微生物細胞所進行的化學反應總稱為代謝,微生物的代謝與其它生物一樣,可分為物質代謝和能量代謝。
分解代謝
物質代謝分解代謝與產能代謝緊密相連
合成代謝
代謝 產能代謝
能量代謝合成代謝與耗能代謝緊密相連
耗能代謝
微生物的代謝離不開酶,無論是分解代謝,還是合成代謝都必須在酶的催化作用下才能進行。
酶:酶是一種有催化活性的蛋白質,它具有高度的專化性,即一種酶只能催化一種或一類反應。
酶的合成:
輔基:與酶蛋白以共價鍵結合,結合較緊,
蛋白難分開,如細胞色素中的血紅素。
酶輔因子 ②輔酶:不以共價鍵與酶蛋白連線,結合較鬆
(有三種馳,容易分開,如nad,硫胺素焦p。
啟用劑:一般是金屬離子,它維持酶蛋白的
空間構型。
單聚體蛋白質,由一條單一的多肽鏈組成
寡聚體蛋白質,酶由兩個或多個亞基組成,
酶的聚合體形式每個亞基都是一條多肽鏈,這些多肽鏈可
有三種型別以相同,也可以不同。
多酶複合體,也是一種寡聚體蛋白質,但
有乙個以上的酶活性存在。
同功酶:指那些催化作用相同,而酶的結構與特性不同的酶類。
1 競爭性抑制:分子結構與基質類似的物質優
先佔據了酶活性中心,最後導致酶催化反應
停止。酶催化反應的特點 ②非競爭性抑制:某種抑制劑與酶上的某個位
點結合,形成了基質—酶—抑制劑複合物,
導致催化反應停止。
第一節產能代謝
生命活動需要能量,生活機體主要通過生物氧化反應獲得能量,
微生物氧化何種基質,氧化反應中的電子傳遞體是那些?以什麼物
質作為最終的電子受體,氧化結果形成什麼產物等主要決定於機體
的酶系組成,與機體所處環境條件有關。已知異養型微生物都是以
有機物為能源,它們從有機物的氧化反應中獲得能量,自養型微生
物從光或無機物的氧化反應中得到能量。在以有機物為基礎的生物
氧化反應中,以o2作為最終電子受體的稱為有氧呼吸,以無機氧化
物中的氧作為最終電子受體的稱為無氧呼吸。以有機物作為電子受
體的稱為發酵。有氧呼吸,無氧呼吸和發酵過程中都能產生能量。
在微生物細胞中,能量是以atp的形式來中轉的。atp中的高能磷酸鍵是能量的載體。乙個~p鍵水解時可放出6000—9000卡自由能。
有氧降解
異養型微生物生長的能量來自有機物的氧化
發酵作用
光能 自養型微生物生長的能量來自
無機物氧化
一、 發酵:
在發酵過程中,有機物既是氧化的基質,又作為最終電子受體,而這作為最終電子受體的有機物是基質未徹底氧化的中間產物。由於基質氧化不徹底,發酵的結果仍然積累有機物。發酵作用產生的能量較少。
發酵主要有以下的幾種型別:
1、乙醇發酵
不同的微生物進行乙醇發酵的途徑和產物不同,主要有酵母菌的乙醇發酵和細菌的乙醇發酵。
酵母菌的乙醇發酵: zymomonas細菌的乙醇發酵
葡萄糖葡萄糖
2丙酮酸2—酮—3—脫氧葡萄糖酸
2乙醛(ch3cho) 3-p甘油醛丙酮酸
co2×2
2atp
2乙醇2乙醇
em c6h12o6 2ch3ch2oh+2co2+2atp
edc6h12o6 2ch3choh+2co2+atp
上述兩種微生物進行的乙醇發酵都產生atp,但酵母產能多,細菌產能少。atp的產生是靠基質水平磷酸化生成的。
⑴ 1、3—二p甘油酸 adp
3—p甘油酸 atp
⑵ 2—p烯醇式丙酮酸 adp
丙酮酸 atp
2、乳酸發酵:
乳酸發酵與牛奶變酸,制酸泡菜和製作青貯飼料有關,進行乳酸發酵的微生物主要是細菌,它可分正型乳酸發酵和異型乳酸發酵二種。
⑴ 正型乳酸發酵:指發酵產物只有單一的乳酸
葡萄糖丙酮酸×2
乳酸×2
正型c6h12o62乳酸+2atp
德氏乳桿菌
⑵ 異型乳酸發酵:指發酵產物除乳酸外,還有其它的化合物。
葡萄糖2×d-葡萄糖
co2 atpatp×2
5-p木酮糖2×2.6-p-果糖
3-p甘油醛乙醯磷酸 2.4-p赤蘚糖乙醯-p×2
2atp
丙酮酸乙醯coa 2.5-p木酮糖3atp
乳酸乙醇 2.3-p甘油醛 3 乙酸
