1、3.2 微生物的代谢微生物要维持其生命活动就必须进行新陈代谢。新陈代谢合成代谢(同化作用 )分解代谢(异化作用)新陈代谢的基本特点:(1)反应步骤虽多,但有条不紊、环环相扣; (2)反应在温和条件下由多种酶系催化完成;(3)灵活的自动调节性。在合成代谢中,微生物从外界取得营养来合成自身细胞,需耗用能量;在分解代谢中,微生物将自身或外界获得的复杂有机物分解为简单化合物,并放出能量。两种代谢在生物体内关系密切,同时进行。其标志都是生化反应。生物体内的新陈代谢都要有酶的参与下才能进行。因而对酶的特性、种类和作用做一次介绍十分必要。生物酶的位置1, 胞外:胞外酶或外酶。水解酶多在胞外。主要用于催化细胞
2、外大分子化合物,如淀粉、纤维素、木质素、蛋白质。2, 胞内:呼吸酶类、合成酶类药剂渗透酶类位于线粒体上或细胞膜上。参与光合作用的酶在叶绿体上或细胞膜上。3.2.1 生物酶3.2.1.1 生物酶 的组成3.2.1.2 生物 酶的 作用3.2.1.3 生物酶的活 性基3.2.1.4 酶的活性中心在酶蛋白中,与底物相结合,并直接起到催化作用的小部分氨基酸微区。3.2.1.5 酶的结构与催化活性的关系3.2.1.6 酶的分类与命名3.2.1.7 生物酶的 特性3.2.1.8 影响生物酶活性的要素3.2.1.9 常用生物酶制剂及其应用3.2.2 微生物呼吸一切生命都要消耗能量。呼吸作用实质上是新陈代谢过
3、程中的能量代谢作用,标志是生物体内氧化还原反应的统一。呼吸过程中伴随有能量的产生与转移及电子的得失。了解微生物的呼吸作用类型及其特点,对全面掌握微生物的代谢情况也是必要的。3.2.2.1 呼吸的作用微生物的产能代谢是借助于呼吸作用来完成的,通过呼吸作用微生物获得生命活动所需要的能量;微生物通过呼吸作用完成底物的分解和细胞物质的合成。3.2.2.2 呼吸的本质3.2.2.3 呼吸的类型人们按照呼吸过程中的最终电子受体情况(被还原) 将呼吸在于分成三种类型。最终电子受体 氧化过程的中间产物,是简单有机物发酵最终产物 醇、有机酸、甲烷、CO 2、能量 酵母菌、乳酸杆菌最终电子受体 O2好氧呼吸最终产
4、物 CO2、 H2O、能量霉菌、放线菌枯草杆菌最终电子受体 NO3、SO 42 、CO 32 、CO 2呼吸类型无氧呼吸最终产物 CO2、 H2O、H 2S、N 2、能量反硝化细菌、硫杆菌、产甲烷细菌微生物的呼吸特性关于无氧呼吸的补充:硝酸盐呼吸 最终电子受体最终产物NO3NO2 、NO、N 2硫酸盐呼吸 最终电子受体最终产物SO42SO32 、S 2O32 、H 2S碳酸盐呼吸 产乙酸细菌产甲烷细菌CO2、HCO 3CH3COOHCO2、HCO 3CH4无机盐呼吸硫呼吸 最终电子受体最终产物SS2无氧呼吸延胡索酸呼吸 最终电子受体最终产物延胡索酸琥珀酸微生物呼吸类型的比较呼吸类型 最终电子受
5、体 参与反应的酶及电子传递体系最终产物 释放总能量好氧呼吸 O2 脱氢酶、脱羧酶、细胞色素氧化酶、NAD、FAD、辅酶 QNO3 、CO 2、H 2O、SO 42 、CO 32 、ATP、S 、Fe 3+2876KJ乙醇发酵 中间代谢物 脱氢酶、脱羧酶、乙醛还原酶、NAD低分子有机物、ATP、CO 2238.3KJ无氧呼吸 NO3 、SO 42、CO 32 、CO 2延胡索酸脱氢酶、脱羧酶、硝酸盐还原酶、硫酸盐还原酶、NADNH4 、CO 2、H 2O、 、ATP、H 2S、 CH4、琥珀酸反硝化: 1756KJ反硫化: 1126KJ人们又可以将微生物的呼吸类型划分为:基本(外源) 呼吸和内源呼吸两种。利用外源营养物质的生物氧化作用进行生命活动时称为外源呼吸;在外源营养严重缺乏时微生物不得不利用自身的细胞物质,内源呼吸只能维持微生物的短暂的生命活动。