1、第五章微生物的代謝 微生物產能代謝 耗能代謝 微生物代謝的調節微生物次級代謝與次級代謝產物 代謝代謝：是細胞內發生的各種化學反應的總稱，它主要由分解代謝和合成代謝兩個過程組成。 分解代謝分解代謝：是指細胞將大分子物質降解成小分子物質，并在這個過程中產生能量。 分解代謝一般可分為三個階段： 第一階段：是將蛋白質、多糖及脂類等大分子營養物質降解成氨基酸、單糖及脂肪酸等小分子物質。分解代謝一般可分為三個階段： 第二階段：是將第一階段產物進一步降解成更為簡單的乙酰輔酶A、丙酮酸以及能進入三羧酸循環的某些中間產物，在這個階段會產生一些ATP、NADH及FADH2。分解代謝第三階段：是通過三羧酸循環將第二

2、階段產物完全降解生成CO2，并產生ATP、NADH及FADH2。第二和第三階段產生的NADH和FADH2通過電子傳遞鏈被氧化，可產生大量的ATP。 分解代謝合成代謝指細胞利用小分子物質合成復雜大分子的過程，并在這個過程中消耗能量。合成代謝所利用的小分子物質來源于分解 代謝過程中產生的中間產物或環境中的小分子營養物質。合成代謝（anabolism）代謝在代謝過程中，微生物通過分解作用產生化學能。這些能量用于：合成代謝；微生物的運動和運輸；熱和光無論是分解代謝還是合成代謝，代謝途徑都是由一系列連續的酶反應構成的，前一部反應的產物是后續反應的底物。第一節微生物產能代謝 異養微生物的生物氧化 自養微生

3、物的生物氧化 能量轉換 生物氧化分解代謝實際上是物質在生物體內經過一系列連續的氧化還原反應，逐步分解并釋放能量的過程，這個過程也稱為生物氧化，是一個產能代謝過程。生物氧化的功能：產能(ATP)產還原力【H】小分子中間代謝物生物氧化特點在活體細胞中進行，需酶參加; 溫和條件; 復雜的氧化還原過程； 能量逐步釋放，以ATP形式儲存和轉運。一、異養微生物的生物氧化根據氧化還原反應中電子受體的不同可分為發酵和呼吸兩種類型。呼吸又可分為有氧呼吸和無氧呼吸。發酵：是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產物，同時釋放能量并產生各種不同代謝產物。在發酵條件下有機化合物只是部分

4、地被氧化，因此，只釋放出小部分的能量。 發酵糖酵解糖酵解：生物體內葡萄糖被降解成丙酮酸的過程。主要分為四種途徑：EMP途徑、HMP途徑、ED途徑、磷酸解酮酶途徑。 EMP途徑（Embden-Meyerhof-Parnas pathway）是以一分子葡萄糖為底物，約經過10步反應而產生2分子丙酮酸和2分子ATP的過程。在其總反應中，可概括成兩個階段（耗能和產能）、三種產物（2NADH+H+、丙酮酸和ATP）和10個反應步驟。 EMP途徑活化移位 氧化磷酸化己糖異構酶果糖二磷酸醛縮酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶磷酸甘油酸激酶甘油酸變位酶烯醇酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶葡萄糖激活的方式葡萄糖6-磷酸果糖6-磷

5、酸葡萄糖ATPADPEE1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥基丙酮1,3-二磷酸甘油酸ATPADPEEENADNADHPiE丙酮酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸烯醇式丙酮酸ATPADPEEH2OEEATPADPEMP途徑HM途徑：單磷酸已糖途徑這是一條葡萄糖不經EMP途徑和TCA循環而得到徹底氧化，并能產生大量NADH+H+形式的還原力和多種重要中間代謝物的代謝途徑。中間產物包括：5-磷酸核糖用于核酸及輔酶的合成；4-磷酸赤蘚糖用于芳香族AA（苯丙AA、色AA等）的合成。6-磷酸-葡萄糖5-磷酸-木酮糖5-磷酸-核糖5-磷酸-木酮糖6-磷酸-景天庚酮糖6-磷酸-果糖6-磷酸-葡萄糖3-磷酸-

