《微生物代谢的调节》PPT课件

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1、微生物代谢及代谢的调节二　主要内容1．微生物细胞内产生的代谢产物的种类和主要功能。2．微生物代谢调节的方式，以及在生产实践中如何人工控制微生物的代谢。3．发酵的概念和种类。三　重点和难点1．教学重点(1)微生物代谢的调节。(2)微生物代谢的人工控制。2．教学难点在生产实践中如何人工控制微生物的代谢活动。一、微生物的代谢微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。（一）微生物的酶生物体

2、内的化学反应几乎都要依靠酶的催化才能进行。酶是由生物细胞合成的，以蛋白质为主要成分的生物化学反应催化剂。从化学组成来看，可分为简单蛋白和结合蛋白两种酶。根据酶在细胞中的活动部位，也可将酶分为胞外酶和胞内酶两种。酶作为生化反应的催化剂和其他的催化剂一样，能显著改变反应的速度，但不能改变反应的平衡点。酶有以下几个特点：催化反应的效率高、具有高度的专一性、容易失活、活性受调节控制等。（二）微生物的能量代谢在生物体内，吸能反应所需要的能量是由放能反应来供给的，两者是偶联进行的。其中的能量载体主要是ATP。ATP在能量代谢

3、中的作用ATP主要用于供应合成细胞物质（包括贮藏物质）所需的能量。此外，细胞对营养物质的吸收，鞭毛菌的运动，发光细菌的发光等所消耗的能量也要由ATP供给。组成细胞的物质主要是蛋白质、核酸、类脂和多糖，合成这些物质都需要ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸（简称腺三磷）的缩写，ATP的生成和利用是微生物能量代谢的核心。在生物体内，ATP主要由ADP的磷酸化生成。生成ATP的过程需要供应能量，能量来自光能或化能。光合磷酸化作用和氧化磷酸化作用以光能生成ATP的过程称为光合磷酸化作用，这种转变需要光和色素作媒介。利用化合物

4、氧化过程中释放的能量进行磷酸化生成ATP的过程称为氧化磷酸化作用，它为一切生物所共有，微生物的氧化作用可根据最终电子受体的性质不同而分为：有氧呼吸作用、无氧呼吸作用和发酵作用。有氧呼吸作用：以氧分子作为电子（或氢）受体的生物氧化过程。无氧呼吸作用：以无机氧化物（个别为有机氧化物）作为呼吸链末端氢和电子受体的生物氧化过程。发酵作用：在厌氧条件下，以有机物为基质并以其中间降解产物为氢和电子受体的氧化过程。（三）微生物的物质代谢1．微生物的分解代谢：微生物在生命活动中，能将复杂的大分子物质分解为小分子的可溶性物质，并有

5、能量转变过程，这种物质转变称为分解代谢。大多数微生物都能分解糖和蛋白质，少数微生物能分解脂类。2．微生物的合成代谢微生物的细胞物质主要是由蛋白质、核酸、碳水化合物和类脂等组成。合成这些大分子有机化合物需要大量能量和原料。能量来自营养物质的分解，至于原料，可以是微生物从外界吸收的小分子化合物，但更多的是从营养物质分解中获得。微生物种类很多，合成途径也比较复杂和多种多样。下一页糖的分解糖类是异养微生物的主要碳素来源和能量来源，包括各种多糖、双糖和单糖。多糖必须在细胞外由相应的胞外酶水解，才能被吸收利用；双糖和单糖被微

6、生物吸收后，立即进入分解途径，被降解成简单的含碳化合物，同时释放能量，供应细胞合成所需的碳源和能源。蛋白质及氨基酸的分解细菌分解蛋白质的酶有两类，一类为蛋白酶，另一类为肽酶，前者为胞外酶，能将蛋白质分解为多肽和二肽。肽类可进入微生物细胞中，肽酶为胞内酶，将进入细胞内的肽水解为游离的氨基酸，供菌体利用。微生物对氨基酸的分解方式很多，主要为脱氨作用和脱羧作用。不同细菌水解不同氨基酸除生成氨基酸外，还有其他物质产生。如大肠杆菌、枯草杆菌水解含硫氨基酸有H2S产生；大肠杆菌、变形杆菌水解色氨酸，可形成吲哚。有些细菌则不能

7、，因此这些特性可用于细菌的鉴定。脂肪的分解脂肪是脂肪酸和甘油的结合物。某些微生物能产生脂肪酶，将脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸可被微生物摄入细胞内，进行代谢。分解代谢产物和相关的生化反应1、单糖发酵试验2、甲基红试验（M）3、VP试验（V）4、枸橼酸盐利用试验（C）5、吲哚试验（I）6、硫化氢试验返回IMViC试验初级代谢与次级代谢（Primaryandsecondarymetabolism)初级代谢：普遍存在于一切生物中，是与生物生存有关的、涉及到产能和耗能的代谢类型；次级代谢：某些生物为避免在初级代谢

8、过程中某些中间产物积累所造成不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。次级代谢产物热原质毒素与侵袭性酶细菌素色素抗生素维生素热原质能引起机体发热的物质。分为内源性热原质（机体自身产生）和外源性热原质（内毒素、外毒素、G-的外膜成分等）。在250℃下作用30min或180℃下作用4hr，或强酸强碱强氧化剂30min才能破坏热原质或使其致热效应消失。注射液、生物制品、抗生素以