微生物培养基及其制备(编辑修改稿)

微生物培养基及其制备(编辑修改稿)内容摘要：

酸发酵； 难点： 糖酵解的调节机制； 巴斯德效应；酒精发酵中副产物的生成； 异型乳酸发酵； 第一节 微生物细胞调节机制 • 酶的调节： 酶合成的调节 酶活性的调节 • 细胞膜渗透性调控 • 能荷调节 • 发酵机制： 微生物通过其代谢活动，利用基质（底物）合成人们所需要的代谢产物的内在规律。 • 代谢控制发酵： 人为地改变微生物的代谢调控机制，过量积累中间产物。 • 发酵机制研究的内容 ： （就是各种代谢产物合成途径及代谢调节机制）； （营养条件、培养条件等）对代谢的影响及改变代谢的措施； • 微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等。 • 其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括两个方面，一是 “ 粗调 ” ，即 调节酶的合成量 ，二是“ 细调 ” ，即 调节现成酶分子的催化活力 ，两者往往密切配合和协调，以达到最佳调节效果。 一、酶的调节 （一）酶活性的调节 • 酶活性的调节： 酶分子水平上的一种代谢调节，通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率，包括酶活性的 激活 和 抑制 两个方面。 • 酶活性的激活： 在分解代谢途径中，后面的反应可被较前面的中间产物所促进。 • 酶活性的抑制： 主要是反馈抑制，表现在某代谢途径的终产物过量时，该产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。 a．直线式代谢途径中的反馈抑制 b．分支代谢途径中的反馈抑制。 在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂。 为避免在一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供应，微生物已发展出多种调节方式。 同功酶调节 : 同功酶是指能催化相同的生化反应，但酶蛋白分子结构有差异的一类酶，它们虽同存于一个个体或同一组织中，但在生理、免疫和理化特性上却存在着差别。 同功酶的主要功能在于其代谢调节。 在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶所催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。 • 协同反馈抑制： 指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。 • 合作反馈抑制： 系指两种末端产物同时存在时，可以起着比一种末端产物大得多的反馈抑制作用。 • 累积反馈抑制： 每一分支途径的末端产物按一定百分率单独抑制共同途径中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时，它们的抑制作用是累积的。 顺序反馈抑制： 当酶 E过多时 ，可抑制 C→D ，这时由于 C的浓度过大而促使反应向 F、 G方向进行，结果又造成了另一末端产物 G浓度的增高。 由于 G过多就抑制了 C→F ，结果造成 C的浓度进一步增高。 C过多又对 A→B 间的酶发生抑制，从而达到了反馈抑制的效果。 这种通过逐步有顺序的方式达到的调节，称为顺序反馈抑制 （二）酶合成的调节 • 酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量，进而调节代谢速率的调节机制，这是一种在基因水平上（在原核生物中主要在转录水平上）的代谢调节 :是一类较间接而缓慢的调节方式 ,其优点是通过阻止酶的过量合成节约生物合成的原料和能量。 • 在正常代谢途径中，酶活性调节和酶合成调节两者是同时存在且密切配合、协调进行的。 • 能促进酶生物合成的现象，称为 诱导。 • 能阻碍酶生物合成的现象，称为 阻遏。 • 诱导酶 ： 细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。 • 诱导物： 是指能促进诱导酶产生的物质。 它可以是该酶的底物也可以是难以代谢的底物类似物或是底物的前体物质。 （ 1）诱导 同时诱导： 即当诱导物加入后，微生物能同时或几乎同时诱导几种酶的合成，它主要存在于短的代谢途径中。 例：乳糖可同时诱导 β半乳糖苷透性酶、 β半乳糖苷酶和半乳糖苷转乙酰酶 顺序诱导： 即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中间代谢物的酶，以达到对较复杂代谢途径的分段调节。 • 在微生物的代谢过程中，当代谢途径中某末端产物过量时，除可用前述的反馈抑制的方式来抑制该途径中关键酶的活性以减少末端产物的生成外，还可通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的生物合成，从而更彻底地控制代谢和减少末端产物的合成。 • 阻遏作用有利于生物体节省有限的养料和能量。 • 阻遏的 类型 主要有 末端代谢产物阻遏 和 分解代谢产物阻遏 两种。 （ 2）阻遏 末端产物阻遏 : • 指由某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏。 对直线式反应途径来说，末端产物阻遏的情况较为简单，即产物作用于代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏。 每种末端产物仅专一地阻遏合成它的分支代谢途径的酶； 代谢途径分支点以前的 “ 公共酶 ” 受所有分支途径末端产物的多价阻遏作用。 分解代谢物阻遏： • 细胞内同时有两种分解底物（碳源或氮源）存在时，利用快的分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。 • 分解代谢物的阻遏作用，并非由于快速利用的甲碳源本身直接作用的结果，而是通过甲碳源（或氮源等）在其分解过程中所产生的中间代谢物所引起的阻遏作用。 • 因此，分解代谢物的阻遏作用，就是指代谢反应链中，某些中间代谢物或末端代谢物的过量累积而阻遏代。