6、甘油醛4-磷酸-赤蘚糖6-磷酸-果糖3-磷酸-甘油醛oOHOHCH2OHOHHOoOHCH2OPOHHOCOOH C=O H-C-OHH-C-OHD CH2OP CH2OHoOHOHCH2OPOHHOATPADPNAD(P)+NADH+H+NAD(P)+NADH+H+葡萄糖6-磷酸-葡糖酸6-磷酸-葡萄糖5-磷酸-核酮糖 C=O H-C-OHH-C-OHH-C-OP HCH2OH H-C-OHH- C=OH-C-OHH-C-OHCH2OP5-磷酸-核酮糖 C=OHO-C-HH-C-OHH-C-OP HCH2OH5-磷酸-木酮糖5-磷酸-核糖HM途 徑ED途徑：ED途徑：2-酮-3脫氧-6-磷酸

7、葡萄糖酸裂解途徑ED途徑是少數缺乏完整EMP途徑的微生物所具有的一種替代途徑，在其他生物中還沒有發現。其特點是葡萄糖只經4步反應即可快速獲得由EMP途徑須經10步才能獲得的丙酮酸。一分子葡萄糖經ED途徑最后生成2分子丙酮酸、1分子ATP，1分子NADPH、1分子NADH。只有少數細菌利用此途徑，且產能較少，效率低。 ATP ADP NADP+ NADPH2葡萄糖 6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡萄酸 激酶 （與EMP途徑連接） 氧化酶 (與HM途徑連接) EMP途徑 3-磷酸-甘油醛 脫水酶 2-酮-3-脫氧-6-磷酸-葡萄糖酸 丙酮酸 醛縮酶 有氧時與TCA環連接 無氧時進行細菌發酵 ED途徑

8、磷酸解酮酶途徑存在于某些細菌如明串珠菌屬和乳桿菌屬中的一些細菌在進行異型乳酸發酵過程中分解已糖和戊糖的途徑。進行磷酸酮解途徑的微生物缺少醛縮酶，所以它不能夠將磷酸己糖裂解為2個三碳糖。磷酸解酮酶途徑有兩種： 磷酸戊糖解酮酶途徑（PK）途徑 磷酸己糖解酮酶途徑（HK）途徑沒有EMP、HMP和ED途徑的細菌通過PK、HK途徑分解葡萄糖。 葡萄糖 6-P-葡萄糖6-P-葡萄糖酸 5 -P-核酮糖 5 -P-木酮糖3 -P-甘油醛 丙酮酸乙酰磷酸乙酰CoA 乙醛ATPADPNAD+NADH+H+CO2乳酸乙醇異構化作用NAD+NADH+H+磷酸戊糖解酮酶CoAPi2ADP+Pi2ATP-2H-2H-2

9、HNAD+NADH+H+磷酸戊糖解酮酶途徑磷酸己糖解酮酶途徑 2葡萄糖 2葡萄糖-6-磷酸6-磷酸果糖 6-磷酸-果糖4-磷酸-赤蘚糖 乙酰磷酸2木酮糖-5-磷酸2甘油醛 -3-磷酸 2乙酰磷酸2乳酸2乙酸乙酸磷酸己糖解酮酶磷酸戊糖解酮酶逆HMP途徑同EMP乙酸激酶發酵類型在上述途徑中均有還原型氫供體NADH+H+和NADPH+H+產生，但產生的量并不多，如不及時使它們氧化再生，糖的分解產能將會中斷，這樣微生物就以葡萄糖分解過程中形成的各種中間產物為氫（電子）受體來接受NADH+H+和NADPH+H+的氫（電子），于是產生了各種各樣的發酵產物。根據發酵產物的種類有乙醇發酵、乳酸發酵、丙酸發酵、

10、丁酸發酵、混合酸發酵、丁二醇發酵及乙酸發酵等。酵母型酒精發酵同型乳酸發酵丙酸發酵混合酸發酵2,3丁二醇發酵丁酸發酵丙酮酸的發酵產物 C6H12O62CH3COCOOH 2CH3CHO 2CH3CH2OH（乙醇）NADNADH2-2CO2EMP2ATP乙醇脫氫酶酵母菌的乙醇發酵：該乙醇發酵過程只在pH3.54.5以及厭氧的條件下發生。當發酵液處在堿性條件下，酵母的乙醇發酵會改為甘油發酵。原因：該條件下產生的乙醛不能作為正常受氫體，結果2分子乙醛間發生歧化反應，生成1分子乙醇和1分子乙酸；2葡萄糖 2甘油+乙醇+乙酸+2CO2酵母菌的甘油發酵：細菌的乙醇發酵葡萄糖2-酮-3-脫氧-6-磷酸-葡萄糖

