微生物学知识课本梳理要点.docx
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微生物学知识课本梳理要点
第一章绪论(12345)
微生物与人类的关系?
微生物学的定义与发展历史?
3位微生物学家的贡献?
20世纪微生物学的特点?
21世纪微生物学发展的趋势?
知识点
核心概念
知识内容
学习水平
微生物
什么是微生物?
肉眼看不到的微小生物,无处不在,无时不有。
A
与人类的关系
1、有利:
微生物是自然界物质循环的关键环节;体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;微生物可以为我们提供很多有用的物质;基因工程为代表的现代生物技术。
2、有害:
引起疾病。
A
微生物的特点
起源早,发现晚,个体小,数量多,种类多,分布广,生长快,周期短,易培养,易变异,重复性强,易操作。
微生物学
什么是微生物学?
是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门科学。
A
微生物学是如何形成的?
1、微生物的发现:
列文.虎克的贡献。
2、微生物学的建立
巴斯德的贡献:
发现并证实发酵是由微生物引起的;彻底否定了“自然发生”学说;免疫学——预防接种;巴斯德消毒法。
科赫的贡献:
微生物学基本操作技术方面的贡献;对病原细菌的研究做出了突出的贡献。
A
20世纪微生物学的特点
多学科交叉促进微生物学全面发展;微生物学推动生命科学的发展(促进许多重大理论问题的突破;对生命科学研究技术的贡献;微生物与“人类基因组计划”)。
B
中国微生物学发展概况
起步晚,发展快
B
21世纪微生物学发展趋势
微生物基因组学研究将全面展开;与环境密切相关的微生物学研究将获得长足发展;微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视;与其他学科实现更广泛的交叉,获得新的发展;微生物产业将呈现全新的局面
B
第二章显微镜下的微生物(1234)
形态结构;繁殖方式;与人类的关系
知识点
核心概念
知识内容
学习水平
细菌
什么是细菌?
单细胞、原核微生物。
A
形态
显微:
球形,杆状,螺旋形。
不规则形。
裂殖。
菌落:
湿润,粘稠,光滑,透明。
A
与人类的关系
有利;有害。
B
放线菌
什么是放线菌?
单细胞、原核微生物,呈线状。
孢子繁殖。
A
形态
显微:
线状,基质菌丝、气生菌丝、孢子丝。
孢子丝形状是鉴定分类的重要依据。
菌落:
干粉状,坚硬,分泌色素。
A
与人类的关系
有利:
土壤肥沃的特征。
抗生素的重要来源。
有害:
疾病。
B
霉菌
什么是霉菌?
多细胞,真核微生物。
A
形态
显微:
丝状,有隔菌丝、无隔菌丝。
基质菌丝、气生菌丝、繁殖菌丝。
有性孢子、无性孢子。
孢子繁殖。
菌落:
绒毛状,各种颜色。
A
与人类关系
有利:
各种山珍,发酵食品。
有害:
疾病,腐烂。
B
酵母菌
什么是酵母菌?
单细胞,真核微生物。
A
形态
显微:
椭圆形,单细胞。
芽殖。
菌落:
粘稠,隆起,不透明。
A
与人类关系
有利:
食品,生物技术。
有害:
疾病。
B
第三章微生物细胞的结构与功能(12)
G+G-细菌细胞壁结构特点;肽聚糖和磷壁酸的结构特点;G-细菌细胞壁的脂多糖构造;缺壁细菌;革兰氏染色的步骤和机理;细菌芽孢的构造和功能;芽孢的耐热机制;研究芽孢的意义;荚膜的结构与功能;原核生物鞭毛的构造和功能;真核与原核微生物的特点与区别;真核微生物鞭毛的结构特点。
知识点
核心概念
知识内容
学习水平
微生物细胞的构造
一般构造
细胞壁、细胞质膜、内含物、核区、细胞质
A
特殊构造
鞭毛、芽孢、糖被
A
细胞壁
G+阳性菌细胞壁
特点:
厚度大、化学组分简单。
A
结构:
肽聚糖多、磷壁酸
A
肽聚糖分子结构:
40层,80纳米,占90%。
双糖,四肽尾,五肽桥。
溶菌酶,肽聚糖多样性
功能:
细胞骨架,支撑。
A
磷壁酸:
甘油磷酸、核糖醇磷酸。
壁磷壁酸,膜磷壁酸
功能:
负电荷,贮藏磷,致病性,表面抗原,吸附受体,调节自溶素
B
G-阴性菌细胞壁
特点:
层次多,厚度低,化学成分复杂
结构:
肽聚糖少,脂多糖,脂类,蛋白,周质空间
肽聚糖分子结构:
1-2层,2-3纳米,占10%。
