二、微生物的代谢

1、二、微生物的代谢二、微生物的代谢 特点：异常旺盛特点：异常旺盛 原因：表面积与体积比大，可迅速与原因：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（一）微生物的代谢产物 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 相同相同不同点不同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

2、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，有步骤产生图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉素最远的图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉素最远的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细菌个细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡最小、色发白，显然已经死亡 抗抗生生素素毒 素烟草野火病菌产生的野火毒素烟草野火病菌产生的野火毒素健粒健粒子实体子实体黄色有薄膜包被黄色有薄膜包被墨

3、绿色墨绿色橙黄色橙黄色淡黄色淡黄色中心：白色肉质块中心：白色肉质块色素稻绿核菌子实体的形态稻绿核菌子实体的形态酶合成的调节酶合成的调节 a.组成酶组成酶在细胞内一直存在，它的合成只受在细胞内一直存在，它的合成只受基因调控；基因调控；诱导酶诱导酶只有环境中存在诱导物只有环境中存在诱导物才能合成、存在，它的合成受基因与诱导才能合成、存在，它的合成受基因与诱导物共同控制；物共同控制； b.酶合成调节的对象是酶合成调节的对象是诱导酶诱导酶；调节的结；调节的结果是使细胞内酶的果是使细胞内酶的种类增多种类增多； （二）微生物代谢的调节（二）微生物代谢的调节 c.酶合成调节的意义：酶合成调节的意义： 既保证

4、代谢需要，又避免细胞内物质既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费，增强适应性。和能量浪费，增强适应性。 组成酶和诱导酶是两个组成酶和诱导酶是两个相对相对的概念，的概念，一种酶在某种微生物内可以是组成酶，一种酶在某种微生物内可以是组成酶，而在另一种微生物内可以是诱导酶。而在另一种微生物内可以是诱导酶。 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 NH4酶活性的调节酶活性的调节 a.酶活性调节的对象是酶（组成酶和诱导酶）酶活性调节的对象是酶（组成酶和诱导酶）的的催化能力催化能力，调节的结果是酶，调节的结果是酶活性活性发生变化；发生变化； b.酶活性调节的机制酶活性调节的机制通

5、过酶与代谢过程通过酶与代谢过程产生物质的可逆性结合进行调节；产生物质的可逆性结合进行调节； c.酶活性调节的特点：快速、精确；酶活性调节的特点：快速、精确； d.d.酶活性调节的意义：酶活性调节的意义： 避免代谢产物积累过多。避免代谢产物积累过多。 两种调节方式的区别与联系：两种调节方式的区别与联系： 区别：区别： a.a.从调节从调节对象对象看：看： 酶合成的调节是通过酶酶合成的调节是通过酶量量的变化控制的变化控制代谢速率，代谢速率， 酶活性的调节是对已存在的酶酶活性的调节是对已存在的酶活性活性进进行控制，它不涉及酶量变化；行控制，它不涉及酶量变化； b.b.从调节从调节效果效果看：看： 酶

6、活性调节直接而迅速，酶活性调节直接而迅速， 酶合成调节间接而缓慢；酶合成调节间接而缓慢； c.c.从调节从调节机制机制看：看： 酶合成调节是酶合成调节是基因基因水平调节，它调节水平调节，它调节控制酶合成；控制酶合成； 酶活性调节是代谢调节，它调节酶活性。酶活性调节是代谢调节，它调节酶活性。 联系：联系： 细胞内两种方式同时存在，密切配合，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。高效、准确控制代谢的正常进行。 （三）微生物代谢的人工控制：（三）微生物代谢的人工控制： 1 1、目的：、目的：2、措施：、措施：3、实例：、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

7、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

8、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 （三）微生物代谢的人工控制：（三）微生物代谢的人工控制： 1 1、目的：、目的：2、措施：、措施：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改变微生物的遗传特性，如：诱变处理改变微生物的遗传特性，如：诱变处理控制发酵条件，如：改变细胞膜的透性控制发酵条件，如：改变细胞膜的透性3、实例：、实例：利用黄色短杆菌合成赖氨酸的过程利用黄色短杆菌合成赖氨酸的