微生物代谢专业知识讲座.pptx

新陈代谢：微生物与其它生物一样，为了本身生长发育及繁殖后代，需要不停地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列生化反应，转变成能量和组成细胞物质，并向体外排出不需要产物。这一系列生化过程称为新陈代谢。新陈代谢包含：组成代谢（合成代谢）和分解代谢两个部分。1、合成代谢：由简单小分子化合物合成复杂细胞物质过程称为合成代谢。2、分解代谢：由复杂营养物质或细胞大分子物质降解成简单产物并产生能量过程称为分解代谢。二者有显著区分，但又紧密相连，分解代谢为合成代谢提供能量及“原材料”；合成代谢又是分解代谢基础，它们在细胞内偶联地进行。微生物代谢是微生物生理学关键，微生物种类繁多，代谢过程和方式也是各种多样。然而，微生物与其它主要生物代谢活动基本规律是一致。第一节微生物酶一、酶：酶是由生活细胞产生含有蛋白质性质有机催化剂酶特征：①酶含有蛋白质一切性质。凡是能破坏蛋白质结构，使蛋白质变性原因都能够使酶失去活性。②酶含有高效催化作用和专一性。正是因为这种高度专一性，才能使M体内进行着数目众多、复杂化学反应有条不紊地进行。二、影响酶反应速度原因环境条件影响酶反应速度。（一）酶反应速度：即酶活力，通常是以单位时间内底物降低或产物增加来表示。离体酶反应速度在一定时间内能保持恒定。但伴随时间延长，反应速度会逐步下降，出现反应速度下降原因很多。为了准确表示酶活力，应以反应初速度为标准。（二）影响酶反应速度主要原因：酶浓度、产物浓度、PH质、温度、酶抑制剂、酶激活剂等。普通酶在60℃时就将失活。人工制成干燥酶制剂能够耐较高温度。酶抑制剂：因为改变了酶蛋白上必需基团或活性基化学性质而引发酶活力降低或丧失称为抑制作用。引发这种抑制作用物质称为酶抑制剂。酶激活剂：一些物质存在能够提升酶活性，这些物质称为酶激活剂。三、酶在微生物细胞中分布：依据酶在微生物细胞中活动部位，通常将酶分为两大类：即胞外酶和胞内酶。胞外酶：是由细胞产生后分泌到细胞外面进行活动酶。主要是指单成份水解酶类。1、水解多糖淀粉E、纤维素E等；2、水解寡糖蔗糖E、麦芽糖E、乳糖E等；3、蛋白酶E、脂肪E等；胞外水解酶类大多是在细胞质膜上合成，然后释放到细胞外。（二）胞内酶：是在细胞内部起作用酶。酶在细胞内不是杂乱无章、而是有一定活动区域。不一样性质酶类有不一样活动部位。1、细胞质膜是渗透酶活动场所；2、相关发酵酶类则溶于细胞质中；3、相关呼吸酶类和电子递体大多固定在特定细胞结构上，在原核M中是细胞内膜中体上；在真核微生物中则是在线粒体上。4、相关蛋白质合成酶类主要是在核糖核蛋白体上活动；5、相关光合作用酶类则集中在叶绿体片层结构膜上或染色体膜上。即使M体内有许各种酶，但因为各种酶类在细胞中有严格活动区域，从而使M生理活动在时间上和空间上都能有序地、高度有效地进行。第二节微生物能量代谢一、ATP与氧化磷酸化（一）ATP：就当前所知，在M体内起主要作用是ATP、酰基辅酶—A，二者是体内偶联者，可相互转化。所以，ATP被认为是M能量转移中心站，ATP生成和利用则是M能量代谢中心。ATP是腺嘌呤核苷三磷酸（简称：三磷酸腺苷）缩写，是生物体中最主要高能磷酸化合物。（二）氧化磷酸化作用：生物利用化合物氧化过程中所释放能量，进行磷酸化生成ATP作用。生物氧化方式：1、呼吸作用：以分子态氧作为最终电子（和氢）受体氧化作用。或有氧呼吸作用；2、无氧呼吸作用：以无机氧化物（如NO3-、NO2-、SO4-2，SO3-2等）中氧作为最终电子（和氢）受体氧化作用称为无氧呼吸作用。3、发酵作用：发酶作用是指电子（氢）供体和电子（氢）受体都是有机化合物氧化作用。4、呼吸链：电子自其供体向受体转移过程中，要经过一系列中间电子递体，这些电子递体按一定次序排列成链，称为电子传递链。如以氧为最终电子受体，则称为呼吸链。二、ATP利用（能量消耗）ATP主要用于供给合成细胞物质（包含贮藏物质）所需能量。组成细胞物质主要是蛋白质、核酸、类脂和多糖。合成这些物质都需要ATP供给能量；另外，细胞对营养物质吸收，鞭毛菌运动，发光细菌发光等所消耗能量也要由ATP供给。三、微生物呼吸类型：依据M与分子态度关系，即微生物在生活中是否需要O2，能够将M分为以下几个类型：1、好氧性M：凡是生活中需要O2M；大多数细菌，全部放线菌和霉菌都属这类型。它们以有氧呼吸进行生物氧化，以分子态氧作为最终电子（和氢）受体，产生较多能量。在自然界中，好氧性M种类和数量都是最多。2、厌氧性M：凡是生活中不需要O2M；一些细菌，如一些梭状芽胞杆菌，它们以发酵作用为唯一生物氧化方式。比如：丁酸梭菌3、兼性厌氧性M：凡是在有氧或无氧条件下都能生活M。它们在有O2或无O2情况下以不一样方式产生能量，有以下两种类型：①一个类型：在有氧条件下进行有氧呼吸作用，在无氧条件下进行发酵作用。比