内消旋二氨基庚二酸(m-DAP),没有肽桥。
功能:
稀疏,机械强度差。
外膜结构:
由脂多糖、磷脂和脂蛋白组成。
功能:
保护性屏障,阻止有害物质进入,阻止周质酶和细胞物质外流。
脂多糖(LPS)结构:
10纳米,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链组成。
功能:
类脂A是致病物质-内毒素的物质基础,负电荷较强,吸附阳离子,LPS结构多变,决定了表面抗原决定蔟的多样性,是噬菌体吸附受体,选择性屏障功能。
外膜蛋白结构:
嵌合在LPS和磷脂层外膜的蛋白。
脂蛋白,孔蛋白(1纳米),特异性,非特异性
功能:
不清楚
周质空间:
外膜与细胞膜之间的狭窄空间(15纳米)。
内含周质蛋白。
水解酶,合成酶,结合蛋白,受体蛋白
无壁细菌(L型细菌)
由自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺损细菌。
细胞膨大,对渗透敏感,在培养基表面呈“油煎蛋”似的小菌落
革兰氏染色
步骤:
结晶紫初染,碘液媒染,乙醇脱色,番红复染,紫色阳性,红色阴性
原理:
细胞壁化学成分的差异,引起物理特性(脱色能力)的不同。
芽孢功
芽孢(特殊的休眠构造)
概念:
某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成的一个,圆形或椭圆形,厚壁,含水量极低,抗逆性极强的休眠体。
无繁殖功能。
是生物界抗逆性最强的生命体之一。
(功能)
产芽孢细菌的种类:
芽孢杆菌属、梭菌属芽孢八叠球菌属、孢螺菌属。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定的重要指标。
芽孢的构造:
孢外壁、芽孢衣、皮层、核心(芽孢壁、芽孢质膜、芽孢质核区)
芽孢形成:
DNA浓缩,束状染色质形成;细胞膜内陷,细胞发生不对称分裂;前芽孢双层膜形成;填充芽孢肽聚糖,合成DPA,积累钙离子,形成皮层;芽孢衣合成结束;皮层合成完成,芽孢成熟;芽孢囊裂解,芽孢游离外出。
芽孢萌发:
由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌。
活化;出芽;生长。
芽孢衣中富含半光氨酸的蛋白质三维空间结构发生可逆性变化,芽孢透性增加。
芽孢的耐热机制:
渗透调节皮层膨胀学说。
芽孢衣对多价阳离子和水分透性很差,皮层离子强度很高,皮层渗透压很高,夺取芽孢核心的水分,皮层充分膨胀,核心部分高度失水(10%),因此具有极强的耐热性。
研究芽孢的意义:
分类鉴定意义;提高筛选效率;保存菌种意义;灭菌手段的指标
伴孢晶体(δ-内毒素)
概念:
少数芽孢杆菌,在芽孢旁形成的一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体。
功能:
对200多种鳞翅目昆虫的幼虫有毒。
生物杀虫剂
杀虫原理:
鳞翅目昆虫幼虫肠道呈碱性,伴孢晶体溶解,造成幼虫肠道穿孔。
对人无害。
细胞壁以外的构造——糖被
荚膜结构
概念:
包被于某些细菌细胞壁以外的一层厚度不定的胶状物质。
按其有无固定层次、层次厚薄分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。
含水量很高,化学成分是多糖、多肽或蛋白质。
糖被的有无和性质可用于菌种鉴定。
黄原胶
荚膜的功能:
保护作用;贮藏养料;作为渗透屏障或离子交换系统;表面吸附作用;细菌间的信息识别作用;堆积代谢废物。
细胞壁以外的构造——鞭毛
概念:
生长在某些细菌体表的长丝状、波曲形的蛋白质附属物。
1-数十根,具有运动功能。
电子显微镜、染色、半固体培养基浑浊的扩散区,菌落边缘观察
结构:
基体(4个盘状物;L环、P环、S-M环、Mot蛋白、Fli蛋白)、钩形鞘、鞭毛丝。
鞭毛的生长方式是顶端延伸。
功能:
运动,实现其趋性(趋光、趋化、趋磁)最有效方式。
旋转论,100µm/s
着生方式:
端生(一、两)、周生、侧生,鞭毛的有无和着生方式在细菌分类和鉴定中是重要的形态指标。
细胞壁(真核微生物)
真菌细胞壁:
主要成分是多糖,还有少量的蛋白质和脂类。
低等真菌以纤维素为主,酵母菌以葡聚糖为主,高等真菌以几丁质为主。
功能:
固定外形,保护细胞免受各种外界因子损伤。
