【正文】 降低阻遏物濃度參與分解代謝的酶，通常受誘導(dǎo)和阻遏雙重控制，包括終產(chǎn)物阻遏和分解代謝物阻遏。有的調(diào)節(jié)蛋白在其變構(gòu)后可提高與操縱基因的結(jié)合能力，有的則會降低其結(jié)合能力。阻遏的類型主要有末端代謝產(chǎn)物阻遏和分解代謝產(chǎn)物阻遏兩種。4）累積反饋抑制：每一分支選徑的末端產(chǎn)物按一定百分率單獨抑制共同途徑中前面的酶，所以當(dāng)幾種末端產(chǎn)物共同存在時，它們的抑制作用是累積的。次生代謝產(chǎn)物是菌體在穩(wěn)定期前后合成的一些具有特定功能的產(chǎn)物（如抗生素、生物堿、細菌毒素、植物生長因子等）?？寡醣Ｗo機制根瘤菌與豆科植物共生時，共同合成豆血紅蛋白，豆血紅蛋白位于類菌體的細胞膜外，可結(jié)合外來的氧，控制氧進入類菌體，即可保證向類菌體不斷供給濃度低而流速大的氧流，以保證類菌體能進行氧化磷酸化合成ATP，又不會使氧達到抑制固氮酶的濃度，從而解決了類菌體氧化磷酸化需氧，而固氮系統(tǒng)厭氧的矛盾。在有N2的條件下：N2+8H++8e+16MgATP 2NH3+H2+16MgATP+16Pi用75%的還原力去還原N2，而把另外25%的還原力以產(chǎn)H2的方式浪費掉。 (2) 還原力[H]及其載體①Fd：是一種鐵硫蛋白，含等摩爾鐵和不穩(wěn)態(tài)硫，參與固氮、光合作用以及釋放和利用氫氣的反應(yīng)。逆向TCA循環(huán)途徑：了解受氫體及產(chǎn)物羥基丙酸途徑 二、生物固氮概念：生物固氮是指分子氮通過微生物固氮酶系的催化形成氨的過程。特點：①在兼用代謝途徑中，合成途徑并非分解途徑的完全逆轉(zhuǎn)，即催化兩個方向中的同一反應(yīng)并不是總是用同一種酶來進行的。1)生理類群——光合細菌： 為原核生物，屬紅螺菌目，水生，廣泛分布于深層淡水或海水中，菌體呈現(xiàn)紅、橙、綠、藍綠、紫紅、紫或褐等顏色。（2）呼吸鏈的組分更為多樣化，氫或電子可從任一組分進入呼吸鏈。C6 （2）種類發(fā)酵（分子內(nèi)呼吸） （1）發(fā)酵的生物學(xué)定義：無氧條件下，底物脫氫后產(chǎn)生的還原力不經(jīng)呼吸鏈而直接傳遞給某一中間代謝物的低效產(chǎn)能反應(yīng)。（2）呼吸鏈重要組分及功能：NAD(P) FP CoQ 組成呼吸鏈的氫或電子的載體，除醌類和鐵硫蛋白外，都是一些含有輔酶或輔基的酶。 HMP途徑可概括成三個階段：①葡萄糖分子通過幾步氧化反應(yīng)產(chǎn)生核酮糖—5—磷酸和CO2；②核酮糖—5—磷酸異構(gòu)化或表異構(gòu)化而分別產(chǎn)生核糖—5—磷酸和木酮糖—5—磷酸；③上述各種戊糖磷酸在沒有氧參與的條件下發(fā)生碳架重排，產(chǎn)生了己糖磷酸和丙糖磷酸，然后丙糖磷酸可通過以下兩種方式進一步代謝：其一為通過EMP途徑轉(zhuǎn)化成丙酮酸再進入TcA循環(huán)進行徹底氧化，另一為通過果糖二磷酸醛縮酶和果糖二磷酸酶的作用而轉(zhuǎn)化為己糖磷酸。生物氧化與燃燒的比較（1）相同點：它們的總效應(yīng)都是通過有機物的氧化反應(yīng)而釋放出其中的化學(xué)潛能。第五章 微生物的新陳代謝本章重點: 新陳代謝的概念、特點；新陳代謝的基本內(nèi)容。（2)不同點：生物氧化需要酶的參與，反應(yīng)條件溫和，為多步式梯級反應(yīng)，產(chǎn)生的能量大部分為ATP，且能量利用率高；而燃燒則不需要酶的參與，反應(yīng)條件激烈，為一步式快速反應(yīng)，其產(chǎn)能形式為發(fā)光、發(fā)熱，且能量利用率低。HMP途徑的意義：1)生理意義2)實踐意義通過本途徑而產(chǎn)生的重要發(fā)酵產(chǎn)物很多，例如核苷酸、若干氨基酸、輔酶和乳酸等。（3）與真核生物比較原核生物細胞膜上呼吸鏈的特點：1)氧還載體的取代性強；2)氧還載體的數(shù)目可增可減；3)有分支呼吸鏈的存在。在此過程中，有機物是氧化基質(zhì)，又是最終氫受體，且是未徹底氧化產(chǎn)物，結(jié)果仍積累有機物，產(chǎn)能少。厭氧性的醋酸細菌進行的是厭氧性的醋酸發(fā)酵，其中熱醋酸梭菌能通過EMP途徑發(fā)酵葡萄糖，產(chǎn)生3Ｍ醋酸。H12（3）產(chǎn)能效率即P/O比一般要比異養(yǎng)微生物更低。在其代謝過程中，只能以還原態(tài)的H2S、H2或有機物作為氫供體，光合作用不產(chǎn)生氧氣。②在分解與合成代謝途徑的相應(yīng)代謝步驟中，往往還包含了完全不同的中間代謝物。研究生物固氮的意義(1)可在常溫常壓下進行固氮反應(yīng)；(2)生物固氮量高，不流失、不污染、利用率高；(3)化學(xué)模擬生物固氮，爭取常溫常壓下合成氨，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開辟肥源；(4)加深對生命起源和生物共生作用的認識。②Fld：是一種黃素蛋白，每分子Fld中含1分子FMN，不含金屬或不穩(wěn)態(tài)硫，在許多反應(yīng)中有取代Fd的功能。(4)還原性底物N2；(5)鎂離子用來形成Mg+ATP復(fù)合物。