文档介绍：第五章微生物的新陈代谢-1
新陈代谢(metabolism):简称代谢,是指发生在活细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。
分解代谢(catabolism):是指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化,产生简单分子、ATP形式的能量和还原力的作用。又称异化作用。
合成代谢(anabolism):是指在合成代谢酶系的催化下,由简单小分子、ATP形式的能量和[H]形式的还原力,一起合成复杂的大分子的过程。又称同化作用。
分解代谢和合成代谢间有着极其密切的关系。可表示为:

复杂分子简单分子+ATP+[H]

能量代谢、物质代谢
分解代谢酶系
合成代谢酶系
《生物化学》王镜岩第三版下册
本章的内容:
第一节微生物对有机物的分解
第二节微生物的能量代谢
第三节分解代谢和合成代谢的联系
第四节微生物独特合成代谢途径举例
第五节微生物的代谢调节与发酵生产
第一节微生物对有机物的分解
不含氮:淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质、木素、芳香族化合物
含氮:蛋白质、几丁质、尿素
含硫、磷有机物
一、不含氮有机物的分解:产物 CO2+H2O
1、淀粉
种子、块茎、球茎、鳞茎、块根等。淀粉是葡萄糖通过糖苷键连接而成的一种大分子物质。淀粉有两类,一类是由α-1,4糖苷键连接而成的直链淀粉,另一类是在直链淀粉的基础上,又产生α-1,6糖苷键连接而成的分支的支链淀粉。直链淀粉(80%)和支链淀粉(20%)
能将淀粉分解成葡萄糖与双糖的酶称为淀粉酶。淀粉酶是一系列与淀粉分解有关酶的总称,这些酶以不同方式联合作用,催化淀粉转化为葡萄糖。淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶与异淀粉酶4种类型。
多种微生物。许多微生物在生长过程中能合成分解淀粉的酶,并将这些酶分泌到细胞外部。
水解产物: 麦芽糖、麦芽三糖、其他低聚糖----葡萄糖
2、纤维素
植物细胞壁,植物体内含量很高,作物含15-45%,木材中达50%。
纤维素由200-1000个葡萄糖亚基通过ß-1,4糖苷键组成。天然纤维分子不溶于水。
分解纤维素的微生物很多,但分解能力较强的微生物主要是真菌。如木霉、根霉、黑曲霉及青霉等。细菌与放线菌中有些菌种也有较强的分解纤维素能力。纤维素在纤维素酶作用下水解为葡萄糖。纤维素酶也是由许多密切相关酶组成的酶系。
酶:C1、C2酶、ß-葡萄糖苷酶。
产物:纤维素低聚糖、纤维二糖、葡萄糖。
3、半纤维素
植物细胞壁的重要组成分,含量仅次于纤维素。如玉米的根、茎中含量可达30%。
由戊糖(木糖、阿拉伯糖)和己糖(半乳糖和甘露糖)缩合而成,易分解。
多种微生物,真菌中的曲霉、青霉及木霉等均能分解半纤维素,细菌中的噬纤维菌,梭菌中的某些种类
酶:内切酶、外切酶、糖苷酶等。
产物:相应的单糖。
4、果胶质的分解
果胶质是构成植物细胞间质的组分。
果胶质由半乳糖醛酸单体聚合而成。聚合态半乳糖醛酸称为果胶酸,果胶酸羧基甲基化的产物称果胶,果胶又分为可溶性果胶与不溶性果胶(又称原果胶)。
多种真菌和细菌。
果胶酶:原果胶酶、果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶。
产物: 原果胶酶原果胶(不溶解) 可溶性果胶
果胶甲基酯酶可溶果胶+H2O 果胶酸+甲醇
聚半乳糖醛酸酶果胶酸+H2O 半乳糖醛酸
分解果胶酸的微生物可用来进行麻类的脱胶处理。
麻纤维脱胶就是利用果胶分解酶完成的。麻类植物纤维的化学成分为纤维素,存在于茎杆的韧皮部内,纤维素与果胶类物质结合在一起。麻纤维脱胶就是利用果胶分解微生物有分解果胶能力而不分解纤维素的特点,将果胶分解掉,使纤维完好地脱离出来。
5、木素和芳香族化合物
植物细胞壁中,如禾本科植物茎杆中约含木素20%。
化学复杂,是由许多芳香族亚基缩合而成的聚合物。
真菌中木素木霉、乳酸镰孢菌。
通过解聚、氧化,分解为乙酸和琥珀酸,合成细胞物质、氧化分解,中间产物是一些芳香族化合物。
6、脂肪的分解
脂肪是甘油和脂肪酸形成的酯。在动植物残体中含有一定量脂类物质。一般作物茎叶中,%~%,油料作物种子中,脂类约为30%~50%。土壤中的脂类主要来自植物残体,少量来自动物与微生物。
分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。
在脂肪酶作用下,脂肪水解为甘油和脂肪酸。许多微生物能以脂肪或脂肪酸作为碳源和能源,但分解缓慢。细菌中的荧光假单胞菌、灵杆菌,真菌中的白地霉、青霉及曲霉均能分解利用脂肪。