微生物的基本代谢及产物-PPT幻灯片

微生物的基本代谢及产物1初级代谢及产物2次级代谢及产物4初级代谢与次级代谢的区别与关系3初级代谢与次级代谢产物的判断与比较微生物基本代谢的含义

微生物代谢是微生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程，它是细胞内各种化学反应的总合。由于代谢作用的正常进行，保证了微生物的生长于繁殖，代谢作用一旦停止，微生物的生命活动也就停止，因此，代谢与微生物细胞生命的存在和发酵产物的形成密切相关。按照代谢活动与生长繁殖的关系，人们习惯将微生物的代谢分为初级代谢和次级代谢。指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于该微生物没有明显的生理功能且非其生长和繁殖所必需的物质的过程一般将微生物通过代谢活动所产生的自身繁殖所必需的物质和能量的过程初级代谢根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系分为两类：微生物代谢次级代谢初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶。是机体生存必不可少的物质。初级代谢产物的合成在不停地进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。

次级代谢产物，如抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。不是机体生存所必须的物质。在次级代谢的某个环节上发生障碍，不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。

抗生素是生物在其生命活动过程中产生的在低微浓度下能选择性的抑制或影响其他种生物机能的化学物质。由某些微生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，是能抑制其他微生物生长或杀死它们的化合物。抗生素主要是通过抑制细菌细胞壁合成、破坏细胞质膜、作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化、抑制蛋白质和核酸合成等方式来抑制微生物的生长或杀死它们。因此，抗生素是临床上广泛使用的化学治疗剂。抗生素抗生素相关成分结构图生长刺激素

生长刺激素主要是由植物和某些细菌、放线菌、真菌等微生物合成，并能刺激植物生长的一类生理活性物质。如细胞分裂素、赤霉素是农业上广泛应用的一种植物生长刺激素。赤霉素是某些植物、真菌、细菌分泌的特殊物质，可取代光照和温度，打破植物的休眠，常被用于促进植物迅速生长、提早收获期、增加产量。细胞分裂素对植物的影响色素

色素是微生物再代谢中合成的、积累在细胞内或分泌与细胞外的各种呈色次级代谢产物。许多微生物在生长过程中能合成不同颜色的色素。有的在细胞内，有的分泌到细胞外。色素是微生物分类的一个依据。微生物所产生的色素，根据它们的性状区分为水溶性和脂溶性色素。水溶性色素，如绿脓菌色素、蓝乳菌色素、荧光菌的荧光色素等。脂溶性色素，如八叠球菌属（Sarcina）的黄色素、灵杆菌（Bacteriumprodigiosum）的红色素等。有的色素可用于食品，如红曲霉属（Monascus）的红曲色素。天然胡萝卜素胡萝卜素的应用三、初级代谢产物和次级代谢产物的比较

内容初级代谢产物次级代谢产物不同点生长繁殖是否必需

相同点

是否一直产生一定阶段否是细胞内细胞内、外氨基酸、核苷酸、多糖、维生素等抗生素、毒素、激素、色素均在微生物细胞的调节下，有步骤产生例

分布

种的特异性

产生阶段四、初级代谢与次级代谢的区别与关系初级代谢和次级代谢是一个相对概念，两者既有联系又有区别。两者之间的区别主要如下七种：1、次级代谢存在与一些特定生物中，而且不同生物的次级代谢途径和产物不同。而不同生物的初级代谢产物基本没有差异或差异不大。2、次级代谢产物对微生物本身来说不是其生存所必需的物质，即使某些次级代谢途径出现障碍也不给机体的生存和生长带来太大危害。而初级代谢产物是微生物机体生存必不可少的物质，只要这些物质的分解或合成过程中任何一个环节出问题，都可能给生命活动带来缺陷，从而影响到微生物的生长繁殖，甚至导致死亡。3、次级代谢在微生物生长特定阶段才出现，他和细胞生长的过程往往不是同步的。而初级代谢存在于生命活动的一切过程中，在细胞生长和繁殖时尤其旺盛，因而往往和细胞生长同步。4、次级代谢产物种类繁多，往往含有不寻常的化学键。每种类型的次级代谢产物常是一群化学结构非常相似而成分不同的混合物。而初级代谢产物的性质和类型在不同生物中基本相同。5、机体内两种代谢类型在一穿上的稳定性不同。控制次级代谢产物合成的基因可能不正在染色体DNA上，而是存在于游离的环状DNA分子（质粒）中，这些质粒可以转移、整合、重组甚至消失。控制初级代谢产物合成的基因一般都存在于染色体DAN上，稳定性要高得多。6、机体内两种代谢类型对环境的敏感性不同。次级代谢对环境条件的变化敏感，往往随着环境的不同而产生不同的产物。而初级代谢对环境变化的敏感性小得多，较稳定。7、催化次级代谢产物合成的酶专一性较差。往往结构上类似的底物都能够得同一种酶催化。而催化初级代谢产物合成的酶专一性总是很高。

虽然初级代谢和次级代谢有诸多不同，但它们之间也有着非常密切的联系，它们之间的关系如下：初级代谢是次级代谢的基础，初级代谢为次级代谢提供前体或起始物。如β-内酰胺类抗生素的生物合成，青霉素生物合成的起始物是α-氨基乙二酸、L-半胱氨酸、L-缬氨酸。这三种氨基酸都是微生物的初级代谢产物，但是他们又被用来合成青霉素，头孢菌素L等次级代谢产物.初级代谢的一些关键中间产物也是次级代谢合成中重要的中间体产物，如乙酰CoA、莽草酸和丙二酸等是许多次级代谢的中间体物质。初级代谢的调控影响到次级代谢产物的生物合成，初级代谢往往受到严格的代谢调控，当一些初级代谢产物和次级代谢相关时，初级代谢途径的调控必然影响到相关的次级代谢。如在青霉素发酵中，产黄青霉菌株包内的α-氨基乙二酸浓度与青霉素的产另有着直接的关系，想生长菌体或静息细胞培养液中加入外源的α-氨基乙二酸，可有效提高青霉素的产量。初级代谢也是次级代谢的主要能量和还原力来源，如糖类、脂类、氨基酸的分解代谢产生的能量和还原力也可以用于次级代谢。Bye谢谢欣赏本章