11、酸3-磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸乙醇 乙醛2乙醇2CO22H2H+ATP2ATP菌種：運動發酵單胞菌等途徑：ED細菌的乙醇發酵同型乙醇發酵：產物中僅有乙醇一種有機物分子的酒精發酵異型乙醇發酵：除主產物乙醇外，還存在有其它有機物分子的發酵乳酸發酵乳酸細菌能利用葡萄糖及其他相應的可發酵的糖產生乳酸，稱為乳酸發酵。由于菌種不同，代謝途徑不同，生成的產物有所不同，將乳酸發酵又分為同型乳酸發酵、異型乳酸發酵和雙歧桿菌發酵。同型乳酸發酵：（經EMP途徑）異型乳酸發酵：（經HM途徑）雙歧桿菌發酵: （經HK途徑磷酸己糖解酮酶途徑） 葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2( 1,3-二-磷酸甘油酸） 2乳酸 2丙酮

12、酸同型乳酸發酵2NAD+ 2NADH4ATP4ADP2ATP 2ADPLactococcus lactis乳酸乳球菌 Lactobacillus plantarum胚芽乳桿菌、植物乳桿菌 異型乳酸發酵葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛乳酸乙酰磷酸NAD+ NADHNAD+ NADHATP ADP乙醇 乙醛 乙酰CoA2ADP 2ATP-2H-CO2同型乳酸發酵與異型乳酸發酵的比較類型途徑產物產能/葡萄糖菌種代表同型EMP2乳酸2ATPLactobacillus debruckii乳桿菌異型HMP(WD)1乳酸1乙醇1CO21ATPLeuconostoc mesen

13、teroides腸膜明串珠菌 異型HMP(WD)1乳酸1乙酸1CO22ATPLactobacillus brevis短乳桿菌混合酸發酵概念：埃希氏菌、沙門氏菌、志賀氏菌屬的一些菌通過EMP途徑將葡萄糖轉變成琥珀酸、乳酸、甲酸、乙醇、乙酸、H2和CO2等多種代謝產物，由于代謝產物中含有多種有機酸，故將其稱為混合酸發酵。發酵途徑： 葡萄糖琥泊酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸 乳酸 丙酮酸 乙醛 乙酰 CoA 甲酸 乙醇 乙酰磷酸 CO2 H2 乙酸丙酮酸甲酸裂解酶乳酸脫氫酶甲酸-氫裂解酶磷酸轉乙酰酶乙酸激酶PEP羧化酶乙醛脫氫酶+2HpH6.22,3-丁二醇發酵 葡萄糖 乳酸 丙酮酸乙醛 乙酰CoA

14、 甲酸乙醇 乙酰乳酸 二乙酰 堿性條件 3-羥基丁酮 2,3-丁二醇CO2 H2-乙酰乳酸合成酶-乙酰乳酸脫羧酶2,3-丁二醇脫氫酶概念：腸桿菌、沙雷氏菌、和歐文氏菌屬中的一些細菌具有-乙酰乳酸合成酶系而進行丁二醇發酵。發酵途徑：EMP鑒別腸道細菌的V.P.試驗 乙酰甲基甲醇試驗鑒別原理 縮合 脫羧2丙酮酸 乙酰乳酸 乙酰甲基甲醇 堿性條件 2,3-丁二醇 二乙酰 （與培養基中精氨酸的胍基結合）紅色化合物-CO2鑒別腸道細菌的產酸產氣和甲基紅（M.R）試驗產酸產氣試驗： Escherichia（大腸桿菌屬）與Shigella（志賀氏菌屬）在利用葡萄糖進行發酵時，前者具有甲酸氫解酶，可在產酸的同

15、時產氣，后者則因無此酶，不具有產氣的能力。甲基紅試驗：大腸桿菌與產氣氣桿菌在利用葡萄糖進行發酵時，前者可產生大量的混合酸，后者則產生大量的中性化合物丁二醇，因此在發酵液中加入甲基紅試劑時，前者呈紅色，后者呈黃色。大腸桿菌：產酸較多，使pH4.5產氣桿菌： pH4.5吲哚試驗有些細菌含有色氨酸酶，能分解蛋白胨中的色氨酸生成吲哚(靛基質)。吲哚本身沒有顏色，不能直接看見，但當加入對二甲基氨基苯甲醛試劑時，該試劑與吲哚作用，形成紅色的玫瑰吲哚。 IMViC試驗：= 吲哚（I）、甲基紅（M）、V.P.試驗（Vi）檸檬酸鹽利用（C）共四項試驗。用以將大腸桿菌與其形狀十分相近的腸桿菌屬的細菌鑒別開來。吲哚

