兰州交通大学：《微生物学》课程教学资源（重点提示，打印版）第五章 微生物代谢

第5章微生物代谢 1.代谢(metabolism)是生物体内所进行的全部生化反应的总称。包括分解代谢catabolism) 和合成代谢(anabolism).分解代谢是指大分子物质在细胞内降解成小分子物质，并产生能量 的过程，也称为生物氧化，或产能代谢：合成代谢是指利用小分子物质在细胞内合成复杂大 分子物质，并消耗能量的过程，也称为生物合成，或耗能代谢，小分子物质来源于分解代谢 的中间产物或细胞外的小分子营养物质。代谢途径都是由一系列连续的酶促反应构成的。细 胞通过各种方式有效地调节相关的醇促反应，以保证整个代谢途径的协调性与完整性。 2.异养微生物利用各类有机化合物进行生物氧化产生能量。糖类是微生物重要的能源和碳 源。简萄销和果箱通常被异养微生物优先利用。微生物利用简萄糖产生能量主要经过发酵和 呼吸两种代谢过程，两者有相同的初始阶段，即葡萄糖降解成丙酮酸的糖酵解(glycolysis)过 程。微生物中主要存在4种符酵解途径：EMP途径、HMP途径、ED途径和WD途径。呼吸 作用主要经过糖酵解三羧酸循环和电子传递链3个阶段产生能量：发酵首先经过糖酵解过 程，随后根据微生物的类型经丙酮酸转化成一种或多种不同的产物。与呼吸不同的是发酵过 程只在糖酵解时产生能量，相对较少。 3.自养微生物的生物氧化分成两大类：以氧化无机物获得能量固定C02,而生长的微生物 为化能自养微生物，主要有4类：H2、NH4+、H2S和Fe3+的氧化：利用光能固定CO2,而 生长的微生物为光能自养微生物，主要分为两类：非放氧型光合作用和放氧型光合作用， 4.微生物通过底物水平磷酸化（发酵和呼吸小、氧化磷酸化（呼吸）把化学能转换成ATP:通过 光合磷酸化把光能转换成ATP:这些能量用于合成代谢及其他耗能过程，如：运动、营养物 质运输及发光等，另有部分能量以热或光的形式释放到环境中去。 5.合成代谢是利用分解代谢的能量、中间产物以及从外界吸收的小分子，合成复杂大分子， 最后产生新的细胞个体。微生物细胞的生物合成除了具有动、植物相同的生物合成途径外 还具有特殊的合成代谢类型，如某些c02固定途径、肽聚糖生物合成，生物固氨作用等

6.微生物细胞从外界吸收营养物质，通过分解和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物 质和能量的过程，称为初级代谢。微生物在一定的生长时期（指数生长期后期到稳定期，以 初级代谢产物为前体，合成一些对微生物白身生命活动无明确生理作用的物质的过程，称为 次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比 较复杂的化合物，根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素 等多种类别。 7.微生物代谢的调节主要是通过对酶的调节来实现的，包括酶活性的调节和酵合成的调节， 酶活性调节的方式主要有：变构效应、共价修饰、寡聚酶的解聚和聚合、蛋白酵水解激活 等。酶合成的调节发生在基因水平上，主要有酶合成阻遏、酶合成诱导，酶的降解物阻遏 等方式。现代发酵工业以代谢控制发酵理论为指导，应用基因突变来改造微生物的调节系 统，实现代谢调控的人工控制