微生物的代谢产物什么是初级代谢产物.pptVIP

第五章 第二节 * *微生物的代谢与其他生物相比,有什么不同？为什么？ 微生物的代谢异常旺盛微生物的表面积与体积的比，约为同等重量成年人的三十万倍。 在适宜的条件下 大肠杆菌每小时分解的糖是自身重量的两千倍 乳酸菌每小时产生的乳酸能达到自身重量的成千上万倍 微生物——化工厂 利：生产效率高，生产周期短 弊：有害微生物已给人类带来损失和灾害 （一）微生物的代谢产物 什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？ 初级代谢产物是指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。 次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。 如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等 如抗生素、毒素、激素、色素等。 相同点 举例 分布 是否有种的特异性 产生阶段 生长繁殖是否必需 不同点 次级代谢产物 初级代谢产物 内容 是 否 一直产生 生长到一定 阶段产生 细胞内 是 否 细胞内或外 氨基酸、核苷酸 多糖、维生素等 抗生素、毒素 色素、激素等 均在微生物细胞的调节下，有步骤地产生 初级代谢产物与次级代谢产物比较表 （二）微生物代谢的调节 实例１：在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖。 分解葡萄糖的酶是大肠杆菌细胞内一直存在的酶——组成酶 思考：这样有什么意义？ 分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的酶——诱导酶 抑制 葡萄糖 中间产物 α-酮戊二酸 谷氨酸 实例2：　谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 分析： １、两实例的共同点是： ２、由两实例区别得出： 微生物代谢调控主要是过酶的调节来实现的 实例１，通过调节酶的合成，控制代谢过程 实例２，通过调节酶的活性，控制代谢过程 酶合成调节的意义 酶合成调节的机制（本质）——生物基因表达的调控既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量的浪费，增强微生物对环境的适应能力。 酶合成调节的结果 细胞内酶的种类增加 酶活性调节的机制通过酶与代谢过程产生物质的可逆性结合进行调节。微生物能通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率。 酶活性调节的特点 酶活性调节的意义 避免代谢产物积累过多 快速、精确 两者的区别： a.从调节对象看： b.从调节效果看： c.从调节机制看： 酶合成的调节是通过酶量的变化控制代谢速率，而酶活性的调节是对已存在的酶活性进行控制，它不涉及酶量变化； 酶活性调节直接而迅速，酶合成调节间接而缓慢； 酶合成调节是基因水平调节，它调节控制酶合成；酶活性调节是代谢水平调节，它调节酶活性。 联系 调节意义 调节特点 调节结果 调节机制 类型 酶活性的调节 酶合成的调节 酶合成调节和酶活性调节的比较 酶合成的诱导 酶合成的阻遏 酶活性的激活 酶活性的抑制 调节基因的表达 通过代谢产物与酶的 可逆性结合来调节 酶种类改变增加或减少 酶活性发生变化 间接、较慢 快速、精细 既保证代谢需要,又避 免物质和能量的浪费, 增强适应性 避免代谢产物积累过多 同时存在,密切配合,协调起作用. 抑制 葡萄糖 中间产物 α-酮戊二酸 谷氨酸 谷氨酸棒状杆菌 合成谷氨酸的途径 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 思考： 要想提高谷氨酸的产量，可以采取什么措施? （三）微生物代谢的人工控制 控制生产过程中的条件 改变微生物的遗传特性 改变细胞膜的透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外面，解除谷氨酸的抑制作用。 抑制 天冬氨酸 中间产物Ⅰ 黄色短杆菌合成赖氨酸的途径 中间产物Ⅱ 高丝氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 赖氨酸 天冬氨酸激酶 高丝氨酸 脱氢酶 +思考 要想提高赖氨酸的产量,可以采取什么措施？ 诱变育种. 选育不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种用于生产. 概念 一切利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。 分类 根据培养基的物理状态分 固体发酵和液体发酵 根据生成的产物分 抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等 根据发酵过程对氧的需求分 厌氧发酵如酒精发酵、乳酸发酵和需氧发酵如抗生素发酵、氨基酸发酵 （四）发酵 小结： 微生物的代谢 产物 调节 次级代谢产物 初级代谢产物 酶合成的调节 酶活性的调节 人工控制 改变微生物遗传特性 控制生产过程中的条件 * *