B. 抗生素、维生素、激素是微生物生长到一定阶段才产生
C. 次级代谢产物在细胞内、外都可能存在
D. 微生物的代谢产物是自身生长、繁殖所必需的
2. 下列说法正确的是
(D)
A. 诱导酶一旦产生，其活性就将一直保持下去
B. 组成酶不是微生物细胞中一直存在的酶
C. 大肠杆菌分解葡萄糖的酶是诱导酶，分解乳糖
的酶是组成酶
（2.）液体发酵
种类
2.按代谢 产物来分
（1.）抗生素发酵 （2.）维生素发酵 （3.）氨基酸发酵等
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3.据发酵过 （1.）厌氧发酵
程对氧的需
求情况来1分 （2.）需氧发酵
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二、微生物的代谢
（一）微生物代谢的特点：
（二）微生物的代谢产物：
1.初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等
如何使细胞内的谷氨酸不会抑制 谷氨酸脱氢酶的活性？ （细胞内谷氨酸浓度下降）
如何使细胞内的谷氨酸浓度下降？
（将细胞内谷氨酸透出细胞）
如何细胞内谷氨酸通过细胞膜 到达细胞外？
（改变细胞膜的透性）
2021/2/4谢的措施——
（1）改变微生物遗传特性（诱变育种、基 因工程育种），选育优良菌种
a. 诱变选育出的不能合成高丝氨酸脱氢酶 的黄色短杆菌
b. 青霉素 20 µg/ml 85000 µg/ml
（2）控制发酵条件（氧气、温度、PH值等）
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（四）发酵
在生产实际中，人们将通过微生物的培养，大
概念：量生产各种代谢产物的过程叫做发酵。
1.按培养基 （1.）固体发酵
的物理状态 来分
内容
初级代谢产物 次级代谢产物
生长繁殖
是否必需
不
产生阶段
同 点 种的特异性
分布
是
否
一直产生 否
细胞内
一定阶段 是
细胞内、外
例
氨基酸、核苷酸、 抗生素、毒素、
多糖、维生素等 激素、色素
相同点 均在微生物细胞的调节下，有步骤产生
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▪ (1)判断初级和次级代谢产物的主要依据是 微生物生命活动是否必需。如乳酸是乳酸 菌无氧呼吸的产物，是始终产生的，但其 并非是乳酸菌生命活动所必需的，因此乳 酸是乳酸菌的次级代谢产物。同样道理， 酒精为酵母菌的次级代谢产物。
代谢特点:异常旺盛
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（一）微生物的代谢产物
阅读讨论：
1.我们一般把怎样的一些物质称为微生物的初级 代谢产物呢？
2.这些物质对微生物的生长、繁殖有何意义呢？ 3.不同的微生物的初级代谢产物是否相同？
4.微生物的次级代谢产物呢？
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（一）、微生物的代谢产物
1. 初级代谢产物
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资料：谷氨酸棒状杆菌能 够利用葡萄糖，经过复杂 的代谢过程形成谷氨酸； 但当终产物——谷氨酸的 合成过量时，就会抑制谷 氨酸脱氢酶的活性，从而 导致合成途径中断。当谷 氨酸因消耗而浓度下降时， 抑制作用就会被解除，该 合成反应又重新启动。
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葡萄糖
酶活性的调节
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思考?
2、控制初级代谢产物产生的 基因和控制次级代谢产物产生的基 因在微生物细胞内存在的位置？
控制初级代谢产物产生的基因一般 位于拟核DNA上，控制次级代谢产物 产生的基因一般位于质粒DNA上。
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提 1.植物生命活动调节的基本形式是什么？ （激素调节）
问 2.人和高等动物生命活动调节的基本形式是什么？
▪(2)抗生素是真菌产生的一种次级代谢产物， 有杀菌、抑菌作用，但它与抗毒素(抗体)、 干扰素(淋巴因子)是完全不同的。
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思考?
