4、TCA循環(huán)（三羧酸循環(huán)）
真核在線粒體中，原核在細胞質(zhì)中。
TCA在代謝中占有重要樞紐地位
四種途徑產(chǎn)能比較：
二、遞氫和受氫
根據(jù)遞氫特別是最終氫受體不同劃分
1、發(fā)酵（分子內(nèi)呼吸）
無氧條件下，底物脫氫后產(chǎn)生的還原力不經(jīng)呼吸鏈而直接傳遞給某一中間代謝物的低效產(chǎn)能反應。
在此過程中，有機物是氧化基質(zhì)，又是最終氫受體，且是未徹底氧化產(chǎn)物，結(jié)果仍積累有機物，產(chǎn)能少。
在發(fā)酵過程中，借底物水平磷酸化合成ATP，是合成ATP唯一方式。
X?P + ADP ? ATP + X
高能化合物：1 ，3- 二磷酸甘油酸、乙酰磷酸、氨甲酰磷酸、PEP、 酰基輔酶A。
2、有氧呼吸（呼吸作用）
底物脫氫后，經(jīng)完整的呼吸鏈（電子傳遞鏈）遞氫，以分子氧作為最終氫受體，產(chǎn)生水和放出能量。
在電子傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應偶聯(lián)，產(chǎn)生ATP，稱氧化磷酸化。
1）呼吸鏈組成與順序：
2）真核與原核生物呼吸鏈比較：
位置、組成
3、無氧呼吸（厭氧呼吸）
以無機氧化物代替分子氧作為最終氫受體的生物氧化。
氧化磷酸化合成ATP，但有些能量轉(zhuǎn)移到最終受體，產(chǎn)能不多。
依據(jù)最終氫受體不同，分成多種類型。
1）硝酸鹽還原作用（反硝化作用）
由硝酸鹽逐步還原成分子氮的過程。使土壤N損失，肥力下降。屬異化性硝酸鹽還原。
2）硫酸鹽還原作用（異化性）
通常以乳酸為基質(zhì)，積累乙酸，以SO42-為最終氫受體。脫硫弧菌 Desulfovibrio sp.
3)甲烷發(fā)酵作用
產(chǎn)甲烷菌以二氧化碳為最終氫受體。如甲烷桿菌 Methanobacterium
四、不同呼吸類型微生物
與分子氧的不同關系
1、好氧微生物 aerobic
有氧條件下生長，進行有氧呼吸。
2、厭氧微生物 anaerobic
不需分子氧，進行無氧呼吸或發(fā)酵。
專性厭氧菌-只能在無氧條件下生長，分子氧對其有害。主要梭菌、產(chǎn)甲烷細菌、脫硫3、兼性厭氧微生物 facultative anaerobic
有氧與無氧條件下均能生長，但以不同氧化方式獲得能量。
如酵母菌、一些腸道菌、反硝化細菌。
酵母菌酒精發(fā)酵時通入氧氣，發(fā)酵減慢，停止產(chǎn)生乙醇，葡萄糖消耗速率下降，氧對發(fā)酵的這種抑制現(xiàn)象稱為巴斯德效應。
4、微好氧微生物 microaerophilic
在氧濃度較低條件下生長，進行有氧呼吸。
氧的危害
O2 + e → O2- 超氧化物自由基
有一些酶可解除危害。
五、不同發(fā)酵類型
對G發(fā)酵產(chǎn)物不同劃分，糖的無氧降解。
（一）乙醇發(fā)酵：
EMP 脫羧酶 脫氫酶
1.酵母無氧條件 ：G → 丙酮酸 → 乙醛 → 乙醇
此屬正常形式，稱Ⅰ型發(fā)酵，亦稱同型酒精發(fā)酵
2.若有亞硫酸酸氫鈉存在，與乙醛結(jié)合，而使磷酸二羥丙酮作為受氫體。
磷酸二羥丙酮 → α-磷酸甘油 → 甘油
此稱為Ⅱ型發(fā)酵，但仍有乙醇產(chǎn)生。
3．堿性條件下（PH7.6），乙醛分子間歧化反應
一分子乙醛 → 乙酸（氧化）
一分子乙醛 → 乙醇（還原）
還有磷酸二羥丙酮 → 甘油
4．細菌同型酒精發(fā)酵，ED途徑進行，產(chǎn)生2分子乙醇。
5．細菌異型酒精發(fā)酵，通過HMP途徑進行，產(chǎn)生1分子乙醇和1分子乳酸。
總反應式如下：
G+2ADP+2Pi → 2乙醇+2 CO2+2ATP
G+HSO3- → 甘油+乙醛oHSO3-+CO2
2G → 2甘油+乙酸+乙醇+CO2
G+ADP+Pi → 2乙醇+2 CO2+ATP
G+ADP+Pi → 乳酸+乙醇+CO2+ATP
（二）乳酸發(fā)酵
發(fā)酵產(chǎn)物中只有乳酸，經(jīng) EMP途徑，稱為同型乳酸發(fā)酵（德氏乳桿菌）。
發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外，還有其他，如乙醇、CO2等稱異型乳酸發(fā)酵。經(jīng)HMP 途徑。如腸膜狀明串珠菌Leuconostoc
mesenteroides
總反應式：
同型：G+2ADP+2Pi → 2乳酸+2ATP
