第四節(jié)化能異養(yǎng)型微生物代謝中的能量形式轉(zhuǎn)換(存儲(chǔ)版)
【正文】 原型 NADH可作為直接的電子供體，因此能將這些氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)偶聯(lián)起來(lái)。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 58 第一階段是指葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞，在胞內(nèi)以葡萄糖、葡萄糖磷酸酯或葡萄糖酸的磷酸酯的形式出現(xiàn)。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 60 如果遺傳與環(huán)境條件許可，丙酮酸相對(duì)容易地經(jīng) TCA環(huán)降解，最終可被氧化降解成二氧化碳；第二階段（酵解）及第三階段所釋放的還原當(dāng)量則被電子傳遞鏈吸收并傳遞給外源的最終電子受體。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 67 輔酶 NAD+ 吸收脫氫作用中放出的電子，而被還原成 NADH。在傳遞的過(guò)程中，把質(zhì)子從膜的一側(cè)送到另一側(cè)（因而電子傳遞鏈有“質(zhì)子泵”之稱），從而建立了跨膜的 Δp； 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 65 ② 質(zhì)子可借助于 ATP合成酶的質(zhì)子通道（因而 ATP 合成酶也有 “ 質(zhì)子泵 ” 之稱 ） 跨過(guò)膜，在 ATP 合成酶的催化下，由 ADP 和磷酸根合成 ATP， 按一定的計(jì)量關(guān)系將 Δp 轉(zhuǎn)化成 ATP。這時(shí)微生物細(xì)胞進(jìn)行 發(fā)酵性代謝 。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 56 與呼吸、發(fā)酵對(duì)應(yīng)的 代謝能轉(zhuǎn)換機(jī)制 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 57 為了說(shuō)明問(wèn)題方便，以微生物對(duì)葡萄糖的降解代謝為例，來(lái)說(shuō)明與呼吸、發(fā)酵對(duì)應(yīng)的代謝能轉(zhuǎn)換機(jī)制。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 48 AMP FM N FADH FADH 2 FAD 圖 4 23 FAD + 2H → FADH 2 （這兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合在輔基分子上） 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 49 圖 4 24 NAD + + 2H → NADH + H + （其中一個(gè)質(zhì)子和一對(duì)電子結(jié)合在輔酶分子上，一個(gè)質(zhì)子存在于溶液中） [ H ﹕ ] ˉ 來(lái)自水相 NAD(P) + NAD(P)H 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 50 ⑵還原當(dāng)量耦合 還原當(dāng)量耦合一般是指：直接接受還原性化合物（還原劑）脫下的電子而形成的還原型輔酶或輔基，直接與細(xì)胞內(nèi)不同的氧化還原反應(yīng)相耦合。 生物化學(xué)將相當(dāng)于一個(gè)電子或一個(gè)氫原子的還原力的量叫做一個(gè)還原當(dāng)量。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 37 直接化學(xué)耦合 電耦合 還原當(dāng)量耦合 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 38 直接化學(xué)耦合 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 39 直接化學(xué)耦合指的是代謝中間化合物參與的底物水平磷酸化的過(guò)程。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 29 高能（磷酸）鍵載體 及能量偶聯(lián) 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 30 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，當(dāng)反應(yīng)體系的 ΔG ＞ 0 時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，若要進(jìn)行，必須提供足夠的、可以被反應(yīng)體系利用的能量。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 23 在生物體中，氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化（ ΔG 0′ ） 實(shí)際上是與兩個(gè)氧化還原對(duì)之間的標(biāo)準(zhǔn)還原電位之差 （ ΔE0′） 成線性關(guān)系的。 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 18 氧化還原電位的測(cè)定 及標(biāo)準(zhǔn)狀況的規(guī)定 2022/8/18 張星元：發(fā)酵原理 19 在測(cè)量電極對(duì)的還原電位時(shí)，常用氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)電極，并要求樣品半電池的氧化物、還原物對(duì)子的溶質(zhì)的濃度均為 l mol類似地，如果反應(yīng)在 pH7條件下進(jìn)行，則質(zhì)子濃度不必包括在公式中（如果反應(yīng)在 pH 值不等于 7 的情況下進(jìn)行， 質(zhì)子濃度應(yīng)當(dāng)取與 107 有關(guān)的值，即應(yīng)當(dāng)以 “ [H+ ]/107 ” 的方式出現(xiàn)）。因而，水的濃度（或活度）取作 1 ，盡管實(shí)際上水的摩爾濃度為 mol/L。
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