核酮糖激酶（phosphoribulokinase）
是本途径中两种特有的酶。
利用Calvin循环进行CO2固定的生物包括绿色植物、 蓝细菌、多数光合细菌（光能自养型）和硫细菌、铁细
菌、硝化细菌等（化能自养型）。
如果以产生1个葡萄糖分子来计算，则Calvin循环的总式为： 6COห้องสมุดไป่ตู้＋12NAD(P)H2＋18ATP→C6H12O6＋12NAD(P)＋18ADP＋18Pi
（二）厌氧乙酰－CoA途径
（activated acytyl-CoA pathway）
厌氧乙酰－CoA途径又称活性乙酸途径
（activated acetic acid pathway）。这种非循环式的
CO2固定机制主要存在于一些产乙酸菌、硫酸盐还原
菌和产甲烷菌等化能自养细菌中。
（三）逆向TCA循环（reverse TCA cycle）
非循环光合磷酸化 紫膜光合磷酸化
2. 分解代谢和合成代谢的联系
两用代谢途径 代谢物回补顺序 乙醛酸循环
3. 微生物独特合成代谢途径 CO2的自养固定 生物固氮 细胞壁肽聚糖的生物合成
微生物次生代谢产物的生物合成
当转肽酶与青霉素结合后，因前后两个肽聚糖单 体间的肽桥无法交联，因此只能合成缺乏正常机械强 度的缺损“肽聚糖”，从而形成了细胞壁缺损的细胞
，例如原生质体或球状体等，它们在渗透压变动的不
利环境下，极易因破裂而死亡。 因为青霉素的作用机制在于抑制肽聚糖的生物合 成，因此对处于生长繁殖旺盛期的微生物具有明显的 抑制作用，而对处于生长休止期的细胞（rest cell）， 则无抑制作用。
四、微生物次生代谢物的合成
自 学
本章小结
1. 能量代谢是微生物新陈代谢的核心。
生 物 氧 化 的 过 程 脱氢（或电子） 递氢（或电子） 受氢（或电子）
异养微生物
生 物 氧 化 的 类 型
呼吸—产能效率最高 无氧呼吸—产能效率次高 发酵—产能效率最低
自养微生物
获 取 A T P
循环光合磷酸化
自 学
（四）羟基丙酸途径
（hydroxypropionate pathway）
自 学
二、生物固氮
生物固氮（nitrogen-fixing organisms，diazotrophs）
是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的
过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。
自 学
三、微生物结构大分子——肽聚糖的生物合成
青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-丙氨酰-D丙氨酸的结构类似物，即它们两者可互相竞争转肽酶 的活力中心。
羟基丙酸途径
（一）Calvin循环（Calvin cycle）
Calvin循环又称Calvin-Benson循环、 Calvin-Bassham循环、核酮糖二磷酸途径或 还原性戊糖磷酸循环。这一循环是光能自养生物
和化能自养生物固定CO2的主要途径。
核酮糖二磷酸羧化酶（ribulose biphosphate carboxylase，
第三节 微生物独特合成 代谢途径举例
自养微生物的CO2固定
生物固氮
细胞壁肽聚糖的合成
微生物次生代谢物的合成
一、自养微生物的CO2固定
各种自养微生物在其生物氧化磷酸化、发酵 和光合磷酸化中获取的能量主要用于CO2的固定。 在微生物中CO2的固定的4条途径： Calvin循环 厌氧乙酰－CoA途径
逆向TCA循环途径
简称RuBisCO）和磷酸核酮糖激酶（phosphoribulokinase）
是本途径中两种特有的酶。
利用Calvin循环进行CO2固定的生物包括绿色植物、 蓝细菌、多数光合细菌（光能自养型）和硫细菌、铁细
菌、硝化细菌等（化能自养型）。
如果以产生1个葡萄糖分子来计算，则Calvin循环的总式为： 6COห้องสมุดไป่ตู้＋12NAD(P)H2＋18ATP→C6H12O6＋12NAD(P)＋18ADP＋18Pi
（二）厌氧乙酰－CoA途径
（activated acytyl-CoA pathway）
厌氧乙酰－CoA途径又称活性乙酸途径
（activated acetic acid pathway）。这种非循环式的
CO2固定机制主要存在于一些产乙酸菌、硫酸盐还原
菌和产甲烷菌等化能自养细菌中。
（三）逆向TCA循环（reverse TCA cycle）
非循环光合磷酸化 紫膜光合磷酸化
2. 分解代谢和合成代谢的联系
两用代谢途径 代谢物回补顺序 乙醛酸循环
3. 微生物独特合成代谢途径 CO2的自养固定 生物固氮 细胞壁肽聚糖的生物合成
微生物次生代谢产物的生物合成
当转肽酶与青霉素结合后，因前后两个肽聚糖单 体间的肽桥无法交联，因此只能合成缺乏正常机械强 度的缺损“肽聚糖”，从而形成了细胞壁缺损的细胞
，例如原生质体或球状体等，它们在渗透压变动的不
利环境下，极易因破裂而死亡。 因为青霉素的作用机制在于抑制肽聚糖的生物合 成，因此对处于生长繁殖旺盛期的微生物具有明显的 抑制作用，而对处于生长休止期的细胞（rest cell）， 则无抑制作用。
四、微生物次生代谢物的合成
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本章小结
1. 能量代谢是微生物新陈代谢的核心。
生 物 氧 化 的 过 程 脱氢（或电子） 递氢（或电子） 受氢（或电子）
异养微生物
生 物 氧 化 的 类 型
呼吸—产能效率最高 无氧呼吸—产能效率次高 发酵—产能效率最低
自养微生物
获 取 A T P
循环光合磷酸化
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（四）羟基丙酸途径
（hydroxypropionate pathway）
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二、生物固氮
生物固氮（nitrogen-fixing organisms，diazotrophs）
是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的
过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。
自 学
三、微生物结构大分子——肽聚糖的生物合成