各种类型的微生物细胞，通过单纯扩散、促 进扩散（易化扩散）、主动运输和基团转位 等方式，将各种营养物质由外界环境摄入微 生物细胞中。当营养物质进入微生物细胞后， 要面临着一系列的化学变化。
微生物细胞将要面临的这一系列的化学 变化即为：微生物的代谢。
代谢(metabolism) 是细胞内发生的各种化学反应的总称。
2、HMP途径--磷酸戊糖途径（旁路）为循环途径
CH2OH
CH2OP
NADH+H+ CH2OP
NADH+H+ CH2OH
o ATP ADP
o NAD(P)+
o
NAD(P)+
C=O
OH
OH
OH COOH
H-C-OH
OH HO OH
HO
OH
OH
HO OH
H-C-OH D CH2OP
葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡糖酸 5-磷酸-核酮糖
6：有关酶系在细胞质中
•EMP途径的生理功能：
1、为微生物的生理活动提供ATP、 NADH
2、中间产物为菌体合成提供碳架
3、在一定条件下，可沿EMP途径逆转合成多糖
•反应中所生成的NADH2不能积存，必须被重氧化为NAD 后，才能继续不断地推动全部反应。NADH2被重氧化的 方式，因不同微生物和条件而异。在无氧条件下， NADH2的受氢体可以是丙酮酸本身（乳酸菌的乳酸发 酵）；可以是丙酮酸的降解产物，如乙醛（酵母菌的酒 精发酵）；也可以是无机的NO3－（脱氮小球菌的无氧呼 吸）等。在有氧条件下，NADH2即经呼吸链氧化，同时 由电子传递链磷酸化生成ATP；丙酮酸则进入三羧酸循 环被彻底氧化成CO2和水，并生成大量的ATP。
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
（一）底物脱氢的途径 葡萄糖降解成小分子物质有四条途径
1、EMP途径 2、ED途径
3、HMP途径 4、PK途径
Ｏ２ 无Ｏ２
5.TCA循环
无氧呼吸 发酵
葡萄糖降解的四种途径 1、EMP途径（糖酵解）
总反应式：Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋２ＮＡＤ＋２Ｐｉ＋２ＡＤＰ →２ＣＨ３ＣＯＣＯＯＨ＋２ＮＡＤＨ２＋２ＡＴＰ
•特点是：有HMP途径的微生物细胞中往往同时 存在EMP途径。单独具有HMP途径的微生物少 见。
3 ED途径
4 又称2－酮－3脱氧－6－磷酸裂解（KDPG) 途径
ED途径是在研究嗜糖假单孢菌时发现的。
ED途径过程：
葡萄糖→ → →KDPG
KDPG
醛缩酶
甘油醛-3-磷酸 丙酮酸
E→MP丙酮酸
ED途径结果：一分子葡萄糖经ED途径最后生成2分 子丙酮酸、1分子ATP，1分子NADPH、1分NADH。
有氧呼吸 生物氧化的类型： 无氧呼吸
发酵
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。
在产能代谢中，微生物能以各种有机的和无机的氧化物 作为生物氧化的基质。而其中以葡萄糖最为重要。它是 异养微生物的主要碳源和能源，可直接进入糖代谢途径 被降解成小分子物质---丙酮酸（降解途径有四条）.
4-磷酸-赤藓糖 6-磷酸-果糖
5-磷酸-木酮糖 3-磷酸-甘油醛
6-磷酸-葡萄糖
6-磷酸-葡萄糖
HMP途径
从6-磷酸-葡萄糖开始，即在单磷酸己糖基础上开始降 解的故称为单磷酸己糖途径。
HMP途径与EMP途径有着密切的关系，HMP途径中的 3-磷酸-甘油醛可以进入EMP途径， — 磷酸戊糖支路。
HMP途径的一个循环的最终结果是一分子葡萄糖-6-磷酸 转变成一分子甘油醛-3-磷酸、3个CO2、6个NADPH。
一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合成提供 大量还原力（NADPH）和中间代谢产物。
•生理功能： HMP途径主要是提供生物合成所需 要的大量还原力（NADPH＋H+）和各种不同长 度的碳架原料。如5-磷酸核（酮）糖、4-磷酸赤 鲜糖等。该途径还与光能和化能自养微生物的合 成代谢密切联系，途径中的5-磷酸核酮糖可以转 化为固定CO2时的CO2受体---1,5-二磷酸核酮糖.
ED途径在革兰氏阴性菌中分布较广 ED途径可不依赖于EMP与HMP而单独存在 ED途径不如EMP途径经济。
ED 途径特点：
（1）仅在细菌中（假单胞菌属）被发现；
（2）葡萄糖经转化成2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸后， 经脱氧酮酸醛缩酶催化，裂解成丙酮酸和3-P甘油醛。 后者再经过EMP一样，都自每分子葡萄糖产生两分子丙酮酸； 但2个丙酮酸的来历不同
• EMP途径特点
1：葡萄糖经转化为1，6—二磷酸果糖后，在醛缩酶催 化下，裂解成两个3C化合物，由此再转化成2分子丙酮 酸。这条途径是生物界所共有。 2: 一、三和十步反应不可逆; 3: 不消耗氧
4: 对专性厌氧（无氧呼吸）微生物来说EMP途经是产能 的唯一途径 5：两个ATP是通过基质（底物）水平磷酸化的方式产生 (1,3--二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸和磷酸烯醇式 丙酮酸转变成丙酮酸时)，所谓基质水平磷酸化是指基 质在氧化过程中产生某些含有比ATP水解时，放出更多 自由能的高能化合物中间体，这种高能物质可以直接将 键能交给ADP使之磷酸化，生成ATP。
HMP 途径
CH2OH
C=O
HO-C-H H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-木酮糖
CH2OH
C=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OP
H
5-磷酸-核酮糖
H- C=O
H-C-OH H-C-OH H-C-OH
CH2OP
5-磷酸-核糖
5-磷酸-木酮糖 6-磷酸-景天庚酮糖
6-磷酸-果糖
5-磷酸-核糖 3-磷酸-甘油醛
葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等
微生物代谢所需能量，绝大多数是通过生物氧化作用 而获得的。
所谓生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能性氧 化反应。
产能（ATP） 生物氧化的功能：产还原力[H]
产小分子中间代谢物
生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失去电 子3种
生物氧化的过程有脱氢（或电子）、递氢（或电子）、 和受氢（或电子）3个阶段。
代谢
分解代谢(catabolism) 合成代谢(anabolism)
复 杂 分 子 分解代谢酶系
（有机物）
简单分子 + ATP + [H]
合成代谢酶系
分解代谢（catabolism）
分解代谢指细胞将大分子物质降解成小分子物质， 并在这个过程中产生能量。
大分子物质的降解
淀粉、脂肪、蛋白质、果胶质等
胞外酶的作用