【正文】 ation) 底物水平磷酸化既存在于 發(fā)酵過程 中也存在于 呼吸過程 中。 非循環(huán)光合磷酸化 各種綠色植物、藻類和藍細菌共有的利用光能產(chǎn)生 ATP的磷酸化反應。 只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素或菌綠素參與的獨特光合作用。 不同種類的微生物或同種微生物在不同的碳源條件下，有不同的代謝回補順序。 草酰乙酸 檸檬酸 琥珀酸 異檸檬酸 蘋果酸 延胡索酸 乙醛酸 乙酰 CoA 乙酰 CoA 乙酸 乙酸 乙醛酸循環(huán) 具有乙醛酸循環(huán)的微生物普遍是好氧菌。 生活在土壤或水域中，能獨立地進行固氮，但并不將氨釋放到環(huán)境中，而是合成氨基酸，組成自身蛋白質(zhì)。這些固氮微生物僅存在于相應植物的根際，不形成根瘤，但有較強的專一性，固氮效率比在自生條件下高。 （三）好氧菌固氮酶避害機制 固氮酶的兩個蛋白組分對氧極其敏感，一旦遇氧就很快導致不可逆的失活。 豆科植物根瘤菌的抗氧保護機制 只有當嚴格控制在微好氧條件下時，才能固氮； 根瘤菌還能在根毛皮層細胞內(nèi)迅速分裂繁殖，隨后分化為膨大而形狀各異、不能繁殖、但有很強固氮活性的類菌體。轉肽酶一旦被青霉素結合，前后 2個肽聚糖單體間不能形成肽橋，肽聚糖缺乏機械強度，由此產(chǎn)生了原生質(zhì)體或球狀體之類的細胞壁缺損細菌。 第四節(jié) 微生物的代謝調(diào)節(jié)與發(fā)酵生產(chǎn) 微生物的代謝調(diào)節(jié) 代謝調(diào)節(jié)在發(fā)酵工業(yè)中的應用 應用營養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié) 應用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié) 控制細胞膜的滲透性 應用營養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié) 天冬氨酸 天冬氨酸 磷酸 天冬氨酸 半醛 高絲氨酸 蘇氨酸 甲硫 氨酸 賴氨酸 為反饋抑制 為阻遏 AK HSDH 應用營養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié) 核糖 5磷酸 肌苷酸 IMP合成途徑和代謝調(diào)節(jié) 核糖 5磷酸 焦磷酸 核糖胺 5磷酸 腺苷酸 琥珀酸 腺苷酸 黃苷酸 鳥苷酸 1 2 12 13 14 15 天冬氨酸 高絲氨酸 蘇氨酸 甲硫氨酸 抗性菌株高產(chǎn)蘇氨酸的代謝調(diào)節(jié) 賴氨酸 指反饋抑制 指反饋阻遏 天冬氨酸 P 天冬氨酸半醛 1 2 3 應用抗反饋調(diào)節(jié)突 變株解除反饋調(diào)節(jié) 控制細胞膜的滲透性 生物素 生物素是乙酰 CoA 羧化酶的輔基 乙酰 CoA 羧化酶 脂肪酸 青霉素 生物素 磷脂 膜透性 調(diào)節(jié) 復習思考題： 3～ 25～ 3 3 3 39～ 41。 青霉素的抑菌機制 轉肽作用 可被青霉素所抑制。 ⑴分化出特殊的還原性異形胞：缺乏產(chǎn)氧光合系統(tǒng) Ⅱ ，脫氫酶和氫化酶的活性高，維持很強的還原態(tài)； SOD活性高，解除氧的毒害； 呼吸強度高，可消耗過多的氧。 固二氮酶還原酶（ dinitrogenase reductase）（組份 Ⅱ ）： 是一種只含鐵的蛋白。 聯(lián)合固氮作用是固氮微生物與植物之間存在的一種簡單共生現(xiàn)象。 （一）固氮微生物 (nitrogen –fixing anisms ,diazotrophs） 80余屬，全部為原核生物（包括古生菌），主要包括細菌、放線菌和藍細菌。 乙醛酸循環(huán)的主要反應： 異檸檬酸 琥珀酸 +乙醛酸 乙醛酸 + 乙酸 蘋果酸 琥珀酸 + 乙酸 → → → 異檸檬酸 凈反應： 2乙酸 蘋果酸 乙醛酸循環(huán)（乙醛酸支路） 乙醛酸循環(huán) 具有乙醛酸循環(huán)的微生物 普遍是好氧菌。 指能補充兩用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝產(chǎn)物的那些反應。 （ 2）光介導 ATP合成 在無氧條件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上視黃醛輔基構象的變化，可使質(zhì)子不斷驅(qū)至膜外，從而在膜兩側建立一個質(zhì)子動勢（即梯度差） ，根據(jù)化學滲透學說，這一質(zhì)子動勢在驅(qū)動H+通過 ATP酶的孔道進入膜內(nèi)以達到質(zhì)子平衡時，就會產(chǎn)生ATP。 