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初級代謝及產(chǎn)物2次級代謝及產(chǎn)物4初級代謝與次級代謝的區(qū)別與關系3初級代謝與次級代謝產(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胞與外界環(huán)境不斷進行物質(zhì)交換的過程，它是細胞內(nèi)各種化學反應的總合。由于代謝作用的正常進行，保證了微生物的生長于繁殖，代謝作用一旦停止，微生物的生命活動也就停止，因此，代謝與微生物細胞生命的存在和發(fā)酵產(chǎn)物的形成密切相關。按照代謝活動與生長繁殖的關系，人們習慣將微生物的代謝分為初級代謝和次級代謝。指微生物在一定的生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對于該微生物沒有明顯的生理功能且非其生長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所產(chǎn)生的自身繁殖所必需的物質(zhì)和能量的過程初級代謝根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長繁殖的關系分為兩類：微生物代謝次級代謝初級代謝產(chǎn)物，如氨基酸、核苷類，以及酶或輔酶。是機體生存必不可少的物質(zhì)。初級代謝產(chǎn)物的合成在不停地進行著，任何一種產(chǎn)物的合成發(fā)生障礙都會影響微生物正常的生命活動，甚至導致死亡。

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

抗生素是生物在其生命活動過程中產(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能的化學物質(zhì)。由某些微生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，是能抑制其他微生物生長或殺死它們的化合物?？股刂饕峭ㄟ^抑制細菌細胞壁合成、破壞細胞質(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或殺死它們。因此，抗生素是臨床上廣泛使用的化學治療劑?？股乜股叵嚓P成分結(jié)構圖生長刺激素

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

色素是微生物再代謝中合成的、積累在細胞內(nèi)或分泌與細胞外的各種呈色次級代謝產(chǎn)物。許多微生物在生長過程中能合成不同顏色的色素。有的在細胞內(nèi)，有的分泌到細胞外。色素是微生物分類的一個依據(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用三、初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物的比較

內(nèi)容初級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物不同點生長繁殖是否必需

相同點

是否一直產(chǎn)生一定階段否是細胞內(nèi)細胞內(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、初級代謝與次級代謝的區(qū)別與關系初級代謝和次級代謝是一個相對概念，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、次級代謝存在與一些特定生物中，而且不同生物的次級代謝途徑和產(chǎn)物不同。而不同生物的初級代謝產(chǎn)物基本沒有差異或差異不大。2、次級代謝產(chǎn)物對微生物本身來說不是其生存所必需的物質(zhì)，即使某些次級代謝途徑出現(xiàn)障礙也不給機體的生存和生長帶來太大危害。而初級代謝產(chǎn)物是微生物機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環(huán)節(jié)出問題，都可能給生命活動帶來缺陷，從而影響到微生物的生長繁殖，甚至導致死亡。3、次級代謝在微生物生長特定階段才出現(xiàn)，他和細胞生長的過程往往不是同步的。而初級代謝存在于生命活動的一切過程中，在細胞生長和繁殖時尤其旺盛，因而往往和細胞生長同步。4、次級代謝產(chǎn)物種類繁多，往往含有不尋常的化學鍵。每種類型的次級代謝產(chǎn)物常是一群化學結(jié)構非常相似而成分不同的混合物。而初級代謝產(chǎn)物的性質(zhì)和類型在不同生物中基本相同。5、機體內(nèi)兩種代謝類型在一穿上的穩(wěn)定性不同?？刂拼渭壌x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?？刂瞥跫壌x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、機體內(nèi)兩種代謝類型對環(huán)境的敏感性不同。次級代謝對環(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。而初級代謝對環(huán)境變化的敏感性小得多，較穩(wěn)定。7、催化次級代謝產(chǎn)物合成的酶專一性較差。往往結(jié)構上類似的底物都能夠得同一種酶催化。而催化初級代謝產(chǎn)物合成的酶專一性總是很高。

雖然初級代謝和次級代謝有諸多不同，但它們之間也有著非常密切的聯(lián)系，它們之間的關系如下：初級代謝是次級代謝的基礎，初級代謝為次級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等次級代謝產(chǎn)物.初級代謝的一些關鍵中間產(chǎn)物也是次級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代謝的中間體物質(zhì)。初級代謝的調(diào)控影響到次級代謝產(chǎn)物的生物合成，初級代謝往往受到嚴格的代謝調(diào)控，當一些初級代謝產(chǎn)物和次級代謝相關時，初級代謝途徑的調(diào)控必然影響到相關的次級代謝。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)另有著直接的關系，想生長菌體或靜息細胞培養(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。初級代謝也是次級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代謝。Bye謝謝欣賞本章