鞭毛(真核微生物)
概念:
在某些真核微生物细胞的表面长有或长或短的毛发状细胞器。
具有运动功能。
以挥鞭方式推动细胞运动。
结构:
鞭杆、基体和过渡区3部分组成。
鞭杆的横切面呈9+2型。
中心有一对包在中央微管鞘中相互平行的中央微管,其外围绕一圈(9个)微管二联体,每条微管二联体由A、B两条中空的亚纤维组成。
相邻的微管二联体间有微管连丝蛋白相连,每条微管二联体上还有伸向中央微管的放射辐条
第四章微生物的营养(123)
营养物质与营养的概念;微生物的营养要求;微生物的营养类型;配制培养基的原则;培养基的种类及特点;微生物吸收营养的主要方式及特点。
知识点
核心概念
知识内容
学习水平
营养与营养物质的概念
营养物质
能够满足微生物肌体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
生存的物质基础
A
营养
微生物获得和利用营养物质的过程。
生理过程
A
微生物细胞的化学成分
化学元素
主要元素:
C、H、O、N、P、S、K、Mg、Ca、Fe
A
微量元素:
Zn、Mn、Na、Cl、Mo、Se、Co、Cu、W、Ni、B。
10-8~10-6mol/L。
酶的组成部分或使酶活化。
过量有害。
A
化学成分及其分析
有机物:
蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及降解产物和代谢产物
无机物:
无机盐
水:
70~90%。
微生物营养要求?
营养物质及其生理功能
五大营养物质:
碳源、氮源、无机盐、生长因子和水
碳源:
在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。
细胞物质和能量来源。
糖类是主要来源。
速效碳源、迟效碳源。
单糖≥多糖,六碳糖≥五碳糖。
氮源:
为微生物提供氮素来源。
细胞物质。
速效氮源、迟效氮源;有机氮、无机氮;氨态氮、硝态氮。
无机盐:
必不可少。
酶活性中心的组成部分,维持生物大分子和细胞结构的稳定性,调节和维持细胞的渗透压平衡,控制氧化还原电位,某些微生物生长的能源物质。
生长因子:
微生物生长所必需且需要量很少,微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。
加入酵母浸膏、牛肉浸膏及动植物组织液。
水:
必不可少。
功能:
溶剂与运输介质;参与化学反应;维持生物大分子稳定的构象;良好的热导体;维持细胞正常形态;控制由多亚基组成的细胞结构。
水活度αw≥0.6。
微生物的营养类型
按碳源:
无机自养型、有机异养型。
按能量来源:
光能型、化能型。
经组合:
四种营养类型。
腐生型、寄生型;营养缺陷型、野生型。
主要用于微生物遗传学方面的研究。
在不同生长条件下营养类型也会发生变化。
培养基
培养基种类与特点?
概念:
人工配制的,适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
是微生物学研究和微生物发酵工业的基础。
配制原则:
选择适宜的营养物质;牛肉浸膏蛋白胨培养基,高氏一号培养基,麦芽汁培养基,PDA培养基。
查氏培养基。
营养物质浓度及配比(C/N);控制pH值,细菌放线菌pH7~7.5,酵母菌霉菌pH5~6,加入缓冲剂或加酸加碱;控制氧化还原电位;Φ值≥0.1V好氧,≤0.1V厌氧,通气量(震荡、搅拌),加入氧化剂或还原剂。
原料的来源,用廉价低成本的原料;灭菌处理:
高压蒸汽灭菌,0.1MPa,121℃,30min。
培养基的类型及应用:
按成分不同划分:
天然培养基:
化学成分不清楚或化学成分不恒定。
工业化大规模生产。
合成培养基:
化学成分完全了解。
用于实验室内微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量鉴定、菌种选育及遗传分析等。
按物理状态划分:
固体培养基(加入凝固剂),半固体培养基(凝固剂减半),液体培养基(震荡或搅拌)。
按用途:
基础培养基:
基本营养物质。
加富培养基:
加入特殊营养物质,培养营养要求苛刻的异养微生物。
鉴别培养基:
用于鉴别不同类型微生物。
产生明显的特征性变化。
选择培养基:
加入特殊的营养物质或化学物质。
未培养微生物。
营养物质进入细胞
微生物吸收营养的主要方式及特点?
