主目录上Biblioteka 页下一页退出第二节 微生物的独特合成代谢
糖类、蛋白质、核酸、脂类、维生素等 （一切生物所共有的重要物质）的合成代谢 要在生物化学课程中学习。
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第二节 微生物的独特合成代谢
本次课仅学习微生物特有的、重要的和有 代表性的合成代谢途径，包括：
1. CO2的固定 2. 生物固氮 3. 肽聚糖的合成 4. 微生物次生代谢物的合成
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第二节 微生物的独特合成代谢 一、 CO2的固定
（一）CO2固定的概念 生物CO也2是能自利养用微CO生2作物为的辅唯助一的碳碳源源，。异养微
称将为空CO气2的中固的定CO作2同用化。成细胞物质的过程，
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第二节 微生物的独特合成代谢
（二）自养微生物CO2的固定
菌
植
物 满江红（红萍）：满江红（红萍） 鱼腥
共 生
蓝细菌等。
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第二节 微生物的独特合成代谢
1、卡尔文循环（Calvin cycle）（ P.133- ）
是光能自养生物（蓝细菌、绿细菌、紫细菌等多数 光合细菌）和化能自养生物（硝化细菌、硫细菌、铁 细菌等）固定CO2的主要途径。
6 CO2+12NAD(P)H2 +18ATP C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi
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第一节 微生物产能代谢
相同点：氧化分解有机物、产生（释放）能量。
不同点：
有氧呼吸
氧化分解的条件 递氢体 氢受体/电子受体 终产物 产能机制 产能效率
无氧呼吸
发酵
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第五章 微生物的代谢
本次课的教学内容与教学目标:
四、分解代谢和合成代谢的联系（自主学习） 1. 两用代谢途径（知道） 2. 代谢物回补顺序（知道）
1.自生固氮菌
是一类能独立进行固氮的微生物。
好氧固氮菌：固氮菌属、氧化亚铁硫杆菌属、等。 （根据对氧气的需要分：好氧、微好氧、厌氧、兼性厌氧固氮
自 菌。） 生 兼性厌氧固氮菌：克雷伯氏菌属、红螺菌属等。 固 氮 厌氧固氮菌：巴氏梭菌、着色菌属、绿假单胞菌属等。 菌 光合固氮菌：大多数光合微生物（包括光合细菌——
微生物代谢22学时
第五章 微生物的代谢
三、自养微生物的生物氧化和产能（知道）
1. 化能自养微生物的生物氧化和产能 （1） 氨的氧化 （2） 硫的氧化 （3） 铁的氧化 （4） 氢的氧化
2. 光能自养微生物的产能 (能量转换) （1）循环光合磷酸化 （2）非循环光合磷酸化 （3）紫膜的光合作用
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五、微生物合成代谢 1. CO2的固定（知道） 2. 生物固氮（掌握） 3. 肽聚糖的合成（知道） 4. 微生物次生代谢物的合成（知道）
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第二节 微生物的独特合成代谢
一、 CO2的固定 二、 生物固氮 （一）固氮微生物 （二）固氮机理
1. 固氮反应的必要条件 2. 固氮反应 3. 固氮体系厌氧环境的产生 三 、肽聚糖的合成 四 、微生物次生代谢物的合成
（一）固氮微生物（按其固氮方式可分类）
100 多年来生物固氮研究受到了科学家的广泛重视， 且获得长足进展。目前已知的固氮生物存在于原核生 物细菌域内 1 00 多个属中，根据它们与高等植物之 间的关系，将其分为自生固氮菌、共生固氮菌、联合 固氮菌及内生固氮菌。
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第二节 微生物的独特合成代谢
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第一节 微生物产能代谢
复习:
1.异养微生物的产能方式有哪几种?
2. 呼吸与发酵的异同？ （相同点：？不同点：？）
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第一节 微生物产能代谢
异养微生物的产能方式有： 呼吸：（1）有氧呼吸
（2）无氧呼吸：…… 发酵：乙醇（酒精）发酵（同型乙醇发 酵、异型乙醇发酵）、丁二醇发酵、乳 酸发酵（同型乳酸发酵、异型乳酸发 酵）、 丙酸发酵、丁酸发酵、混合酸发 酵等。
红螺菌属、紫硫菌属、绿硫菌属中的一些菌类和蓝细 菌）。
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第二节 微生物的独特合成代谢
2.共生固氮菌
必须与它种生物共生在一起才能进行固氮的微生物。
与
植 豆科植物：根瘤菌属等
物
共 生
共 生
与
非豆科植物（多为木本，如木麻黄、杨 梅、赤杨、沙棘等）：弗兰克氏菌属等。
固
真
氮
菌 或
地衣：鱼腥蓝细菌属、念珠蓝细菌属等。
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第二节 微生物的独特合成代谢
P.135 图5-38
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第二节 微生物的独特合成代谢
3. 逆向三羧酸循环 每循环一次可固定3分子CO2，合成一
分子草酰乙酸，消耗4 ATP、[H] 、还原态 铁氧还蛋白 。
特征性酶：柠檬酸裂合酶（催化CO2 还原CO的反应）
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第二节 微生物的独特合成代谢
4. 羟基丙酸途径
少数绿色硫细菌（绿弯菌属）在以H2或 H2S作电子供体进行自养生活时所特有的 一种CO2固定机制。
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第二节 微生物的独特合成代谢
4. 羟基丙酸途径
2CO2 ＋ 4[H]＋3ATP
甲醛乙酰- CoA
ATP
CO2
2[H] ATP
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第二节 微生物的独特合成代谢
二磷酸核酮糖羧化酶
1.羧化反应
磷酸核酮糖激酶
3.CO2受体的再生
(5-磷酸-核酮糖)
2.还原反应
F-6-P→葡萄糖
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第二节 微生物的独特合成代谢
2. 厌氧乙酰-CoA途径
主要存在于一些硫酸盐还原菌、产乙酸 菌和产甲烷菌等化能自养细菌。无卡 尔文循环。
CO2固定的厌氧乙酰-CoA途径：关键酶 ——CO脱氢酶，每固定2分子的CO2， 产物为乙酸。
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第二节 微生物的独特合成代谢
P.135 图5-37
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第二节 微生物的独特合成代谢
3. 逆向三羧酸循环 又称还原性TCA循环，通过逆向TCA循环 固定CO2 。存在于绿色硫细菌中。
乙酰- CoA （起始）
羟基丙酰- CoA 2[H] 丙酰- CoA
合成细胞物质
↑
草酰乙酸
丝氨酸/甘氨酸
↑
草酰乙酸
乙醛酸
↖
苹果酰- CoA
CO2
ATP
↑
甲基丙二乙酰- CoA
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第二节 微生物的独特合成代谢
二、生物固氮（P.136-）
微生物将大气中的分子氮通过固氮酶的催化还原成氨 的过程称为生物固氮 。