1.89，环境微生物学
Martin Polz 教授
第八讲
生物合成&能源
1． 能量：生物系统中产生所有的能量都是建立在氧化还原反应的基础上。
例如 2 212H O H+ →
电子给体 电子受体
2O 可以分解成两个半反应
2
2
2 2
2 2
1 22
H e H
O e O
− +
− −
+ → +
+ →
电子势 = 用于快速判定某个反应是否会生成能量。
根据每个电子的还原势 Eo`写出的半反应
AG=-n Eo`F = -n E F
法拉第常数
还原电势
全反应中传递的电子数
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（氧化的在左侧，还原的在右侧）
能量货币：ATP
在细胞膜和电子传递链之间
（需要氧化态） 需要还原态
电子载体：NADH（分解反应）& NADPH（生物合成反应）
• NAD+/NADH通常作为细胞内含碳底物氧化过程中的半反应
• NADP+/NADPH 生物合成过程中的还原剂
新陈代谢的一个
目的就是再生这
些物质
能量产生/利用 & 细胞内碳的流动
• 在细菌中，你要从概念上去区分能量流以及碳的流动
碳：
o 异养：利用有机碳合成生物质。
o 自养：利用CO2合成生物质
能量：
o 化能营养：通过氧化化学物质（有机的或者无机的）获取能量
o 光能营养：从太阳光中获取能量
A． 化能异氧生物
例外—发酵
能量货币—ATP
ATP 生成的两种机理
1．电子传递链磷酸化作用：跨膜电化学梯度通过 ATP 酶平衡 →合成 ATP（可逆的！）
2．细胞膜上的底物水平磷酸化，有 3 个磷酸化的中间体→可以转移 P 到 ADP。
B. 光合自养生物
• 光能用于驱动电子传递链，从而生成 NADPH
• NADH—存在于呼吸过程及发酵过程中
• NADPH—存在于生物合成反应中
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自养生物的代谢是从CO2开始的。首先自养生物固定CO2合成有机碳化合物（如葡萄糖），然
后这些化合物通过中心代谢途径转化成 12 种前体（或者在没有光的时候进行呼吸代谢）。自
养生物也像异养生物存在中心代谢。
中心代谢
4 套反应：糖酵解（EMP 途径）
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