1 第五章 微生物的代谢
重点：
1.微生物的产能代谢方式
2.微生物特有的合成代谢途径，重点讨论固氮作用和肽聚糖的生
物合成。
概念：微生物的代谢(metabolism)是指发生在微生物细胞中的分解代谢(catabolism)与合成代谢(anabolism)的总和。
微生物代谢的显著特点是：
①代谢旺盛；②代谢极为多样化；③代谢的严格调节和灵活性。
第一节 微生物的产能代谢
一、生物氧化
概念：生物氧化：分解代谢实际上是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，这个过程也称为生物氧化，是一个产能代谢过程。
在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用，也可通过能量转换贮存在高能化合物（如ATP）中，以便逐步被利用，还有部分能量以热的形式被释放到环境中。
不同类型微生物进行生物氧化利用的物质不同，异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物，通过生物氧化来进行产能代谢。
二、异养微生物的生物氧化
异养微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原反应中电子受体的不同可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。 2 （一）发酵
★概念：
广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式；
狭义的“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代谢产物的过程。
在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。
发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。
1. 发酵途径
葡萄糖在厌氧条件下分解产能的途径主要有EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。
（1） EMP途径（糖酵解途径/二磷酸己糖途径）
是绝大多数微生物共有的一条基本代谢途径。
对专性厌氧(无氧呼吸)微生物，EMP途径是产能的唯一途径。
第五章 微生物的代谢
一、填空题
1、酵母菌进行乙醇发酵时,将葡萄糖经________途径产生丙酮酸,由丙酮酸生成的乙醛被_______成乙醇。
2、代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由 和 两个过程组成。微生物的分解代谢是指 在细胞内降解成 ，并 能量的过程；合成代谢是指 利用在细胞内合成 并 能量的过程。
3、生态系统中， 微生物通过 能直接吸收光能并同化CO2， 微生物分解有机化合物，通过 产生CO2。
4、微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径； 是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生4碳、5碳等中间产物，微生物合成提供多种前体物质的途径。
5、产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。 磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。
6、呼吸作用与发酵作用的根本区别是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 系统，逐步释放出能量后再交给 。
7、微生物有两种同化CO2的方式： 和 ；自养微生物固定CO2的途径主要有3条：卡尔文循环途径，可分为 、 和 3个阶段。
二、选择题
1、化能自养微生物的能量来源于（ ）
A、有机物 B、还原态无机化合物 C、氧化态无机化合物 D、日光
2、同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（ ）
A、EMP途径 B、HMP途径 C、ED途径 D、WD途径
第五章 微生物的新陈代谢习题及答案
一、名词解释
1.生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。
2.P/O比：每消耗1mol氧原子所产生的ATPmol数，用来定量表示呼吸链氧化磷酸化效率的高低。
3.无氧呼吸：又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。
4.延胡索酸呼吸：以延胡索酸作为末端的氢受体还原产生琥珀酸的无氧呼吸。
5.发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
6.异型乳酸发酵：凡葡萄糖经发酵后除主要产生乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO2等多种产物的发酵，称异型乳酸发酵。
7.Stickland 反应 ：以一种氨基酸作底物脱氢（即氢供体），另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的发酵类型，称为Stickland 反应。
8.循环式光合磷酸化：可在光能驱动下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能的反应，是一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制。
9.非循环式光合磷酸化：电子循环途径属非循环式的光合磷酸化反应，是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。
10.生物固氮：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程。生物界中只有原核生物才具有固氮能力。
12.反硝化作用：又称硝酸盐呼吸。是指在无氧条件下，某些兼性厌氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，把它还原成亚硝酸、NO、N2O直至N2的过程，称为异化性硝酸盐还原作用，又称硝酸盐呼吸或反硝化作用。
13.同型酒精发酵：丙酮酸经过脱羧生成乙醛，以乙醛为氢受体生成乙醇，若发酵产物中只有乙醇一种有机物分子称为同型酒精发酵。
14.次生代谢物：指某些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物作前体，通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复杂的化合物。
第五章 微生物的代谢
一、名词解释： 01. 新陈代谢（metabolism）：简称代谢，泛指发生在活细胞中的各种化学反
应的总和，也是生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程。包括合成代谢和分解代谢，它是推动生物一切生命活动的动力源。
02. 合成代谢（anabolism）：又称同化作用。微生物从环境吸收营养物质，
在细胞内合成新的细胞物质和贮藏物质，并储存能量，建立生长、发育的物质基础的过程。
03. 分解代谢（catabolism）：又称异化作用。微生物分解营养物质，释放能
量，供给同化作用、机体运动、生长和繁殖等生命活动所用，产生中间代谢产物，
并排泄代谢废物和部分能量的过程。
04. 生物氧化（biological oxidation）：分解代谢实际上是物质在生物体内经过
一系列的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化。
05. 呼吸作用（respiration）：微生物在降解底物的过程中，将释放的电子交
给电子载体，再经过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。
06. 有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作为氢和电子的最终受体的生
物氧化过程，称为好氧呼吸或有氧呼吸。
07. 无氧呼吸（anaerobic respiration）：又称为厌氧呼吸，在无氧的条件下，
微生物以无机氧化物作为最终氢和电子受体的生物氧化过程。
08. 发酵（fermentation）：狭义发酵：在无外源氢受体的条件下，细胞有机
物氧化释放的[H]或电子交给某一内源性的中间代谢物，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。即电子供体是有机物，而最终电子受体也是有机物的
生物氧化过程。广义发酵：泛指任何利用微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。
09. 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：物质在生物氧化过程