16、試驗甲基紅試驗V.P.試驗檸檬酸鹽利用大腸桿菌+-產氣桿菌-+呼吸作用 生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化反應，最終生成HO2、CO2或其他產物，并且釋放出能量的總過程。有氧呼吸無氧呼吸以氧分子作為最終電子受體的呼吸稱為有氧呼吸。有氧呼吸C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O除糖酵解過程外，還包括三羧循還和電子傳遞鏈兩部分反應發酵面食的制作即利用了微生物的有氧呼吸三羧酸循環丙酮酸乙酰CoA草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸琥珀酰CoA異檸檬酸NAD(P)H+H+CO21GTPFADH2NADH+H+加入2CNADH+H+CO2NADH+H+定義：在有氧條件下，酵解

17、產物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O,并以ATP形式貯備大量能量的代謝系統電子傳遞鏈： 由煙酰胺脫氫酶類，黃素蛋白類，鐵硫蛋白，輔酶Q和細胞色素等五大載體組成。電子傳遞鏈FADH2FADNADHNAD1ATP1ATP1ATP復合物復合物 復合物 復合物 NADH經電子傳遞鏈產生3個ATP，FADH2產生2個ATP電子傳遞鏈無氧呼吸 是指在厭氧條件下，厭氧或兼性厭氧微生物以外源無機氧化物（硝酸根、亞硝酸根、硫酸根、二氧化碳和三價鐵離子等）或有機氧化物（延胡索酸，但罕見）作為末端氫受體時發生的一類產能效率低的特殊呼吸。 無氧呼吸的類型根據呼吸鏈末端的最終氫受體的不同，可把無氧呼吸分成多種類型。硝酸

18、鹽呼吸：碳酸鹽呼吸延胡索酸呼吸 硝酸鹽呼吸也稱反硝化作用，是指硝酸根被某些微生物還原成亞硝酸根，再逐步還原成為NO、N2O和N2的過程。硝酸鹽呼吸（反硝化作用）N2ON2亞硝酸還原細菌2HNO32HNO22NOHN2ON22NH2OH2NH3基質-H2 基質輔酶輔酶-H2脫氫酶NO2-NO3-硝酸鹽還原細菌一系列酶硫酸鹽呼吸（反硫化作用）有些硫酸鹽還原菌如脫硫弧菌，以有機物為氧化基質（H2或有機物，大部分不能利用G)使硫酸鹽還原成H2S。乳酸常被脫硫弧菌氧化成乙酸，并脫下8個H，使硫酸鹽還原為H2S。 SO428H 4H2OS2碳酸鹽呼吸（甲烷生成作用）甲烷細菌能在氫等物質的氧化過程中，把CO

19、2還原成甲烷，這就是碳酸鹽呼吸又稱甲烷生成作用。CO2+4H2CH4+2H2O+ATP二、自養微生物的生物氧化氨的氧化硫的氧化鐵的氧化氫的氧化氨的氧化NH3 NO2亞硝酸菌NO2 NO3硝 酸 菌NH3+1.5 O2 NO2 +H2O + H+ + 65.1 NO2-+0.5O2 NO3 + 18.1硫的氧化（硫細菌的能量代謝）H2S + 0.5 O2 S + H2O + 能量S+1.5 O2 + H2O SO4 +2H+ 能量鐵的氧化從亞鐵到高鐵狀態的鐵的氧化，如氧化亞鐵硫桿菌。氫的氧化（氫細菌的能量代謝）H2+0.5 O2 H2O + 能量用途：用于生產單細胞蛋白四、能量轉換 底物水平磷酸

20、化氧化磷酸化光合磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)物質在生物氧化過程中，常生成一些含有高能鍵的化合物而這些化合物可直接偶聯ATP或GTP的合成。這種產生ATP等高能分子的方式稱為底物水平磷酸化。底物水平磷酸化既存在于發酵過程中也存在于呼吸過程中。氧化磷酸化與質子梯度差光合磷酸化：環式光合磷酸光合細菌還原力來自硫化氫，方式可能是逆向電子傳遞，消耗光反應產生的ATP。 環式光合磷酸化特點有一個光反應系統，有光反應和暗反應不放氧光合磷酸化：非環式光合磷酸葉綠體基質光系統2光系統1電子載體類囊體內部光子光子NADPH光合磷酸化：非環式光合磷酸非環式光

