有机物
环式光合磷酸化特点
只有一个光合系统（光合单位），有光反应和暗反应 不放氧气。 不产还原剂NADH2，固定CO2所需NADH2来自电子 传递
非环式光合磷酸化
电子传递途径不形成环式回路
代 表 微 生 物 蓝细菌 光合作用部位 叶绿素 光合作用特点 光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ偶联。
产氧气。
非环式光合磷酸化
到膜内）。 ▲旋转过程中结合ADP和Pi合成ATP。
膜外
膜 内
α3β3γδε
F1-F0ATP酶（分子马达）与ATP合 成关系示意图
电子传递过程中能量(ATP)产生机制
建立膜内外质子浓度 差（H+)。借助质子势 的推动将能量蕴藏在 质子势中。
ADP+ Pi 膜内
ATP+H2O F1ATP
膜
F0
膜外
能源
有机物氧化
化学能
无机物氧化
有机物 最初能源 日光
还原态的无机物
通用能源 ATP
F1-F0ATP酶（腺苷三磷酸合成酶） 合成ATP机制
F1-F0ATP酶：分子马达。能量转化的核心酶。
▲ 膜内侧的F1和膜中的F0结构域。 ▲“类车轮”结构——由9个亚基组成。 ▲可以象“车轮”一样旋转。 ▲旋转动力来自质子跨膜运输（膜外
2、具光合单位
有光合色素和电子传递系统的存在位点。 光合系统Ⅰ
光合色素分布于 光合系统Ⅱ
每个光合系统即是1个光合单位。
光捕获复合体（含菌绿素、类胡萝卜素） 1个光合单位
反应中心复合体
如：蓝细菌—类囊体 红螺菌、红硫菌—在细胞膜内壁形成单位膜组成的 光合单位。
光合细菌中，光照越强，光合单位越多。
3 光合磷酸化
43; H+ H+ + + ++ -- --
又叫紫膜光合磷酸化 最简单的光合磷酸化
ATP酶 紫膜
ADP H+ ATP +Pi
紫膜具有质 子泵作用。
微生物的光合磷酸化
生物类型 方式 条件
色素
反应中心
产物
还原力 (NADPH)中
H的来源
光合细菌 环式
绿色植物 非
藻类
环
兰细菌 式
2H +
1978 Nobel 奖
米切尔的化学渗透偶联假说（1961，P.Mitchell）
一 光能
通过光合磷酸化将光能转变成化学能。
（一）光合微生物的种类 （二）微生物的光合磷酸化作用 （三）进行光合磷酸化微生物的特点
（一）光合微生物的种类
1、自养型：蓝细菌、红硫菌、绿硫菌等； 2、异养或兼性：红螺菌、嗜盐菌等。
能量代谢 伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。
3、按代谢产物在机体中作用不同分：
初级代谢 提供能量、前体、结构物质等的代谢类型; 产物对机体有生理活性。
次级代谢 在一定生长阶段出现的代谢类型；
其产物—— 抗生素、色素、激素、生物碱等。
第二节 微生物的产能代谢
一 光能 二 化学能
光能
1/202 2H+
叶绿素b
e- Ⅱ
叶绿素b+
H20
ADP+Pi
ATP
e- PQ(质体醌) e- Cyt.b
Cyt.C
e-
NADPH+H+ e- Fp
e- Fd
叶绿素a
e-Fe.S
e- Ⅰ
叶绿素a+
ATP ADP+Pi
非环式光合磷酸化特点
两个光合系统，即光合单位（叶绿素a、叶绿素b ） 放氧气。
产还原剂NADH2，产ATP。
当1个叶绿素（菌绿素）分子吸收光量子时， 叶绿素被激活，导致叶绿素释放1个电子而 被氧化，释放出的电子在电子传递系统中逐 步释放能量。将光能转化为化学能。
◆ 环式光合磷酸化 ◆ 非环式光合磷酸化 ◆ 嗜盐菌紫膜的光合作用
环式光合磷酸化
是一种原始产能机制。电子循环式传递，形成回路。
代表微生物 光合作用部位
嗜盐菌获能途径
有光、无氧时-光合磷酸化 有氧时-氧化磷酸化
（二）微生物的光合磷酸化作用
（photophosphorylation）
指光能转化为化学能的过程。有3种。
生物类型 方式 条件 色素
反应中心
光合细菌 环式
绿色植物 非
藻类
环
兰细菌 式
嗜盐菌 紫膜
无O2 有O2 低O2
菌绿素类 胡萝卜素
等 叶绿素藻
原核生物的红螺菌属、绿菌属、红假 单胞菌属。厌氧菌。
菌绿素
光合作用特点 光反应和暗反应组成,只有一个
光反应系统，不放氧。
hv 环式光合磷酸化的光反应
菌绿素 +
菌绿素
e-
Cyt.C
ADP+Pi
e- 铁氧环蛋白
e-
泛醌
e-
Cyt.b
e-
ATP
环式光合磷酸化的暗反应
CO2
光能转变的化学能 ATP
NADH2
合成代谢(anabolism) 小分子 大分子（酶，结构组分等）
分解代谢的三个阶段：
▲ 蛋白质 氨基酸 多糖 单糖 脂类 脂肪酸
▲ 降解成丙酮酸、乙酰辅酶A等，产ATP
▲ 降解成CO2（通过三羧酸循环），产生ATP
I
II
分 解
代
谢
的
III
三
个
阶
段
2、按物质转化方式分：
物质代谢 物质在体内转化的过程。
第六章 微生物的代谢
本章提要
第一节 代谢概论 第二节 微生物的产能代谢 第三节 微生物耗能代谢 第四节 微生物代谢的调节 第五章 微生物次级代谢与次级代谢产物
第一节 代谢概论
新陈代谢(metabolism)
1、按活细胞内进行的化学反应分：
分解代谢(catabolism) 大分子 小分子（能量，细胞组分的前体）
嗜盐菌 紫膜
无O2 有O2
菌绿素类 胡萝卜素
等
叶绿素藻 色素等
低O2 细菌视紫 红质
1个 2个 紫膜
不产氧 ATP
质子泵
产氧 ATP
H2O光解
不产氧
来自H2S
ATP 等无机物氢供
体
二 化学能
(一) 化能异养型微生物产能代谢 (二) 化能自养型微生物产能代谢
生物氧化：物质在生物体内进行的一系列连续的 氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,基质脱
色素等
细菌视紫 红质
1个 2个 紫膜
产物
不产氧 ATP
还原力 (NADPH)中H
的来源
质子泵
产氧 ATP
H2O光解
不产氧 ATP
来自H2S 等无机物氢供
体
（三）进行光合磷酸化微生物的特点
1 细菌内含光合色素 2 具光合单位 3 光合磷酸化
1、细菌内含光合色素
光合生物特有，是光合作用关键物质。 叶绿素（chl）或细菌叶绿素（Bchl） 类胡萝卜素 藻胆素
嗜盐菌具有菌视紫质、菌绿质。
叶绿素
β- 胡萝卜素 褐藻素
藻兰素
几种类胡萝卜素的辅助色素 （Accessory Pigment）
类胡萝卜素不直接参与光合反应。其作用：
把捕获的光能高效传给细菌叶绿素，进行 光合磷酸化作用。
做为叶绿素所催化的光氧化反应的淬灭剂。 在细胞能量代谢上起辅助作用。