文档介绍：第二章发酵学第一假说: 代谢能支撑假说
第一节微生物细胞过程的热力学
第二节微生物细胞内外的物质交换
第三节化能异养型微生物的生物氧化
第四节化能异养型微生物的能量形式转换 第五节质子运动势和活细胞的质子回路 第六节代谢能对微生物生长和维持的支撑
2017/11/11
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张星元:发酵原理
请带着以下问题学****1. 怎么给代谢能下定义? 为什么代谢能支撑是细 胞生物的基本性质? 2. 代谢能如何支撑微生物细胞的生命活动? 3. 为什么化能异养型微生物细胞属于开放体系? 4. 怎样认识生物氧化的氧化还原本质? 在生物氧 化过程中,脱氢酶( 或氧化酶)的辅酶有什么 不可替代的作用? 5. 为什么说微生物细胞的质子回路是代谢能支撑 生命活动的一种重要表现形式? 6. 发酵学的三个基本假说是针对典型的工业发酵 提出的,所谓典型的工业发酵是什么样的发酵?
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发酵学第一假说·代谢能支撑假说
能直接推动生命活动(做细胞功)的能量形式叫做代谢能。微生物细胞依靠其自备的能量转换机构,把化学能或光能持续地转化成代谢能,并直接用来支撑其自身的生命活动。
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以上假说试图说明三个问题: ①什么叫代谢能? ②微生物细胞怎样获得代谢能? ③代谢能与微生物的生命活动有什么 关系?
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生命活动是生物体高度有序的序列反应的总和,是耗能的、不可逆的过程。尽管不同的生物可以使用不同的能源;然而,实际上吸能的生物化学反应只能接受代谢能(metabolic energy),即可供细胞新陈代谢直接利用的能量形式。因此所有的生物体内都存在把其他形式的能量转化成代谢能的过程,以及代谢能支撑的问题。
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工业发酵过程主要是微生物细胞群体的生命活动过程。微生物细胞的生命活动当然也是耗能的,微生物细胞的大量的生物化学反应和细胞过程也只能接受代谢能。但是——
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微生物细胞直接面向环境而独立存在的处境,以及微生物细胞自主应对环境变化的生存方式,要求微生物细胞必须自己解决能量形式转换等生死攸关的问题。
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也就是说微生物细胞必须自备与能源相对应的能量形式转换机构,并具备把能源提供的能量形式持续不断地转化成代谢能的能力,最终实现代谢能对微生物细胞生命活动的支撑。
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能量经典地定义为物体做功的能力。能量是物质运动的一种度量,对应于物质不同的运动形式,能量也有不同的形式。代谢能是对应于生命运动的能量形式,是生物体直接用来建设自身或维持生命活动的能量形式。
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代谢能以高能磷酸键或电场的方式储存在代谢能的载体中,腺苷酸和可以被能量化的生物膜是最常见的代谢能载体,ATP(能量货币)和Δp (质子运动势,能库) 是代谢能最常见的供体。
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