目前生物固氮的研究方向：(1)禾本科植物的共生固氮試驗；(2)固氮酶的結(jié)構(gòu)與功能以及化學(xué)模擬生物固氮的研究；(3)開展固氮基因的分析和轉(zhuǎn)移的研究，改造原有的固氮微生物種，培育固氮效率高的突變種和構(gòu)建高固氮效率的工程菌。其特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、代謝途徑獨特、產(chǎn)量較低、生理功能不很明確，其合成一般受質(zhì)粒控制。在各末端產(chǎn)物之間既無協(xié)同效應(yīng)，亦無拮抗作用。1）末端產(chǎn)物阻遏：指由某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積而引起的阻遏。操縱子分兩類：一類是誘導(dǎo)型操縱子，只有當(dāng)存在誘導(dǎo)物(一種效應(yīng)物)時，其轉(zhuǎn)錄頻率才最高，并隨之轉(zhuǎn)譯出大量誘導(dǎo)酶，出現(xiàn)誘導(dǎo)現(xiàn)象，例如乳糖、半乳糖和阿拉伯糖分解代謝的操縱子等.另一類是阻遏型操縱子，只有當(dāng)缺乏輔阻遏物(一種效應(yīng)物)時，其轉(zhuǎn)錄頻率才最高。為了大量生產(chǎn)酶，要避免使用豐富，復(fù)雜培養(yǎng)基，不要含快速利用的糖類。要注意底物誘導(dǎo)劑的濃度。當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白與效應(yīng)物結(jié)合后，就發(fā)生變構(gòu)作用。在微生物的代謝過程中，當(dāng)代謝途徑中某末端產(chǎn)物過量時，除可用前述的反饋抑制的方式來抑制該途徑中關(guān)鍵酶的活性以減少末端產(chǎn)物的生成外，還可通過阻遏作用來阻礙代謝途徑中包括關(guān)鍵酶在內(nèi)的一系列酶的生物合成，從而更徹底地控制代謝和減少末端產(chǎn)物的合成。3）合作反饋抑制：又稱增效反饋抑制，系指兩種末端產(chǎn)物同時存在時，可以起各比一種末端產(chǎn)物大得多的反饋抑制作用。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、代謝途徑明確、產(chǎn)量較大。當(dāng)根瘤菌侵入植物根毛并形成根毛線再達到根部皮層后，會刺激內(nèi)皮層細胞分裂繁殖，這時根瘤菌也在皮層細胞內(nèi)迅速分裂繁殖，隨后分化為膨大而形態(tài)各異、不能繁殖、但有很強固氮活性的類菌體。c. H+的還原固氮酶除能催化N2→NH3外，還具有催化2H+→H2反應(yīng)的氫酶活性：在缺乏N2的條件下：2H+ →H2 即將H+全部還原成H2。③ATP由呼吸、厭氧呼吸、發(fā)酵或光合磷酸化產(chǎn)生：ATP來源于底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化；自生固氮菌能源少，因此固氮量低，共生固氮菌靠宿主供能，固氮量高。厭氧乙酰輔酶途徑這種CO2的固定機制主要存在于乙酸菌、硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細菌中。第二節(jié) 分解代謝和合成代謝的聯(lián)系一、分解代謝途徑和合成代謝途徑的聯(lián)系（一）兩用代謝途徑概念：凡在分解代謝和合成代謝中具有雙重功能的途徑，就稱兩用代謝途徑。）（1）循環(huán)光合磷酸化 循環(huán)光合磷酸化是一種存在于厭氧光合細菌中的、在光驅(qū)動下通過電子的循環(huán)式傳遞而產(chǎn)生ATP的磷酸化。由脫氫酶或氧化還原酶催化的無機底物脫氫或電子后，直接進入呼吸鏈傳遞。O6＋ADP+Pi→CH3CHOHCOOH＋CH3CH2OH＋CO2+ATP雙歧桿菌途徑：將2分子葡萄糖發(fā)酵為2分子乳酸和3分子乙酸，并產(chǎn)生5分子ATP，總反應(yīng)式為： 2f. 醋酸發(fā)酵 好氧性的醋酸細菌進行的是好氧性的醋酸發(fā)酵，在有氧條件下，能將乙醇直接氧化為醋酸，是醋酸細菌的好氧性呼吸，其氧化過程是一個脫氫加水的過程。其特點是底物按常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)的無機物（個別是有機物延胡索酸等）受氫。在氫或電子的傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應(yīng)發(fā)生偶聯(lián)，造成一個跨膜電子動勢從而推動了ATP的合成。第一節(jié) 微生物的能量代謝微生物對能量利用：一、化能異養(yǎng)微生物的生物氧化和產(chǎn)能（一）生物氧化概念：生物氧化是指發(fā)生在活細胞中的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。本章難點：物質(zhì)代謝、能量代謝的基本內(nèi)容、聯(lián)系及特點；分解代謝、合成代謝的基本內(nèi)容、聯(lián)系及特點。生物氧化的形式：某物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫或失去電