微生物的代谢1可用.pptx

微生物的代谢微生物的代谢微生物的代谢 特点：特点：异常旺盛异常旺盛 原因：原因：表面积与体积比大，可迅速与表面积与体积比大，可迅速与 外界环境进行物质交换；外界环境进行物质交换；对物质的转化利用快对物质的转化利用快微生物细胞内所发生的全部化学反应微生物细胞内所发生的全部化学反应 一、微生物的代谢产物初级代谢产物1.定义：微生物通过代谢活动所产生的、自定义：微生物通过代谢活动所产生的、自定义：微生物通过代谢活动所产生的、自定义：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。身生长和繁殖所必需的物质。身生长和繁殖所必需的物质。身生长和繁殖所必需的物质。2.举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。生素等。生素等。生素等。3.特征：特征：特征：特征：1.不同的微生物初级代谢产物种类基本相同；不同的微生物初级代谢产物种类基本相同；2.初级代谢产物合成过程是连续不断的。初级代谢产物合成过程是连续不断的。一、微生物的代谢产物次级代谢产物1.定义：微生物生长到一定阶段才产生的定义：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。所必需的物质。2.举例：抗生物、毒素、激素、色素等。举例：抗生物、毒素、激素、色素等。3.特征：特征：1.不同的微生物次级代谢产物不同；不同的微生物次级代谢产物不同；2.抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物。机化合物。产物产物种类种类 初级代谢初级代谢 产物产物 次级代谢次级代谢 产物产物 产生产生时期时期 作用作用 种的种的特异性特异性 分布分布 实例实例 相同相同不不同同点点生长全过程生长全过程生长一定阶段生长一定阶段以后以后生长繁殖必需生长繁殖必需对自身无明显作用对自身无明显作用无无有有细胞内细胞内细胞内或外细胞内或外氨基酸、多糖氨基酸、多糖 抗生素、毒素抗生素、毒素在微生物细胞的调节下，有步骤产生在微生物细胞的调节下，有步骤产生二、微生物代谢的调节1.酶合成的调节微生物细胞内酶的种类：微生物细胞内酶的种类：组成酶组成酶：微生物细胞内一直存在的酶。：微生物细胞内一直存在的酶。合成条件：只受细胞内的基因控制，与合成条件：只受细胞内的基因控制，与 环境中的营养物质无关环境中的营养物质无关诱导酶诱导酶：在环境中存在某种物质的情况下才能够：在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。合成的酶。合成条件：受细胞内基因的控制，并在环境合成条件：受细胞内基因的控制，并在环境中的诱导物的诱导下，才有可能合成。诱导酶的中的诱导物的诱导下，才有可能合成。诱导酶的合成同时取决于内部基因和外界环境。合成同时取决于内部基因和外界环境。2.酶活性的调节两种调节的对比酶合成的调节酶合成的调节酶合成的调节酶合成的调节酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节不不不不同同同同点点点点调节对象调节对象调节对象调节对象通过酶量的变化通过酶量的变化通过酶量的变化通过酶量的变化控制代谢速率控制代谢速率控制代谢速率控制代谢速率控制酶活性，不涉控制酶活性，不涉控制酶活性，不涉控制酶活性，不涉及酶量变化及酶量变化及酶量变化及酶量变化调节效果调节效果调节效果调节效果相对缓慢相对缓慢相对缓慢相对缓慢快速、精细快速、精细快速、精细快速、精细调节机制调节机制调节机制调节机制基因水平调节，基因水平调节，基因水平调节，基因水平调节，调节控制酶合成调节控制酶合成调节控制酶合成调节控制酶合成代谢调节，它调节代谢调节，它调节代谢调节，它调节代谢调节，它调节酶活性酶活性酶活性酶活性相同相同相同相同点点点点细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。确控制代谢的正常进行。确控制代谢的正常进行。确控制代谢的正常进行。