【文章內(nèi)容簡介】 sion） 促進擴散（ facilitated diffusion） 主動運輸 (active transport) 基團移位 (group translocation) 自由擴散 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 1. 單純擴散 單純擴散 (simple diffusion)特點： 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 ① 物質(zhì)進入細胞的動力是細胞內(nèi)外的 濃度差 。 ② 這種運輸方式 不消耗能量 ③ 沒有特異性，被運輸物質(zhì)不與膜上物質(zhì) 發(fā)生任何反應， 物質(zhì)不發(fā)生化學變化 。 2. 促進擴散 (facilitated diffusion) 膜載體（載體蛋白）特點 有很強的特異性 在運輸過程中，本身不發(fā)生變化。 能加快物質(zhì)運輸?shù)乃俣取? 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 膜載體在膜外與營養(yǎng)物質(zhì)親合力強 ， 與這種物質(zhì)結(jié)合 ， 進入細胞后親合力降低釋放營養(yǎng)物質(zhì) 。 像渡船一樣 ，膜外裝貨 ， 膜內(nèi)卸貨 ， 這種擴散方式比單純擴散速度快 。 膜內(nèi)外親合力的改變與載體分子構(gòu)型改變有關(guān) 。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 促進擴散過程： ③ 有 膜載體 參加 ， 膜載體 （ 滲透酶 ）有特異性 。 運輸葡萄糖的載體只運輸葡萄糖 。 這種運輸方式 多發(fā)生在真核微生物 ， 原核生物少見 。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 促進擴散特點： ① 物質(zhì)運輸動力是細胞外的 濃度差 。 ② 運輸過程 不消耗能量 。 ATP ADP + Pi 恢復 原構(gòu)像 膜上 膜外 膜內(nèi) 移位 (active transport) 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 主動運輸特點： 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 ① 被運送的物質(zhì)可逆濃度梯度進入細胞內(nèi)。 ② 要消耗能量，必需有能量參加。 ③ 有膜載體參加，膜載體發(fā)生構(gòu)型變化 ④ 被運送物質(zhì)不發(fā)生任何變化。 (group translocation) 基團轉(zhuǎn)位：是在研究糖的運輸時發(fā)現(xiàn)的一 種 主動運輸 方式 。 運輸過程中 需要能量 ， 被運輸?shù)奈镔|(zhì)發(fā)生 化學變化的運輸叫基團移位 。 許多糖就是靠基團移位進行運輸?shù)?。 這種運輸方式是微生物通過 磷酸轉(zhuǎn)移酶系 統(tǒng) 來運輸營養(yǎng)物質(zhì)的。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 膜 外 內(nèi) EⅡ c 糖 糖 P FⅢ FⅢ P PHPr HPr PEP 丙酮酸 EⅠ 基團移位 磷酸轉(zhuǎn)移 E系統(tǒng)（ PTS） 酶 Ⅰ （非特異性） 酶 Ⅱ: 酶 Ⅱc, 酶 Ⅱa, 酶 Ⅱb 熱穩(wěn)定蛋白 HPr（特異性） 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 PEP＋ HPr Mg+2 ,酶 Ⅰ 磷酸 — HPr + 丙酮酸 (在細胞質(zhì)中進行 ) 磷酸 — HPr＋糖 Mg+2,酶 Ⅱ 糖 — 磷酸脂＋ HPr （在細胞膜上進行） F Ⅲ ＋ 3磷酸－ HPr FⅢ － 3磷酸＋ 3 HPr FⅢ － 3磷酸＋ 3乳糖 Mg++酶 Ⅱ 3乳糖－ 3磷酸＋ FⅢ 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 被運輸?shù)奈镔|(zhì)發(fā)生 化學變化，被磷酸化需要能量 。