第七章微生物代谢

第七章微生物的次级代谢及其调节授课内容：第一节次级代谢与次级代谢产物第二节次级代谢产物的生物合成第三节次级代谢的特点第四节次级代谢的生理功能第七章微生物的次级代谢第一节次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢的概念微生物在一定的生长时期（一般是稳定生长期），以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质过程。

是某些微生物为了避免在代谢过程中某种代谢产物的积累造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。

这一过程的产物称为次级代谢产物。

也有把初级代谢产物的非生理量的积累，看成是次级代谢产物，例如微生物发酵产生的维生素、柠檬酸、谷氨酸等。

二、次级代谢产物的类型（一）根据产物的作用分类根据次级代谢产物的作用可以分为抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等类型。

1、抗生素：这是微生物、植物和动物所产生的，具有在低浓度下有选择地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的功能的一类次级产物。

目前从自然界发现和分离的抗生素已有5000种；通过化学结构的改造，共制备了约3万余种半合成抗生素。

青霉素、链霉素、四环素类、红霉素、新生霉素、多粘霉素、利福平、放线菌素（更生霉素）、博莱霉素（争光霉素）等达数百种抗生素已进行工业生产。

以青霉素类、头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类及大环内酯类最常用。

2、激素：微生物产生的一些可以刺激动、植物生长或性器官发育的一类次级物质。

例如赤霉菌产生的赤霉素。

3、维生素：作为次生物质，是指在特定条件下，微生物产生的远远超过自身需要量的那些维生素，例如丙酸细菌产生维生素B；分枝杆菌产生吡哆素和烟酰胺；假单胞菌产生生物素；12以及霉菌产生的核黄素和β-胡萝卜素等。

4、生物碱：大部分生物碱是由植物产生的碱性含氮有机物。

麦角菌可以产生麦角菌生物碱。

5、色素：是一类本身具有颜色并能使其他物质着色的高分子有机物质。

不少微生物在代谢过程中产生各种有色的产物。

例如由黏质赛氏杆菌产生灵菌红素，在细胞内积累，使菌落呈红色。

微⽣物⽣理学复习⼤纲第三章微⽣物营养与物质运输1、微⽣物六⼤营养要素碳源、氮源、能源、⽔、⽣长因⼦、⽆机盐2、微⽣物五种营养物质的运输⽅式单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转移、膜泡运输3、五种营养物质的运输⽅式的异同单纯扩散：这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动⼒，即基于分⼦的热运动⽽进⾏的物质运输过程。

当外界的营养物质的浓度⾼于细胞内该物质的浓度时，通过扩散作⽤使物质进⼊细胞内促进扩散：是顺浓度梯度，将外界物质运⼊细胞内，不需要能量。

与被动运输不同的是，这种形式需要⼀种存在于膜上的载体蛋⽩参与运输。

主动运输：是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。

主动运输过程不仅像促进扩散⼀样需要载体蛋⽩，⽽且还需要能量。

基团转移：许多原核⽣物还可以通过基团转移来吸收营养物质。

在这⼀过程中营养物质在通过细胞膜的转移时发⽣化学变化。

这种运输⽅式也需要能量，类似主动运输。

膜泡运输：⼩分⼦物质的跨膜运输主要通过载体实现，⼤分⼦和颗粒物质的运输则主要通过膜泡运输。

第五章⾃养微⽣物的⽣物氧化1、光合磷酸化是指光能转变为化学能的过程。

2、环式光和磷酸化与⾮环式的异同：环式光合磷酸化：是存在于光合细菌中的⼀种原始产能机制，可在厌氧条件下进⾏，产物只有ATP，⽆NADP(H)，也不产⽣分⼦氧，是⾮放氧型光合作⽤。

环式光和磷酸化：⾼等植物和蓝细菌与其他光合细菌不同，它们可以裂解⽔，以提供细胞合成的还原能⼒。

它们含有光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ，这两个系统偶联，进⾏⾮环式光合磷酸化。

特点是不仅产⽣ATP，⽽且还产⽣NADP（H）和释放氧⽓，是放氧型光合作⽤第四章、异氧微⽣物的⽣物氧化（⼀）EMP 途径因葡萄糖是以1,6-⼆磷酸果糖(FDP)开始降解的，故⼜称双磷酸⼰糖途径（HDP ），这条途径包括⼗个独⽴⼜彼此连续的反应。

其总反应是：C6H12O6+2(ADP＋Pi+NAD+)→2CHCOCOOH+2(A TP+NADH+H+)葡萄糖经EMP途径⽣成两分⼦丙酮酸，同时产⽣两个A TP，整个反应受ADP、Pi和NAD ＋含量的控制。

第四章真核微生物1.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方法。

*答：细胞壁成分的异同细菌分为G+和G-，G+肽聚糖含量高，G-含量低；G+磷壁酸含量较高，而G-不含磷壁酸；G+类脂质一般无，而G-含量较高；G+不含蛋白质，G-含量较高。

放线菌为G-，其细胞壁具有G-所具有的特点。

酵母菌和霉菌为真菌，酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖；而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。

原生质体制备方法： G+菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；G-菌原生质体获得：EDTA鳌合剂处理，溶菌酶；放线菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；霉菌原生质体获得：纤维素酶。

2.试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。

*鞭毛(flagella)，长100-200 μm，以挥鞭方式推动细胞运动。

鞭毛由伸出细胞外的鞭杆、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这两者相连的过渡区共3部分组成。

