导图社区 微生物的新陈代谢
这是一篇关于微生物的新陈代谢的思维导图,主要内容包括:微生物独特合成代谢途径举例,微生物的能量代谢。
这是一篇关于微生物的遗传变异和育种的思维导图,主要内容包括:菌种的衰退、复壮和保藏,基因重组和杂交育种。详细梳理了与微生物遗传变异、育种、衰退、复壮以及保藏相关的各个方面。微生物遗传变异的主要形式,包括基因重组(如转化、转导、接合、原生质体融合等)和杂交育种(如有性杂交、准性杂交)。在育种过程中,一个关键挑战是菌种的衰退。这指的是在培养或保藏过程中,由于自发突变,原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象。
这是一篇关于微生物的遗传变异和育种的思维导图,主要内容包括:基因突变和诱变育种,遗传变异的物质基础。介绍了遗传变异的多种驱动因素,包括自然选择、疾病以及微环境对基因的影响。概括了原核生物的质粒类型,如F质粒(致育因子或性因子)和R质粒(R因子或抗性因子),并解释了它们在遗传变异中的作用。在遗传变异的突变类型方面,介绍了抗性突变型、产量突变型等多种突变类型,并解释了突变率的计算公式及其特性,如不对应性、独立性、可诱发性等。
这是一篇关于微生物生长及其控制的思维导图,主要内容包括:有害微生物的控制,微生物培养法概论。介绍了除了6种基本营养素外,还需要适当的还原剂,并提到了在必要时加入刃天青等氧化还原电势指示剂。还介绍了微生物在其生命过程中所产生的一类低分子量代谢产物,即抗生素,它们能够在很低浓度下抑制或杀死其他微生物的生长。抗生素的作用机制包括抑制细胞壁合成、破坏细胞膜功能、抑制蛋白质合成和干扰核酸代谢等。
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微生物的新陈代谢
微生物的能量代谢
最初能源
有机物
化能异养微生物
日光
光能营养微生物
还原态无机物
化能自养微生物
通用能源--ATP
化能异养微生物的生物氧化和产能
生物氧化:发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称
过程:脱氢、递氢、受氢
功能:产ATP、产还原力【H】、产小分子中间代谢物
类型:呼吸、无氧呼吸、发酵
生物氧化过程
底物脱氢(以葡萄糖为底物)
EMP途径(糖酵解途径)
2C3、2NADH2、2ATP
HMP途径(磷酸戊糖途径)
12NADPH2
ED途径{2-酮-3-脱氢-6-磷酸葡糖酸(KDPG)途径}
2C3、1NADH2、1NADPH2、1ATP
TCA途径(三羧酸循环)彻底氧化
C3--4NADH2。1FADH2、1GTP
递氢和受氢
呼吸(有氧呼吸)
以分子氧为最终电子(和氢)受体的作用,即有机物脱氢后,经完整呼吸链(电子传递链)递氢,最终以分子氧作为氢受体产生水,释放 ATP 形式的能量,最终产物为CO2
呼吸链:位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上、由一系列氧化还原电势呈梯度差上链状排列的氢体传递体(或电子传递体) 功能:把氢或电子从低氧化还原电动势的化合物处逐级传递到高氧化还原电势的分子氧或其它无机、有机氧化物,并使它们还原
氧化磷酸化(电子传递链磷酸化)
源动力:质子动势(质子动力、pH梯度)--合成ATP的能量来源
氧化磷酸化效率
P/O比(每消耗1mol氧原子所产生的ATP摩尔数)
以异柠檬酸或苹果酸为底物:P/O=3
以琥珀酸为底物:P/O=2
无氧呼吸(厌氧呼吸)
无氧呼吸是一类呼吸末端的氢受体为外源无机氧化物(少数为有机氧化物)的生物氧化过程。
特点:无氧条件、产能效率低、有机物脱氢后经部分呼吸链递氢,最终由氧化态的无机物或有机物受氢,完成氧化磷酸化反应
类型:根据呼吸链末端的氢受体
发酵
广义的“发酵”,指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式。
狭义的“发酵”:指在能量代谢或生物氧化中,在无氧条件下,底物(有机物)氧化释放的氢(或电子)不经呼吸链传递,而直接交给某种未完全氧化的中间产物的一类低效产能过程。
自养微生物产ATP和产还原力
化能自养微生物还原CO所需要的 ATP 和 [H]是通过氧化无机底物
产能途径:主要是借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反应,因此一般是好养菌。固定 CO,要消耗大量ATP,因此他们的产能效率、生长速度、生长得率都很低。
循环光合磷酸化
存在于厌氧型光合细菌
电子从菌绿素分子上逐出、产生ATP,不产生氧
非循环光合磷酸化
各种绿色植物、藻类和蓝细菌共有
反应中心的吸收光波为“P700"
嗜盐菌紫膜的光介导ATP合成
视黄醛辅助构象变化
不经过电子传递链,直接产生ATP
微生物独特合成代谢途径举例
自养微生物的CO2固定
Calvin循环
羧化阶段
还原反应
CO2受体的再生
二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸核酮糖激酶
生物固氮
固氮微生物均为原核微生物
反应6要素
ATP的供应、还原力【H】及其传递载体、固氮酶、还原底物N2、美力滋、严格的厌氧微环境
固氮的生化途径
好氧菌固氮酶避氧害机制
微生物结构大分子--肽聚糖的生物合成
细胞质中
“Park"核苷酸
反应可被环丝氨酸(恶唑霉素)所抑制
UDP-G
细胞膜上
单体
细菌萜醇的类脂载体运送
反应可被万古霉素和杆菌肽所抑制
细胞膜外
肽聚糖的交联
转肽作用
转肽基化作用(横向连接)
转肽作用(纵向连接)
可被青霉素抑制,对生长繁殖旺盛阶段的细菌具有明显的抑制作用
1GTP--1ATP
1FADH2--2ATP
1NADPH2--3ATP
1NADH2--3ATP