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細(xì)菌的能量代謝概述

2019-07-15 14:01 來(lái)源:
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細(xì)菌的能量代謝是主管藥師考試中??疾斓膬?nèi)容之一,為了幫助各位主管藥師考生更好地備考復(fù)習(xí),醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)小編專門搜集整理如下:

細(xì)菌代謝所需能量,絕大多數(shù)是通過(guò)生物氧化作用而獲得的。所謂生物氧化即在酶的作用下生物細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的系列氧化還原反應(yīng)。

致病菌獲得能量的基質(zhì)主要是糖類,通過(guò)糖的氧化或酵解釋放能量,并以高能磷酸鍵的形式(ADP、ATP)儲(chǔ)存能量。

細(xì)菌生物氧化的類型分為呼吸與發(fā)酵。在生物化過(guò)程中,細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物(如糖)經(jīng)脫氫酶作用所脫下的氫,需經(jīng)過(guò)一系列中間遞氫體(如輔酶I、輔酶II、黃素蛋白等)的傳遞轉(zhuǎn)運(yùn),最后將氫交給受氫體。以無(wú)機(jī)物為受氫體的生物氧化過(guò)程,稱為呼吸,其中以分子氧為受氫體的稱需氧呼吸;而以無(wú)機(jī)化合物(如硝酸鹽、硫酸鹽)為受氫體的稱厭氧呼吸。生物氧化中以各種有機(jī)物為受氫體的稱為發(fā)酵。大多數(shù)病原菌只進(jìn)行需氧呼吸或發(fā)酵。

1.需氧呼吸(Resperitory):細(xì)菌的呼吸鏈位于細(xì)胞膜上,需氧呼吸伴有氧化磷酸化作用,產(chǎn)生大量能量并以高能磷酸鍵形式貯存于ATP中。1分子葡萄糖經(jīng)三羧酸循環(huán)完全氧化后,可產(chǎn)生38個(gè)分子ATP以供細(xì)菌合成代謝和生長(zhǎng)繁殖之用。

2.發(fā)酵(Fermentation):酶系統(tǒng)不完善的細(xì)菌,生物氧化過(guò)程不徹底,所產(chǎn)生的能量很低。通過(guò)無(wú)氧發(fā)酵,1分子葡萄糖只能產(chǎn)生2分子ATP,僅為需氧呼吸所產(chǎn)生能量的1/19。專性厭氧菌和兼性厭氧菌都能通過(guò)發(fā)酵獲取能量。

3.細(xì)菌的呼吸類型:根據(jù)細(xì)菌對(duì)氧的需要不同,主要分為四類:(1)專性需氧菌(Obligateaerobe)如結(jié)核桿菌;(2)專性厭氧菌(Obligate anaerobe)如破傷風(fēng)桿菌;(3)兼性厭氧菌(Facultative anaerobe)在有氧或無(wú)氧或無(wú)氧環(huán)境中均能生長(zhǎng),但以有氧時(shí)生長(zhǎng)較好,大多數(shù)病原菌屬此類;(4)微需氧菌(Microaerophilic bacteria)如空腸彎曲菌,宜在低氧壓下生長(zhǎng),氧壓增高對(duì)其有抑制作用。一般細(xì)菌在代謝中需少量的CO2,以提供細(xì)菌合成核酸中的嘌呤、嘧啶等。

專性厭氧菌不能呼吸,只能發(fā)酵。其原因是:①厭氧菌缺乏細(xì)胞色素與細(xì)胞色素氧化酶,因此不能氧化那些氧化還原電勢(shì)較高的氧化型物質(zhì)。②厭氧菌缺乏過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase),不能清除有氧環(huán)境下所產(chǎn)生的超氧離子(O2-)和過(guò)氧化氫(H2O2),因而難以存活。③有氧條件下,細(xì)菌某些酶的-SH基被氧化為S-S基(如琥珀酸脫氫酶等),從而酶失去活性,使細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制??傊?,厭氧菌的厭氧原因可有多種因素與機(jī)理。

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