营养物质能否被微生物利用的决定性因素是能否进入细胞。
影响营养物质进入细胞的因素:
营养物质本身的性质(相对分子质量、溶解性、电负性、极性),微生物所处的环境(温度、pH和离子强度、存在诱导运输系统形成的物质、代谢过程抑制剂、解偶联剂等),细胞的透过屏障(原生质膜、细胞壁、荚膜及粘液层)。
运输方式:
简单扩散,促进扩散,主动运输。
简单扩散:
由高浓度向低浓度进行扩散。
非特异性,分子结构不发生变化,物理学过程,不消耗能量,扩散动力来自于膜内外的浓度差。
不能逆浓度运输,扩散的速率随着浓度差的降低而减少,直至动态平衡。
促进扩散:
被动的物质跨膜运输方式。
不消耗细胞能量,分子结构不发生变化,不能逆浓度运输,运输速率与膜内外浓度差成正比。
需要载体(透过酶)。
载体具有高度的专一性。
透过酶是诱导酶。
主动运输:
主要的物质运输方式,需要消耗能量,可以逆浓度差运输,运输过程中需要载体蛋白。
载体蛋白通过构象变化而改变与被运输物质之间的亲和力大小,使两者之间发生可逆性结合与分离,从而完成物质的跨膜运输。
初级主动运输:
由电子传递系统、ATP酶或细菌视紫红质引起的质子运输方式。
呼吸能、化学能和光能的消耗,引起胞内质子外排,导致原生质膜内外建立质子浓度差,使膜处于充能状态(能化膜)。
次级主动运输:
初级主动运输建立的能化膜在质子浓度差消失的过程中,偶联其他物质的运输。
同向运输(物质与质子通过同一载体按同一方向)、逆向运输(物质与质子通过同一载体按相反方向)、单向运输(物质通过载体进入细胞)。
ATP结合性盒式转运蛋白系统(ABC转运蛋白):
由两个疏水性跨膜域与位于质膜内表面的两个核苷酸结合结构域形成复合物,两个疏水性跨膜域在质膜上形成一个孔,两个核苷酸结合结构域可与ATP结合,ABC转运蛋白可以与专一性的溶质结合蛋白结合,溶质结合蛋白携带被转运的溶质分子在质膜外表面与ABC转运蛋白跨膜域结合,ATP则结合在ABC转运蛋白的核苷酸结合结构域上,ATP水解产生的能量使跨膜域构象发生改变,被转运的溶质分子进入胞内。
Na+,K+-ATP酶系统:
功能是利用ATP的能量将Na+由细胞内泵出胞外,并将K+泵入胞内。
该酶由大小两个亚基组成,大亚基可被磷酸化。
基团转位:
具有一个复杂的运输系统,物质在运输过程中发生化学变化。
糖在运输过程中发生了磷酸化,磷酸基团来源于胞内的烯醇丙酮酸磷酸(PEP),PTS由5中蛋白质组成,酶Ⅰ、酶Ⅱ(a、b和c3个亚基)和热稳定蛋白质(HPr)。
在糖的运输过程中,PEP上的磷酸基团逐步通过酶Ⅰ、HPr的磷酸化与去磷酸化作用,最终在酶Ⅱ的作用下转移到糖,生成磷酸糖释放于细胞质中。
铁载体运输:
能与Fe3+形成复合物并将其运输进入胞内的小分子化合物。
3个铁载体可围绕一个Fe3+形成铁-铁载体复合物,与铁载体受体蛋白结合后,将铁转运至胞内。
第五章微生物的代谢(1234)
代谢的概念;生物氧化的概念和类型;发酵的概念、代谢途径及产能特点;呼吸的类型及产能特点;自养微生物的生物氧化(氨、硫、铁、氢),能量转换的方式;固氮微生物的种类;生物固氮的机制;其他耗能反应(运输、运动、生物发光);能量代谢的调节方式;初级代谢与次级代谢的关系;次级代谢的调节方式
知识点
核心概念
知识内容
学习水平
代谢
代谢的概念
生物体内所进行的全部化学反应的总称,是生命存在的基本特征。
A
代谢的类型
分解代谢和合成代谢。
A
能量的产生和用途
能量除用于合成代谢外,还用于运动、营养物质运输和释放。
微生物代谢的特点
微生物除了有初级代谢外,还会产生次级代谢和次级代谢产物。
次级代谢与人类的生产和生活有关。
微生物的产能代谢
生物氧化概念与类型?