21、合磷酸化還原力來自于水的光解非環式光合磷酸化特點電子傳遞屬非循環式的在有氧條件下進行兩個光反應系統產還原劑NADH2，產ATP和O2環式光合磷酸化與非環式光合磷酸化的比較第二節 耗能代謝細胞物質的合成其它耗能反應一、細胞物質的合成CO2的固定生物固氮糖類的合成氨基酸的合成肽聚糖的生物合成卡爾文循環可分為三個階段：羧化反應（CO2的固定）被固定的CO2的還原CO2受體的再生CO2的固定Calvin循環CO2的固定：還原性TCA循環途徑生物固氮（biological nitrogen fixation）固氮微生物根瘤菌和根瘤的形成固氮的生化機制好氧菌固氮酶避氧害機生物固氮（biological n

22、itrogen fixation）1 定義：N2 +6H 2NH3固氮生物 Mg2+ATP固氮微生物(nitrogen fixing organisms ,diazotrophs）自生固氮：能獨立進行固氮的微生物。共生固氮菌：與它種生物共生時才能固氮的微生物。聯合固氮菌：必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能固氮的微生物。從固氮生物在分類上高度分散來推斷，固氮作用應是原始生物的基本代謝之一固氮微生物自生固氮共生固氮菌自生固氮好氧自生固氮菌：固氮菌屬兼性厭氧自生固氮菌厭氧自生固氮菌：巴氏芽孢梭菌根瘤：豆科植物植物：地衣；滿江紅與魚腥藻根際、葉面、動物腸道等處的固氮微生物根瘤菌形態根瘤菌特點根

23、瘤的形成根瘤菌和根瘤的形成感染性專一性有效性植物色氨酸分泌微生物吲哚乙酸根瘤菌侵入根毛根瘤形成根瘤菌和根瘤地衣滿江紅魚腥藻固氮的生化機制生物固氮必要條件ATP的供應還原力及其傳遞載體固氮酶還原底物 N2鎂離子嚴格的厭氧微環境固二氮酶（dinitrogenase）（組份）固二氮酶還原酶（dinitrogenase reductase）（組份）固氮酶ATPADP+P電子來源丙 酮 酸(Fe4S4)2.2e- Fd.2e- Fd (Fe4S4)2 FeMoCo.2e- FeMoCo 2NH3N2固氮的生化途徑2NH3+H2+1824ADP+1824PiN2+8H+1824ATP氧障組份組份氨基酸的合

24、成 氨基化作用 轉氨基作用 前體轉化 指酮酸與氨反應形成相應的氨基酸。是微生物同化氨的主要途徑。 氨基化作用轉氨基作用是指在轉氨酶催化下，使一種氨基酸的氨基轉移給酮酸，形成新的氨基酸的過程。是氨基酸合成代謝和分解代謝中極為重要的反應。 前體轉化指20種氨基酸除了可以通過上述途徑合成氨基酸以外，還可以通過糖代謝的中間產物，如甘油醛-3-磷酸、草酰乙酸等，經一系列的生化反應而合成。 氨基酸的合成肽聚糖：絕大多數原核微生物細胞壁所含有的獨特成分；在細菌的生命活動中有重要功能，尤其是許多重要抗生素如青霉素、頭孢霉素、萬古霉素、環絲氨酸（惡唑霉素）和桿菌肽等呈現其選擇毒力（selective toxic

25、ity）的物質基礎。是在抗生素治療上有特別意義的物質。微生物結構大分子肽聚糖的合成肽聚糖的合成合成機制復雜，步驟多，且合成部位幾經轉移。合成過程中須要有能夠轉運與控制肽聚糖結構元件的載體（UDP和細菌萜醇）參與。肽聚糖的合成過程依發生部位分成三個階段：細胞質階段：合成派克（Park）核苷酸細胞膜階段：合成肽聚糖單體細胞膜外階段：交聯作用形成肽聚糖肽聚糖的合成第一階段：在細胞質中合成N-乙酰胞壁酸五肽（“Park”核苷酸）。 這一階段起始于N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖經一系列反應生成的；自N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸開始，以后的N-乙酰葡萄糖胺、 N-乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是與