2atp×2
2 丙酮酸
2 乳酸
異型(葡萄糖1乳酸+1乙醇+1co2+1atp
腸膜狀明串桿菌
異型( 2×葡萄糖2乳酸+3乙酸+5atp
雙岐桿菌
為磷酸戊糖解酮酶,為磷酸已糖解酮酶
正型乳酸發酵與異型乳酸發酵相比,前者比後者所產生的能量要多,乳酸要多,正型乳酸發酵的理論轉化率為100%,實際轉化率為80%以上工業上可達96%,異型乳酸發酵理論上50%轉化為乳酸;實際40%轉化為乳酸,其餘轉化為乙醇(或乙酸)
3、丁酸發酵與丙酮丁醇發酵
丁酸梭狀芽孢桿菌(clostridium butyricum)可以發酵葡萄糖得到丁酸
4×葡萄糖
em 8×丙酮酸
8×co2 coa
8h2還原
乙醯coa 乙醯-p 2乙酸乙醇
乙醯coa
乙醯乙醯coa 乙醯乙酸丙酮
co2羥基丁醯coa
丁醯coa
還原 丁酸×3 丁醇
丁酸梭菌
4c6h12o62乙酸+3丁酸+8co2+8h2+10atp
每mol葡萄糖在發酵中大約產2.5個atp。
丙酮丁醇梭菌(clostridium acetobutylicum)在發酵葡萄糖經丙酮酸到丁酸中,當丁酸和乙酸大量積累時會使ph下降至4.0,這時導致丁酸進一步還原為丁醇,微生物利用還原丁酸為丁醇的酶還原乙酸為乙醇。並還產生丙酮。
丙酮丁醇
葡萄溏丁醇+丙酮+乙酸+乙醇+h2+co2+atp
發酵主要產物
2.5:1)
丙酮是製造炸藥的原料,丁醇是生產硝基纖維塗料的快乾劑,工業上所利用的丙酮和丁醇既可通過發酵的方法獲得,亦可以從石油中製取,目前後者已成為主要方法。
二、呼吸作用
產生atp的另一種方式是呼吸作用,大多數微生物以此方式產生能量。呼吸作用按照最終電子受體的差別又分為有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸以分子氧作最終電子受體,無氧呼吸以無機化合物中的氧作為最終電子受體。
1、有氧呼吸
細菌的有氧呼吸與真核生物的有氧呼吸基本相同,所不同的是,細菌的呼吸鏈位於細胞膜上,因此細菌的呼吸作用是在細胞膜上進行的,而真核生物的呼吸作用是**粒體中進行的。
有機物被微生物徹底氧化分解最後生成h2o,co2並產生大量的atp。
有o2分解
c6h12o66co2+6h2o+38atp
atp的生成除少部分來自基質水平磷酸化外,大部分是由電子傳遞磷酸化產生的,微生物的電子傳遞鏈有如下兩條:
光合磷酸化
磷酸化產生的atp來自基質水平磷酸化
氧化磷酸化
電子傳遞磷酸化
a、nad鏈 nad(烟醯胺腺嘌呤二核苷酸)
nadp(烟醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)
atpatpatp
第六章第六章財務計畫
6.1 資金 投資比例餅圖 希吉雅食品責任 成立初期,準備籌集資金100萬元。發起人自投60萬元,申請大學生創業貸款30萬元,10萬元尋求投資,企業固定資產作投資160萬元,向銀行貸款100萬元。共計註冊資本360萬元。投資比例如圖所示 圖8 1 投資比例 創業自籌資金由創業者個人以其個人名義籌集的...
第六章管理
答案 c 是指生產者至使用者或消費者之間的物流。a.物流 b.生產物流 c.銷售物流 d.營銷物流 答案 c 是企業生產物流系統的終點,也是銷售物流系統的起點。a.運輸 b.配送 c.包裝 d.庫存 答案 c 銷售物流服務有四個要素,即 可靠性 通訊和方便性。a.空間 b.地點 c.時間 d.數量 ...
第六章總結
第六章遺傳和變異 第一節生物的遺傳 一 dna是主要的遺傳物質 少數種類生物 如菸草花葉病毒 遺傳物質是rna。二 dna分子的結構和複製 1 dna分子結構特點 2 dna複製 1 概念 以親代fna分子為模板來合成子代dna的過程。2 過程 邊解旋邊複製 3 條件 模板 原料 能量和酶。4 分子...