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)類型 基團轉(zhuǎn)移運輸特點： 需要磷酸酶系統(tǒng)進行 催化 微生物的代謝 內(nèi)容提要 代謝概論 微生物產(chǎn)能代謝 耗能代謝 微生物的代謝調(diào)節(jié)與發(fā)酵生產(chǎn) 微生物的代謝 代謝概論 代謝 (metabolism)是細胞內(nèi)發(fā)生的各種化學反應的總稱。 分解代謝 (catabolism) 合成代謝 (anabolism) 微生物的代謝 分解代謝（ catabolism） 分解代謝指細胞將大分子物質(zhì)降解成小分子物質(zhì)，并在這個過程中產(chǎn)生能量。 蛋白質(zhì) 多糖 脂類 氨基酸 單糖 甘油，脂肪酸 丙酮酸 /乙酰輔酶 A CO2 ， H20，能量（三羧酸循環(huán)） 一般可將分解代謝分為三個階段： 微生物的代謝 合成代謝（ anabolism） 合成代謝指細胞利用小分子物質(zhì)合成復雜大分子的過程，并在這個過程中消耗能量。 合成代謝所利用的小分子物質(zhì)來源于分解代謝過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物或環(huán)境中的小分子營養(yǎng)物質(zhì)。 微生物的代謝 在代謝過程中，微生物通過分解作用（光合作用）產(chǎn)生化學能。 這些能量用于： 1合成代謝 2微生物的運動和運輸 3熱和光 無論是分解代謝還是合成代謝，代謝途徑都是由一系列連續(xù)的酶反應構(gòu)成的，前一部反應的產(chǎn)物是后續(xù)反應的底物。 細胞能有效調(diào)節(jié)相關(guān)的反應，生命活動得以正常進行。 某些微生物還會產(chǎn)生一些次級代謝產(chǎn)物。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(guān)。 微生物的代謝 微生物產(chǎn)能代謝 — 生物氧化 1. 異養(yǎng)微生物的 生物氧化 生物氧化 微生物的代謝 生物氧化 (1)發(fā)酵 (2)呼吸作用 ① 什么是發(fā)酵 ② 發(fā)酵過程中底物脫氫的 途徑 ③ 發(fā)酵與人類生產(chǎn)生活 發(fā)酵是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。 ① 發(fā)酵（ fermentation） ② 底物脫氫的四種途徑 EMP途徑 HMP途徑 ED途徑 PK途徑 （ EmbdenMeyerhof pathway） (糖酵解途徑 ) 葡萄糖 葡糖 6磷酸 果糖 6磷酸 果糖 1， 6 二磷酸 1， 3二磷酸甘油酸 3磷酸甘油酸 2磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 磷酸二羥丙酮 甘油醛 3磷酸 ATP ADP ATP ADP ADP ATP ADP ATP NAD+ NADH+H+ a a :預備性反應 b b :氧化還原反應 EMP途徑意義： 為細胞生命活動提供 ATP和 NADH 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 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 核糖 3磷酸 甘油醛 4磷酸 赤蘚糖 6磷酸 果糖 6磷酸 葡萄糖 5磷酸 木酮糖 3磷酸 甘油醛 （磷酸戊糖途徑，單磷酸己糖途徑） 從 6磷酸 葡萄糖開始，即在單磷酸已糖基礎上開始降解的故稱為單磷酸已糖途徑。 HMP途徑與 EMP途徑有著密切的關(guān)系， HMP途徑中的 3磷酸 甘油醛可以進入 EMP途徑， — 磷酸戊糖支路。 HMP途徑的一個循環(huán)的最終結(jié)果是一分子葡萄糖6磷酸轉(zhuǎn)變成一分子甘油醛 3磷酸、 3個 CO 6個 NADPH。 一般認為 HMP途徑不是產(chǎn)能途徑，而是為生物合成提供大量還原力（ NADPH）和中間代謝產(chǎn)物。 3i. ED途徑 （ 2酮 3脫氧 6磷酸葡糖酸裂解途徑） ED途徑是在研究嗜糖假單孢菌時發(fā)現(xiàn)的。 ED途徑在革蘭氏陰性菌中分布較廣 ED途徑可不依賴于 EMP與 HMP而單獨存在 ED途徑不如 EMP途徑經(jīng)濟。 C6H12O6+ADP+Pi+NADP++NAD+ 2CH3COCOOH+ATP+NADPH+H++NADH+H+ ED途徑總反應式： 途徑 磷酸解酮酶途徑 PK 4i. HK 磷酸解酮酶途徑是 明串珠菌 在進行異型乳酸發(fā)酵過程中分解己糖和戊糖的途徑。該途徑的特征性酶是磷酸