概念:
物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量。
产生的能量可被微生物直接利用,也可转换储存在高能化合物(ATP)中。
A
发酵的概念、代谢途径及产能特点?
异养微生物的生物氧化
根据氧化还原反应中电子受体的不同,分为:
发酵和呼吸(有氧、无氧)。
发酵:
微生物细胞将有机物氧化释放的电子交给底物本身未完全氧化的某种代谢产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
只释放出一小部分的能量。
糖酵解:
四种途径(EMP、HM、ED及磷酸解酮酶途径)
呼吸作用:
微生物在降解底物的过程中,将释放出的电子交给NAD(P)、FAD或FMN等电子载体,再经电子传递系统,传给外源电子受体,从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。
以分子氧作为最终电子受体的呼吸称为有氧呼吸,以氧化型化合物作为最终电子受体的呼吸称为无氧呼吸。
呼吸作用与发酵作用的根本区别在于:
电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物,而是交给电子传递系统,逐步释放出能量再交给最终电子受体。
碳氢化合物、脂肪酸、醇类都可通过呼吸作用而分解。
有氧呼吸:
TCA循环。
1分子葡萄糖完全氧化,产生2分子的丙酮酸,释放3分子的CO2,4分子的NADH,1分子FADH2,1分子的GTP,38个ATP。
无氧呼吸:
厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
最终电子受体是NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-及CO2等外源受体。
也需要细胞色素等电子传递体,也能产生较多的能量。
产生能量:
有氧呼吸›无氧呼吸›发酵
自养微生物的生物氧化
可以氧化无机物获得能量,同化合成细胞物质。
通过氧化磷酸化产生ATP。
1、氨的氧化:
硝化细菌分为两个亚群:
亚硝化细菌和硝化细菌。
将NH3和NO2-用作能源。
2、硫的氧化:
硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物作能源。
3、铁的氧化:
从亚铁到高价铁的氧化,产能反应。
嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌。
4、氢的氧化:
氢细菌能利用分子氢氧化产生能量,
能量转换方式
1、底物水平磷酸化:
物质在生物氧化过程中,常生成一些含有高能键的化合物,这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成。
既存在于发酵过程中,也存在于呼吸作用过程中。
2、氧化磷酸化:
物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH2可通过位于线粒体内膜或细菌质膜上的电子传递系统,将电子传递给氧或其他氧化型物质,在这个过程中偶联着ATP的合成。
1分子NADH和FADH2可分别产生3分子和2分子ATP。
3、光合磷酸化:
光合细菌将光能转变成化学能。
以用于从CO2合成细胞物质。
(1)光合色素:
将光能转变为化学能的关键物质。
细菌叶绿素与植物叶绿素的区别在于侧链基团的不同,由此导致光吸收特性不同。
(2)光合单位:
在光合作用过程中还原1分子CO2所需的叶绿素分子数。
(3)光合磷酸化:
光能转变为化学能的过程。
细菌叶绿素分子吸收光量子时,细菌叶绿素被激活,释放电子而被氧化,释放出的电子在电子传递系统中逐步释放能量。
1)环式光合磷酸化:
存在于光合细菌的原始产能机制,只存在于原核生物的光合细菌中,都是厌氧菌,不能利用H2O作为还原CO2的氢供体,而是利用还原态的无机物(H2S、H2),不产氧。
这类光合细菌广泛分布在深层淡水或海水中,能够分解污水中的H2S和有机物,用于水质净化。
2)非环式光合磷酸化:
蓝细菌与其他光合细菌。
可以裂解水,释放氧气。
3)嗜盐菌紫膜的光合作用:
位于嗜盐菌细胞膜上的紫膜,约占细胞膜的50%,由细菌视紫红质组成,在光量子驱动下,形成质子梯度,合成ATP。
耗能代谢
细胞物质的合成
1、CO2的固定:
卡尔文循环、还原性TCA;2、生物固氮;3、二碳化合物的同化;4、糖类的合成;5、氨基酸的合成;6、核苷酸的合成。
生物固氮:
一些特殊类群的原核微生物能够利用分子态氮还原为氨。
固氮微生物:
自生固氮体系,共生固氮体系和联合固氮体系。
固氮菌属,巴氏固氮梭菌,根瘤菌属。
固氮酶:
由铁蛋白和钼铁蛋白两个组分组成,固氮作用是一个耗能反应。
其他耗能反应
1、运动;2、营养物质运输;3、生物发光。
代谢的调节方式?