26、糖載體UDP結合的；葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸ATPADPGlnGlu葡糖胺-6-磷酸 N-乙酰葡糖胺-6-磷酸乙酰CoA CoAN-乙酰胞壁酸-UDP磷酸烯醇式丙酮酸 PiNADPH NADPN-乙酰葡糖胺-1-磷酸 N-乙酰葡糖胺-UDPUTP PPi由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸“Park”核苷酸的合成第二階段：在細胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽與N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖單體雙糖肽亞單位。這一階段中有一種稱為細菌萜醇(bactoprenol,Bcp)脂質載體參與，這是一種由11個類異戊烯單位組成的C35 類異戊烯醇，它 通過兩個磷酸基與N-乙酰胞壁酸相連，載著在細胞質

27、中形成的胞壁酸到細胞膜上，在那里與N-乙酰葡萄糖胺結合，并在L-Lys上接上五肽(Gly)5 ,形成雙糖亞單位。這一階段的詳細步驟如圖所示。其中的反應與分別為萬古霉素和桿菌肽所阻斷。肽聚糖單體的合成G - M - P - P -類脂 M - P - P -類脂UDPUDP- G UDPUDP - M P -類脂Pi P - P -類脂桿菌肽（抑制焦磷酸酶的作用） 萬古霉素5 甘氨酰-tRNA 5 tRNA插入至膜外肽 聚糖合成處G - M - P - P -類脂肽聚糖單體的合成細菌萜醇細菌萜醇（bactoprenol）：又稱類脂載體；運載“Park”核苷酸進入細胞膜，連接N-乙酰葡糖胺和甘氨酸

28、五肽“橋”，最后將肽聚糖單體送入細胞膜外的細胞壁生長點處。結構式： CH3CH3 CH3CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2OH功能：除肽聚糖合成外還參與微生物多種細胞外多糖和脂多糖的生物合成，如：細菌的磷壁酸、脂多糖， 細菌和真菌的纖維素， 真菌的幾丁質和甘露聚糖等。第三階段：已合成的雙糖肽插在細胞膜外的細胞壁生長點中，并交聯形成肽聚糖。肽聚糖的生物合成 與某些抗生素的作用機制一些抗生素能抑制細菌細胞壁的合成，但是它們的作用位點和作用機制是不同的。-內酰胺類抗生素（青霉素、頭孢霉素）： 是D-丙氨酰-D-丙氨酸的結構類似物，兩者相互競爭轉肽酶的活性中心。當轉肽酶

29、與青霉素結合后，雙糖肽間的肽橋無法交聯，這樣的肽聚糖就缺乏應有的強度，結果形成細胞壁缺損的細胞，在不利的滲透壓環境中極易破裂而死亡。桿菌肽：能與十一異戊烯焦磷酸絡合，因此抑制焦磷酸酶的作用，這樣也就阻止了十一異戊烯磷酸糖基載體的再生，從而使細胞壁（肽聚糖）的合成受阻。肽聚糖的生物合成 與某些抗生素的作用機制其它耗能反應運動運輸發光原核微生物：以滑動的方式在固體表面運動（細菌）、以氣囊來調節其在水中的位置（水生細菌）、大多數可運動的原核生物是利用鞭毛運動的。真核微生物：大多數利用鞭毛或纖毛運動，其鞭毛和纖毛具有ATP酶，水解ATP產生自由能，成為運動所需的動力。 運動營養物質跨膜運輸有四種機制：

30、擴散、促進擴散、主動運輸和膜泡運輸。其中主動運輸和膜泡運輸需要消耗能量。 運輸發光包含著能量轉移，先形成一種分子的激活態，當這種激活態返回到基態時即發出光來。細菌發光涉及到兩種特殊成分：熒光色素酶和一種長鏈脂肪族醛。NADPH是主要的電子供體。發光細菌的電子流途徑：生物發光第四節微生物代謝的調節 微生物細胞代謝的調節主要是通過控制酶的作用來實現的，因為任何代謝途徑都是一系列酶促反應構成的。 微生物細胞的代謝調節主要有兩種類型 酶活性調節：調節的是已有酶分子的活性，是在酶化學水平上發生的。酶合成的調節：調節的是酶分子的合成量，這是在遺傳學水平上發生的。在細胞內這兩種方式協調進行。 一、酶活性調節 酶活性調節：是指一定數量的酶，通過其分子構象或分子結構的改變來調節其催化反應的速率。這種調節方式可以使微生物細胞對環境變化作出迅速反應。影響因