三、微生物代谢的人工控制目的最大限度积累对人类有用的代谢产物最大限度积累对人类有用的代谢产物 措施改变微生物遗传特性改变微生物遗传特性控制生产过程种各种条件控制生产过程种各种条件实例人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸；人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸；人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸黄色短杆菌的代谢过程甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸中间产物中间产物中间产物中间产物 天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶中间产物中间产物中间产物中间产物抑制抑制抑制抑制高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸中间产物中间产物中间产物中间产物 天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶中间产物中间产物中间产物中间产物甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸高丝氨酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶不能合成可以大可以大量积累量积累赖赖 氨氨 酸酸人工诱变的人工诱变的人工诱变的人工诱变的菌种不能产生菌种不能产生菌种不能产生菌种不能产生人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸 代谢特点代谢特点：苏氨酸、赖氨酸共同积累过量会抑制苏氨酸、赖氨酸共同积累过量会抑制天冬氨酸激酶的活性，而赖氨酸单独过量天冬氨酸激酶的活性，而赖氨酸单独过量不会出现抑制不会出现抑制 通过通过诱变育种诱变育种选育不能合成高丝氨酸选育不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种作为工业微生物，达到大量脱氢酶的菌种作为工业微生物，达到大量生产赖氨酸的目的生产赖氨酸的目的 人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸 特点特点：谷氨酸积累过量会抑制谷氨酸脱氢酶活性谷氨酸积累过量会抑制谷氨酸脱氢酶活性 如何使细胞内的谷氨酸不会抑制谷氨酸如何使细胞内的谷氨酸不会抑制谷氨酸脱氢酶恬性？脱氢酶恬性？细胞内谷氨酸浓度下降细胞内谷氨酸浓度下降 如何使细胞内谷氨酸浓度下降？如何使细胞内谷氨酸浓度下降？将细胞内谷氨酸透出细胞将细胞内谷氨酸透出细胞 如何使谷氨酸通过细胞膜由细胞内到达如何使谷氨酸通过细胞膜由细胞内到达细胞外？细胞外？改变细胞膜透性改变细胞膜透性 发酵：发酵：通过微生物的培养，大量生产各种通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的代谢产物的过程过程。固体发酵固体发酵液体发酵液体发酵抗生素发酵抗生素发酵维生素发酵维生素发酵氨基酸发酵氨基酸发酵厌氧发酵厌氧发酵需氧发酵需氧发酵培养基培养基产物产物氧氧练习练习1.与酶合成的调节相比，酶活性的调节与酶合成的调节相比，酶活性的调节方式是（方式是（）A.精细、快速的精细、快速的 B.精细、缓慢的精细、缓慢的C.准确、快速的准确、快速的 D.准确、缓慢的准确、缓慢的A2.关于组成酶的叙述正确的是关于组成酶的叙述正确的是（）A.即可以是胞内酶，也可以是胞外酶。即可以是胞内酶，也可以是胞外酶。B.受基因和营养物质的控制。受基因和营养物质的控制。C.是微生物细胞内一直存在的酶。是微生物细胞内一直存在的酶。D.组成酶通过调节活性来调节微生物的组成酶通过调节活性来调节微生物的 代谢代谢C3.微生物代谢的人工控制是指（微生物代谢的人工控制是指（）A.改变微生物的遗传特性。改变微生物的遗传特性。B.控制发酵时的温度、氧。控制发酵时的温度、氧。C.控制发酵过程中的控制发酵过程中的pH。D.包括包括A、B、C三项。三项。D4.根据培养基的物理状态，发酵可分根据培养基的物理状态，发酵可分为（为（）A.固体发酵、需氧发酵固体发酵、需氧发酵B.液体发酵、固体发酵液体发酵、固体发酵C.需氧发酵、厌氧发酵需氧发酵、厌氧发酵D.抗生素发酵、维生素发酵抗生素发酵、维生素发酵B5.利用黄色短杆菌生产赖氨酸时，必须利用黄色短杆菌生产赖氨酸时，必须抑制哪种氨基酸的合成（抑制哪种氨基酸的合成（）A.甲硫氨酸甲硫氨酸 B.苏氨酸苏氨酸C.赖氨酸赖氨酸 D.谷氨酸谷氨酸B