微生物代谢的调节
通过控制酶的作用实现。
酶活性调节(已有的酶、酶化学水平)
一、酶活性调节:
通过酶分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。
受多种因素影响(底物的性质和浓度、环境因子、其它酶)。
1、变构调节:
反应产物的积累会抑制催化这个反应的酶的活性。
由于反应产物与酶的结合抑制了底物与酶活性中心的结合。
在一个由多步反应组成的代谢途径中,末端产物通常会反馈抑制该途径的第一个酶,这种酶被称为变构酶。
2、修饰调节:
是通过共价调节酶来实现的。
共价调节酶通过修饰酶催化其多肽链上某些基团进行可逆的共价修饰,使之处于活性与非活性的互变状态,从而导致调节酶的活化与抑制,以抑制代谢的速度和方向。
酶促共价修饰是酶分子共价键发生了改变。
是一种体内较经济的代谢调节方式。
酶促共价修饰对调节信号具放大效应,其催化效率比别构酶调节要高。
酶合成调节(合成量、遗传水平)
二、分支合成途径调节:
每个分支途径的末端产物控制分支点后的第一个酶,同时每个末端产物又对整个途径的第一个酶有部分的抑制作用。
1、同工酶:
指能催化同一种化学反应,但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。
在分支途径中的第一个酶有几种结构不同的一组同功酶,每一种代谢终产物只对一种同功酶具有反馈抑制作用,只有当几种终产物同时过量时,才能完全阻止反应的进行。
2、协同反馈抑制:
在分支代谢途径中,几种末端产物同时都过量,才对途径中的第一个酶具有抑制作用。
若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用。
3、累积反馈抑制:
在分支代谢途径中,任何一种末端产物过量时都能对共同途径中的第一个酶起抑制作用,而且各种末端产物的抑制作用互不干扰。
当各种末端产物同时过量时,它们的抑制作用是累加的。
4、顺序反馈抑制:
分支代谢途径中的两个末端产物,不能直接抑制代谢途径中的第一个酶,而是分别抑制分支点后的反应步骤,造成分支点上中间产物的积累,这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性。
因此,只有当两个末端产物都过量时,才能对途径中的第一个酶起到抑制作用。
微生物次级代谢与次级代谢产物
初级代谢
概念:
将微生物从外界吸收的各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动的物质和能量的过程。
次级代谢
概念:
微生物在一定的生长时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质。
有人把超出生理需求的过量初级代谢产物也看作是次级代谢产物。
大多是分子结构比较复杂的化合物,抗生素、激素、生物素、毒素及维生素。
初级代谢与次级代谢的关系:
初级代谢的关键性中间产物是次级代谢的前提;次级代谢在菌体指数生长后期或稳定期进行;次级代谢易受环境条件的影响;催化次级代谢的酶专一性不高;次级代谢产物的合成,因菌株不同而异;质粒与次级代谢关系密切,控制着多种抗生素的合成。
次级代谢产物没有明确的生理功能,也不是菌体生长繁殖所必需的物质。
次级代谢的调节
1、初级代谢对次级代谢的调节:
次级代谢的调解过程有酶活性的激活和抑制及酶合成的诱导和阻遏。
同时,次级代谢会受到初级代谢的调节。
2、碳、氮代谢物的调节作用:
高浓度的NH4+可以降低谷氨酰胺合成酶的活性,继而对抗生素的生产有不利影响。
硝酸盐可以大幅度地促进利福霉素的合成。
同时可以抑制脂肪合成。
硝酸盐还可提高菌体中谷氨酰胺合成酶的比活力。
3、诱导作用及产物的反馈抑制:
在次级代谢中也存在着诱导作用。
巴比妥能促进将利福霉素SV转化为利福霉素B的能力。
次级代谢产物的过量积累也能反馈抑制其合成酶系。
培养基中的磷酸盐、溶解氧、金属离子及细胞膜透性也会对次级代谢产生或多或少的