e e e e 環(huán)式光合磷酸化的光反應 QA Bph QB Q庫 e P870* P870 e 外源電子供體 H2S、 S0和 Fe2+等 ADP+Pi ATP NAD(P) NAD(P)H2 外源 H2 逆電子傳遞 （耗能） 紅光或紅外線 循環(huán)光合磷酸化產(chǎn)能的生物 原核生物真細菌中的光合細菌，厭氧菌，分類位置 ——紅螺菌目。 硝化細菌的能量代謝 （ 1）硝化細菌 廣泛分布于各種土壤和水體中的化能自養(yǎng)菌。 產(chǎn)能方式 ——無機物氧化 通過氧化還原態(tài)的無機底物（脫 H或 e）實現(xiàn)的。 ? 氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能微生物：生孢梭菌、肉毒梭菌、斯氏梭菌。 ： （ 3－羥基丁酮） 甲基紅反應與 甲基紅反應 （ 6）丁酸型發(fā)酵 ? 由多種厭氧梭菌如：丁酸梭菌、丁醇梭菌和丙酮丁醇梭菌所進行的將 G分解產(chǎn)生的丙酮酸逐漸轉化為丁醇、丙酮的過程。 丙酮酸 ? 某些細菌通過發(fā)酵將 G變成琥珀酸 ， 乳酸 、 甲酸 、 H2和 CO2等多種代謝產(chǎn)物 。 ? 此外還有以：甘氨酸、二甲基亞砜、氧化三甲基胺等有機氧化物為呼吸鏈末端氫受體的無氧呼吸。 ? 硫酸鹽還原細菌：脫硫脫硫弧菌、巨大脫硫弧菌、致黑脫硫腸狀菌等。如：地衣芽孢桿菌、脫氮副球菌、脫氮硫桿菌等。 無氧呼吸（厭氧呼吸） 在無氧條件下進行的、呼吸鏈末端的氫受體為外源無機氧化物（少數(shù)為有機氧化物）的生物氧化。 典型的呼吸鏈 3）氧化磷酸化 呼吸鏈的遞氫（電子）和受氫（電子）與磷酸化反應相偶聯(lián)并產(chǎn)生 ATP的作用。 （ 3） 生產(chǎn)實踐意義 與發(fā)酵生產(chǎn)緊密相關 （ 檸檬酸 、 蘋果酸 、 谷氨 酸 、 延胡索酸 、 琥珀酸等 ） 。在各種好氧微生物中普遍存在。 （ 4） 生產(chǎn)實踐意義 可提供許多重要的發(fā)酵產(chǎn)物 （ 核苷酸 、 氨基酸 、 輔酶 、 乳酸等 ） 。 HMP途徑（戊糖磷酸途徑、磷酸葡萄糖酸途徑、 WD途徑） 葡萄糖不經(jīng) EMP途徑和 TCA循環(huán)而得到徹底氧化 ， 并產(chǎn)生大量 NADPH+H+形式的還原力及多種重要中間代謝產(chǎn)物 。 第一節(jié) 微生物的能量代謝 化能異養(yǎng)微生物的 生物氧化和產(chǎn)能 自養(yǎng)微生物的 生物氧化和產(chǎn)能 一、化能異養(yǎng)微生物的生物氧化和產(chǎn)能 生物氧化的形式： 某物質(zhì)與氧結合 、 脫氫 、 失去電子 。第五章 微生物的新陳代謝 新陳代謝 簡稱代謝 (metabolism)，是活細胞內(nèi)發(fā)生的各種化學反應的總稱。這些物質(zhì)除有利于微生物生存外，還與人類生產(chǎn)生活密 切相關。 （ 4） 生產(chǎn)實踐意義 與乙醇 、 乳酸 、 甘油 、 丙酮 、 丁醇等的發(fā)酵產(chǎn)生關系密切 。 （ 3） HMP途徑在微生物生命活動中的重要意義 ① 供應合成原料：提供戊糖 P、 赤蘚糖 P； ② 產(chǎn)還原力：產(chǎn)生 12NADPH2； ③ 作為固定 CO2的中介：自養(yǎng)微生物 CO2的中介 （ 核酮糖 5P在羧化酶的催化下固定 CO2并形成核酮糖 15二磷酸 ） ； ④ 擴大碳源利用范圍：為微生物利用 C3～ C7多種碳源提供了必要的代謝途徑； ⑤ 連接 EMP途徑：為生物合成提供更多的戊糖 。 TCA循環(huán)（三羧酸循環(huán)、檸檬酸循環(huán)） 丙酮酸經(jīng)過一系列循環(huán)式反應而徹底氧化脫羧，形成 COH2O和 NADH2的過程。 3） 位于一切分解代謝和合成代謝的樞紐地位 ，可為微生物的生物合成提供各種碳架原料 。 2）功能：把氫或電子從低氧化還原勢的化合物處逐級傳遞到高氧化還原勢的 O2或其他無機、有機氧化物，并使它們還原。原核生物呼吸鏈的 P/O一般比真核細胞線粒體的低。 ? 反硝化細菌：能進行硝酸鹽呼吸的兼性厭氧菌。底物脫氫后，經(jīng)呼吸鏈傳遞，最終由末端氫受體硫酸鹽受氫，在遞氫過程中與氧化磷酸化偶聯(lián)產(chǎn)生 ATP，最終的還原產(chǎn)物是 H2S。如