異型：G+ADP+Pi → 1乳酸+乙醇+CO2+ATP
真菌：丙酮酸→ 2分子乙醇→琥珀酸→延胡索酸 →蘋果酸 → 乳酸
三）丁酸型發(fā)酵
Clostridium
所進行，特點是產(chǎn)物中都有丁酸。不同種類因酶系統(tǒng)不同，最終產(chǎn)物除丁酸外，還有其他產(chǎn)物。重要的有丁酸發(fā)酵、丙酮丁醇發(fā)酵、丁醇異丙醇發(fā)酵。
（四）丙酸發(fā)酵
由丙酸細菌Propionibacterium，與乳酸細菌相似，發(fā)酵產(chǎn)物有丙酸、乙酸、CO2。
丙酸 → 丙酸鈣（防腐劑）
（五）混合酸發(fā)酵
腸桿菌特征，產(chǎn)物有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等有機酸，還有CO2、H2、少量2，3-丁二醇、乙酰甲基甲醇、甘油等。其中兩個重要的鑒定反應：
1．V．P．實驗（Vagex-Proskauer）
產(chǎn)氣氣桿菌產(chǎn)2，3-丁二醇比較多，堿性條件下可氧化為二乙酰，再與肌酸或胍類衍生物縮合成紅色物質(zhì)，若加入α-萘酚、肌酸可促進反應，此稱VP反應。
大腸桿菌不產(chǎn)生或少產(chǎn)生2，3-丁二醇，VP反應陰性。
2．甲基紅（M.R）反應
大腸桿菌產(chǎn)酸多，使pH降至4.2,
甲基紅由黃變紅，反應陽性。產(chǎn)氣氣桿菌產(chǎn)2，3-丁二醇，產(chǎn)酸少（pH5.3），甲基紅反應陰性。
3．另外，甲酸只在堿性環(huán)境下積累（pH7.3）,而pH6.2以下，不產(chǎn)甲酸， HCOOH →
CO2+H2。甲酸脫氫酶與氫化酶聯(lián)合作用。
傷寒桿菌無甲酸脫氫酶，只產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。
2節(jié)：分解代謝
一、淀粉的分解
淀粉有兩類：一類是直鏈淀粉（α-1，4-糖苷鍵）；另一類是支鏈淀粉（支鏈α-1，4、分支點α-1，6-糖苷鍵）。
1、液化型淀粉酶（α-淀粉酶）：分子內(nèi)α-1，4-糖苷鍵，不作用α-1，6-糖苷鍵以及靠近α-1，6-糖苷鍵的α-1，4-糖苷鍵。作用的結(jié)果是產(chǎn)生麥芽糖，含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖，使黏度下降。枯草桿菌通常用作α-淀粉酶的生產(chǎn)菌。
2、糖化型淀粉酶：這是一類酶的總稱。共同特點是可以將淀粉水解成麥芽糖或葡萄糖，包括以下三種：
（1）淀粉-1，4-麥芽糖苷酶（β-淀粉酶）：從非還原性末端開始，按雙糖為單位，逐步作用于α-1，4生成麥芽糖。但不作用于α-1，6，遇到α-1，6時，作用停止。作用于淀粉后的產(chǎn)物是麥芽糖與極限糊精。
（2）淀粉-1，4-葡萄糖糖苷酶（糖化酶）：
從非還原性末端開始，依次以葡萄糖為單位逐步作用于α-1，4，生成葡萄糖，但能越過α-1，6。根霉與曲霉普遍都能合成與分泌此酶。
（3）淀粉-1，6-葡萄糖苷酶（異淀粉酶）：此酶專門作用α-1，6-糖苷鍵。
二、纖維素與半纖維素的分解
纖維素是葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵連接，分子量更大，不溶于水，不能直接被人和動物消化，但它可以被許多真菌包括木霉、青霉、根霉以及放線菌與細菌中的一些菌株分解與利用
纖維素酶復合物：纖維二糖酶（β-葡萄糖苷酶），C1酶， Cx酶。
天然纖維素 C1酶 水合非結(jié)晶纖維素 Cx酶 纖維二糖+葡萄糖
纖維二糖酶
葡萄糖
細菌的纖維素酶位于細胞膜上，真菌和放線菌的纖維素酶是胞外酶。
自然界中纖維素豐富，對纖維素的研究早就成為重要的課題了。
在植物細胞壁還有半纖維素，包括各種聚戊糖與聚已糖，最常見的半纖維素是木聚糖。半纖維素容易被微生物分解，但由于半纖維素的組成類型很多，因而分解它們的酶也各不同。生產(chǎn)半纖維素酶的微生物主要有曲霉、根霉、木霉等。
三、果膠質(zhì)的分解
果膠質(zhì)是構(gòu)成高等植物細胞間質(zhì)的主要物質(zhì)，主要由D-半乳糖醛酸通過α-1，4-糖苷鍵連接。
天然果膠質(zhì)（原果膠）原果膠酶 水溶性果膠 果膠甲酯水解酶 果膠酸 果膠酸酶 半乳糖醛酸。
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