鞭杆的横切面呈9+2型，即中心有一对中央微管，其外有9个微管二联体，整个鞭杆由细胞质膜包裹。

每条微管二联体由A，B两条中空的亚纤维组成，其中A亚纤维是一完全微管，而B亚纤维则有10个亚基围成，所缺3个亚基与A亚基纤维共用。

通过动力蛋白臂与相邻的微管二联体的作用，可使鞭毛作弯曲运动。

3.试简介真核细胞所特有的几种细胞器的结构及主要功能答：（线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔集体、液泡、内质网、微体、膜边体、氢化酶体、几丁质酶体。

）膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。

它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹的细胞器。

膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合，功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。

几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶，其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。

《食品微生物学》2022年思考题(讨论)1、微生物包括哪些类群？2、简述微生物的特点？3、试根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友？4、简述微生物发展史上每个时期的特点和代表人物？5、微生物分类依据有哪些？6、谁提出了微生物的命名方法？如何表示学名（书写规则）？7、名词解释：微生物、种、亚种8、试论述微生物与食品工业的关系答:(1)微生物与食品生产的关系①应用微生物菌体。

如食用菌、单细胞蛋白、某些微生态保健品等。

②应用微生物的代谢产物。

酸乳、酒精饮料等。

③应用微生物的酶。

如果胶酶用于果汁澄清、淀粉酶用于糖化等。

(2)微生物与食品腐败变质的关系①微生物在食品加工前后的消长变化引起食品的各种腐败变质。

②微生物可以病原菌或其有毒的代谢产物引起食物中毒。

(3)微生物与食品贮藏通过加热加工、低温保存、干燥、辐射灭菌、糖盐腌制、加入化学防腐剂等方法来抑制微生物的生长以便延长食品的保藏时间。

(4)微生物与食品检验检测微生物种类与数量的检测是食品质量与卫生检验检测的重点。

9、何谓菌种的俗名和学名？如何表示学名？第二章微生物学实验技术1、微生物研究存在什么问题？2、在微生物实验操作中为什么要时刻强调无菌概念？3、请简述微生物研究的5个基本技术。

1．名词解释：荚膜、鞭毛、芽孢、菌落、菌苔、畸形、衰颓形、古菌等名词。

2．细菌有哪几种基本形态？其大小及繁殖方式如何？3．试比较G和G细菌的细胞壁结构，简要说明其特点和化学组成的区别。

4．试述细菌细胞的一般结构、化学组成及其主要生理功能。

5．细菌细胞的特殊结构包括哪些部分？各有哪些生理功能？6．什么是菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。

7．试述放线菌的形态结构和细胞的结构。

8．试从细胞的形态结构分析细菌与放线菌的菌落特征+9.伯杰氏分类系统主要针对哪一类微生物？简述《系统手册》第2版的主要构成部分。

10.革兰氏染色法的机制并说明此法的重要性？11.染色法的主要步骤与操作要点？需注意什么问题12.食品领域中常见和常用的细菌是哪两种形态的菌？13.鞭毛的基本结构、化学组成、功能与特点？14.什么是S-型菌落、R-型菌落？荚膜的成分与功能？15.如何检查细菌的运动性在没有电子显微镜时,如何证实细菌具有鞭毛16.细菌芽胞有何特性,为何具有这些特性第四章真核微生物的形态与结构1、细菌、酵母菌、放线菌和霉菌四大类微生物的菌落有何不同？为什么？2、试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同。

微生物学重点与难点剖析第七章微生物的代谢微生物学重点与难点剖析第七章微生物的代谢第七章微生物的代谢重点与难点剖析代谢的概念1、代谢是细胞内发生的所有化学反应的总称，包括分解代谢和合成代谢，分解代谢产生能量，合成代谢消耗能量。

2.生物氧化：生物体内发生的所有氧化还原反应。

生物氧化过程中释放的能量可以被微生物直接利用，也可以通过能量转换储存在高能化合物（如ATP）中，以便逐步利用。

一些能量以热的形式释放到环境中。

生物氧化的功能是：生产能力（ATP）、还原力[H]和小分子中间代谢物。

3、异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物，通过生物氧化来进行产能代谢。

二、异养微生物产能代谢发酵生物氧化有氧呼吸无氧呼吸1、发酵：有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。

在发酵过程中，有机化合物只被部分氧化，所以只有一小部分能量被释放。

发酵过程中的氧化与有机物的还原相耦合。

还原的有机物来自初始发酵的分解代谢，也就是说，不需要外部电子受体。

发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。

生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解（glycolysis）。

糖酵解是发酵的基础，主要有四种途径：emp途径、hmp途径、ed途径、磷酸解酮酶途径。

主要发酵类型（1）酵母乙醇发酵有三种类型：I型发酵：glucosepyralcohol二型发酵：当环境中存在nahso4，与乙醛结合，而不能受氢，不能形成乙醇。

磷酸二羟丙酮a-磷酸甘油甘油三型发酵：在碱性条件下，乙醛发生歧化反应产物：乙醇、乙酸和甘油。

（2）乳酸发酵高乳酸发酵（EMP途径）：葡萄糖丙酮酸乳酸异型乳酸发酵（PK或HK途径，肠系膜明串珠菌）葡萄糖乳酸+乙酸或乙醇（hk途径）戊糖乳酸+乙酸（pk途径）双歧杆菌途径（PK+HK途径，双歧杆菌）葡萄糖乳酸+乙酸（hk和pk途径）（3）氨基酸发酵产能（stickland反应）在一些厌氧产孢梭菌中，如产孢梭菌，一些氨基酸可以同时作为碳源、氮源和能量。