1、某种细菌有两种类型：一种能在普 通培养基上生长，另一种必须在普通培养
基上加入精氨酸后才能正常生长，从营养
角度考虑，精氨酸应属于这种细菌的 （ 生长因子）；从代谢产物考虑，精氨酸 应属于（初级代谢产物 ）。
存在某种物质的 情况下才合成
合成条件
它的合成只 受基因调控
受基因调控和环 境中诱导物调控
基因
组成酶 (细胞内一直存在)
基因 + 诱导物
诱导酶
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小结：酶合成调节
酶合成调节
调节对象 诱导酶 调节结果 细胞内酶的种类增多 调节本质 基因水平调节，控制酶的合成 调节特点 间接、缓慢 调节意义 既保证代谢需要，又避免细胞内物质
调节本质 基因水平调节
代谢水平调节
调节特点 调节意义
间接、缓慢
既保证代谢需要，又 避免细胞内物质和能 量浪费
直接、快速、精细 避免代谢产物积累过多
联系
细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确 控制代谢的正常进行。
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（三）微生物代谢的人工控制
▪
人工控制微生物代谢的目的——
最大限度积累对人 类有用的代谢产物
环境中同时存在葡萄糖和乳糖时
酶Ⅰ 葡萄糖
酶Ⅱ 乳糖
大肠杆菌 ➢分解葡萄糖的酶是大肠 杆菌细胞内一直存在的
大肠杆菌 酶 （组成酶）
环境中无葡萄糖而有乳糖时
酶Ⅱ
乳糖
大肠杆菌
➢分解乳糖的酶是在乳糖 诱导下合成的酶 （诱导酶）
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组成酶与诱导酶的区别：
组成酶
合成时间
在细胞内 一直存在
诱导酶
▪ 诱导酶：在环境中存在某种物质的情况下才能够 合成的酶。如亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所 以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖， 一段时间后，可合成蔗糖酶，并利用蔗糖。
酶合成的调节既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物
质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。
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资料:在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上 培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能利用 葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖被消 耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖。
活性202的1/2/4抑制；
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9.右图是黄色短杆菌合成
赖氨酸的途径，请判断该 途径的调节方式是--------
（C）
A. 酶合成的调节
B. 酶活性的调节
C. 既有酶合成的调节， 抑
又有酶活性的调节
制 合
成
D . 既有组成酶的合成
调节，又有诱导酶的合
成调节
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天冬氨酸
天冬氨酸激酶
中间产物Ⅰ
D. 诱导酶的合成除取决于诱导物以外，还取决于
2021/细2/4 胞所含的基因
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3.微生物的次级代谢产物是-----------------------（ D ） A.氨基酸、多糖、抗生素、脂类； B.核苷酸、多糖、脂类 、激素； C.抗生素、脂类、色素、毒素； D.抗生素、毒素、激素、色素
4.下列不属于次级代谢产物是---------------（ A ）
酶活性调节
中间产物
调节对象 调节结果
所有酶（组成酶和诱导酶） 酶活性的可逆性改变
a—酮戊二酸 抑制
谷氨酸脱氢酶
NH+4
调节本质 调节特点
代谢水平调节， 调节酶的活性
快速、精细
避免代谢产物积累过多 调节 意义
谷氨酸
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
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小结：酶活性调节
a.酶活性调节的对象是酶（组成酶和诱导酶） 的催化能力；调节的结果是酶量发生变化；
实例1，通过调节酶的活性，控制代谢过程； 实例2，通过调节酶的合成，控制代谢过程
（二）微生物代谢的调节 调节的主要方式
酶合成的调节 酶活性的调节
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（二）、微生物代谢的调节
1. 酶合成的调节
▪ 微生物细胞内酶的种类：
▪ 组成酶：微生物细胞内一直存在，合成只受遗传 物质控制。如与能量产生有关的酶，与基因的复 制和表达有关的酶。
1. 定义：微生物通过代谢活动所产生的、 自身生长和繁殖所必需的物质。
2. 举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、 维生素等。
3. 特征：
1. 不同的微生物初级代谢产物基本相同； 2. 初级代谢产物合成过程是连续不断的。
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2. 次级代谢产物
1. 定义：微生物生长到一定阶段才产生的 化学结构十分复杂、对该微生物无明显 生理功能，或并非是微生物生长和繁殖 所必需的物质。
2. 举例：抗生素、毒素、激素、色素等。
3. 特征：
4. （1）不同的微生物次级代谢产物不同
5. （2）次级代谢产物虽然对微生物无明显的生理功能， 但能提高微生物在环境中的竞争能力。
6. （3）抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有
2021/2机/4 化合物。
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初级代谢产物和次级代谢产物的比较
实例1：黄色短杆菌合成赖氨酸的途径
黄 色 短 杆 菌 合 成 赖 氨 酸 的 途 径 2021/2/4
思考：(1)怎样才能抑 制苏氨酸的合成？
(2)除此方法外,有无 其他办法使黄色短 杆菌能不断合成并 积累赖氨酸？
过量
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(3)怎样选育出不能 合成高丝氨酸脱氢 酶的菌种？
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实例2：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
（神经调节和体液调节）
3.微生物的生命活动受什么调节呢？