微生物的基本代謝及產(chǎn)物-PPT幻燈片

微生物的基本代謝及產(chǎn)物1初級(jí)代謝及產(chǎn)物2次級(jí)代謝及產(chǎn)物4初級(jí)代謝與次級(jí)代謝的區(qū)別與關(guān)系3初級(jí)代謝與次級(jí)代謝產(chǎn)物的判斷與比較微生物基本代謝的含義

微生物代謝是微生物細(xì)胞與外界環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)交換的過程，它是細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的總合。由于代謝作用的正常進(jìn)行，保證了微生物的生長(zhǎng)于繁殖，代謝作用一旦停止，微生物的生命活動(dòng)也就停止，因此，代謝與微生物細(xì)胞生命的存在和發(fā)酵產(chǎn)物的形成密切相關(guān)。按照代謝活動(dòng)與生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系，人們習(xí)慣將微生物的代謝分為初級(jí)代謝和次級(jí)代謝。指微生物在一定的生長(zhǎng)時(shí)期，以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對(duì)于該微生物沒有明顯的生理功能且非其生長(zhǎng)和繁殖所必需的物質(zhì)的過程一般將微生物通過代謝活動(dòng)所產(chǎn)生的自身繁殖所必需的物質(zhì)和能量的過程初級(jí)代謝根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系分為兩類：微生物代謝次級(jí)代謝初級(jí)代謝產(chǎn)物，如氨基酸、核苷類，以及酶或輔酶。是機(jī)體生存必不可少的物質(zhì)。初級(jí)代謝產(chǎn)物的合成在不停地進(jìn)行著，任何一種產(chǎn)物的合成發(fā)生障礙都會(huì)影響微生物正常的生命活動(dòng)，甚至導(dǎo)致死亡。

次級(jí)代謝產(chǎn)物，如抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等。不是機(jī)體生存所必須的物質(zhì)。在次級(jí)代謝的某個(gè)環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙，不會(huì)導(dǎo)致機(jī)體生長(zhǎng)的停止或死亡，至多只是影響機(jī)體合成某種次級(jí)代謝產(chǎn)物的能力。

抗生素是生物在其生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的在低微濃度下能選擇性的抑制或影響其他種生物機(jī)能的化學(xué)物質(zhì)。由某些微生物合成或半合成的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物或衍生物，是能抑制其他微生物生長(zhǎng)或殺死它們的化合物。抗生素主要是通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成、破壞細(xì)胞質(zhì)膜、作用于呼吸鏈以干擾氧化磷酸化、抑制蛋白質(zhì)和核酸合成等方式來抑制微生物的生長(zhǎng)或殺死它們。因此，抗生素是臨床上廣泛使用的化學(xué)治療劑?？股乜股叵嚓P(guān)成分結(jié)構(gòu)圖生長(zhǎng)刺激素

生長(zhǎng)刺激素主要是由植物和某些細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物合成，并能刺激植物生長(zhǎng)的一類生理活性物質(zhì)。如細(xì)胞分裂素、赤霉素是農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種植物生長(zhǎng)刺激素。赤霉素是某些植物、真菌、細(xì)菌分泌的特殊物質(zhì)，可取代光照和溫度，打破植物的休眠，常被用于促進(jìn)植物迅速生長(zhǎng)、提早收獲期、增加產(chǎn)量。細(xì)胞分裂素對(duì)植物的影響色素

色素是微生物再代謝中合成的、積累在細(xì)胞內(nèi)或分泌與細(xì)胞外的各種呈色次級(jí)代謝產(chǎn)物。許多微生物在生長(zhǎng)過程中能合成不同顏色的色素。有的在細(xì)胞內(nèi)，有的分泌到細(xì)胞外。色素是微生物分類的一個(gè)依據(jù)。微生物所產(chǎn)生的色素，根據(jù)它們的性狀區(qū)分為水溶性和脂溶性色素。水溶性色素，如綠膿菌色素、藍(lán)乳菌色素、熒光菌的熒光色素等。脂溶性色素，如八疊球菌屬（Sarcina）的黃色素、靈桿菌（Bacteriumprodigiosum）的紅色素等。有的色素可用于食品，如紅曲霉屬（Monascus）的紅曲色素。天然胡蘿卜素胡蘿卜素的應(yīng)用三、初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物的比較

內(nèi)容初級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物不同點(diǎn)生長(zhǎng)繁殖是否必需

相同點(diǎn)

是否一直產(chǎn)生一定階段否是細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)、外氨基酸、核苷酸、多糖、維生素等抗生素、毒素、激素、色素均在微生物細(xì)胞的調(diào)節(jié)下，有步驟產(chǎn)生例

