圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台第5章微生物的代谢5.1复习笔记一、代谢代谢是生命存在的基本特征，是生物体内所进行的全部生化反应的总称，可以分为分解代谢和合成代谢。1．分解代谢细胞将大分子物质降解成小分子物质的过程，伴随着能量的产生。2．合成代谢细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分的过程，伴随着能量的消耗。二、微生物产能代谢1．概述微生物的产能代谢，又称生物氧化，是指物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，是一个产能代谢过程。生物氧化过程中释放能量的去向有以下几种。（1）被微生物直接利用。（2）通过能量转换储存在高能键化合物，如ATP中。（3）以热和光的形式释放到环境中。1/124圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台2．异养微生物的生物氧化异养微生物在氧化还原反应中根据电子受体的不同，可将生物氧化反应分成发酵和呼吸两种类型，而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。（1）发酵①定义发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。②特点a．有机物部分被氧化，释放出小部分的能量。b．发酵过程的氧化与有机物的还原相偶联，被还原的有机物来源于初始发酵的分解代谢产物，即不需要外界提供电子受体。（2）葡萄糖降解为丙酮酸的四种途径葡萄糖降解为丙酮酸主要有四种途径：EMP途径、HM途径、ED途径及磷酸解酮酶途径。①EMP途径EMP途径可分为两个阶段，即不涉及氧化还原反应及能量释放的准备阶段和发生氧化还原反应释放能量的阶段。a．EMP途径的第一阶段只生成两分子的主要中间代谢产物，即3-磷酸甘油醛。b．EMP途径的第二阶段合成ATP并形成两分子的丙酮酸。2/124圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台c．总反应式C6H12O6＋2NAD＋＋2ADP＋2Pi→2CH3COCOOH＋2NADH＋2H＋＋2ATP＋2H2Od．EMP途径生理功能为微生物的生理活动提供ATP和NADH，其中间产物又可为微生物的合成代谢提供碳骨架，并在一定条件下可逆结合成多糖。②HM途径（单磷酸己糖途径或磷酸戊糖支路）a．总反应式6葡萄糖-6-磷酸＋12NADP＋＋6H2O→5葡萄糖-6-磷酸＋12NADPH＋12H＋＋6CO2
＋Pib．HM途径的生理功能不是代谢途径中主要的产能方式，为生物合成提供大量的还原力（NADH）和中间代谢产物；往往与EMP途径同时存在。③ED途径a．总反应式C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP＋＋NAD＋→2CH3COCOOH＋ATP＋NADH＋NADPH＋2H＋
b．生理功能存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。④磷酸解酮酶途径磷酸解酮酶途径是明串珠菌在进行异型乳酸发酵过程中分解己糖和戊糖的途径。（3）呼吸作用3/124圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台呼吸作用是指微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD（P）＋、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。①呼吸作用的分类以分子氧作为最终电子受体的呼吸称为有氧呼吸；以氧化型化合物作为最终电子受体的呼吸称为无氧呼吸。②呼吸作用与发酵作用的根本区别呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体。（4）有氧呼吸有氧呼吸是指葡萄糖经糖酵解作用形成丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA后进入三羧酸循环，被彻底氧化生成CO2和水，同时释放大量能量的过程。（5）无氧呼吸无氧呼吸是一些厌氧和兼性厌氧的微生物在无氧条件下条件下进行的呼吸作用。①某些厌氧和碱性厌氧微生物在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像SO42-，NO2－，NO3－等这类外源受体。②无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体，并在能量分级释放过程中伴随有磷酸化作用，也能产生较多的能量用于生命活动。3．自养微生物的生物氧化自养微生物是指一类可以氧化无机物获得能量，同化合成细胞物质的一类微生物。（1）氨的氧化4/124圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台氨的氧化是指用作能源物质的无机氨化合物氨（NH3）和亚硝酸（NO2－）被硝化细菌氧化的过程。①硝化细菌的亚群亚硝化细菌和硝化细菌。②硝化细菌特点a．是一些专性好氧的革兰氏阴性菌。b．以分子氧为最终电子受体。c．大多数是专性无机营养型。③氨氧化为硝酸的过程先由亚硝化细菌将氨氧化为亚硝酸，再由硝化细菌将亚硝酸氧化为硝酸。（2）硫的氧化硫的氧化是指利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物（包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐）作能源进行氧化的过程。（3）铁的氧化铁的氧化是指亚铁氧化为高铁状态的过程，对于部分细菌来说是一种产能反应，如氧化亚铁硫杆菌在低pH环境中利用亚铁放出的能量生长。在该菌的呼吸链中有一种含铜蛋白质，它与几种细胞色素c和一种细胞色素a1氧化酶构成电子传递链。（4）氢的氧化氢的氧化是指一些呈革兰氏阴性的兼性化能自氧菌利用分子氢氧化产生能量的过程。产生的能量用于同化CO2或用于其他有机物的生长。4．能量转换5/124
沈萍《微生物学》(第8版)配套辅导笔记-第五章至第八章【圣才出品】