分布

種的特異性

產(chǎn)生階段四、初級(jí)代謝與次級(jí)代謝的區(qū)別與關(guān)系初級(jí)代謝和次級(jí)代謝是一個(gè)相對(duì)概念，兩者既有聯(lián)系又有區(qū)別。兩者之間的區(qū)別主要如下七種：1、次級(jí)代謝存在與一些特定生物中，而且不同生物的次級(jí)代謝途徑和產(chǎn)物不同。而不同生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物基本沒有差異或差異不大。2、次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)微生物本身來說不是其生存所必需的物質(zhì)，即使某些次級(jí)代謝途徑出現(xiàn)障礙也不給機(jī)體的生存和生長(zhǎng)帶來太大危害。而初級(jí)代謝產(chǎn)物是微生物機(jī)體生存必不可少的物質(zhì)，只要這些物質(zhì)的分解或合成過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都可能給生命活動(dòng)帶來缺陷，從而影響到微生物的生長(zhǎng)繁殖，甚至導(dǎo)致死亡。3、次級(jí)代謝在微生物生長(zhǎng)特定階段才出現(xiàn)，他和細(xì)胞生長(zhǎng)的過程往往不是同步的。而初級(jí)代謝存在于生命活動(dòng)的一切過程中，在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖時(shí)尤其旺盛，因而往往和細(xì)胞生長(zhǎng)同步。4、次級(jí)代謝產(chǎn)物種類繁多，往往含有不尋常的化學(xué)鍵。每種類型的次級(jí)代謝產(chǎn)物常是一群化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似而成分不同的混合物。而初級(jí)代謝產(chǎn)物的性質(zhì)和類型在不同生物中基本相同。5、機(jī)體內(nèi)兩種代謝類型在一穿上的穩(wěn)定性不同?？刂拼渭?jí)代謝產(chǎn)物合成的基因可能不正在染色體DNA上，而是存在于游離的環(huán)狀DNA分子（質(zhì)粒）中，這些質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移、整合、重組甚至消失?？刂瞥跫?jí)代謝產(chǎn)物合成的基因一般都存在于染色體DAN上，穩(wěn)定性要高得多。6、機(jī)體內(nèi)兩種代謝類型對(duì)環(huán)境的敏感性不同。次級(jí)代謝對(duì)環(huán)境條件的變化敏感，往往隨著環(huán)境的不同而產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。而初級(jí)代謝對(duì)環(huán)境變化的敏感性小得多，較穩(wěn)定。7、催化次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的酶專一性較差。往往結(jié)構(gòu)上類似的底物都能夠得同一種酶催化。而催化初級(jí)代謝產(chǎn)物合成的酶專一性總是很高。

雖然初級(jí)代謝和次級(jí)代謝有諸多不同，但它們之間也有著非常密切的聯(lián)系，它們之間的關(guān)系如下：初級(jí)代謝是次級(jí)代謝的基礎(chǔ)，初級(jí)代謝為次級(jí)代謝提供前體或起始物。如β-內(nèi)酰胺類抗生素的生物合成，青霉素生物合成的起始物是α-氨基乙二酸、L-半胱氨酸、L-纈氨酸。這三種氨基酸都是微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物，但是他們又被用來合成青霉素，頭孢菌素L等次級(jí)代謝產(chǎn)物.初級(jí)代謝的一些關(guān)鍵中間產(chǎn)物也是次級(jí)代謝合成中重要的中間體產(chǎn)物，如乙酰CoA、莽草酸和丙二酸等是許多次級(jí)代謝的中間體物質(zhì)。初級(jí)代謝的調(diào)控影響到次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成，初級(jí)代謝往往受到嚴(yán)格的代謝調(diào)控，當(dāng)一些初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝相關(guān)時(shí)，初級(jí)代謝途徑的調(diào)控必然影響到相關(guān)的次級(jí)代謝。如在青霉素發(fā)酵中，產(chǎn)黃青霉菌株包內(nèi)的α-氨基乙二酸濃度與青霉素的產(chǎn)另有著直接的關(guān)系，想生長(zhǎng)菌體或靜息細(xì)胞培養(yǎng)液中加入外源的α-氨基乙二酸，可有效提高青霉素的產(chǎn)量。初級(jí)代謝也是次級(jí)代謝的主要能量和還原力來源，如糖類、脂類、氨基酸的分解代謝產(chǎn)生的能量和還原力也可以用于次級(jí)代謝。Bye謝謝欣賞本章