微生物代谢和生长
微生物群体 少量的
细菌群体
恒定容积 定期
微生物代谢和生长
动态平衡
调整或 适应 快速分裂
最高峰 超过
微生物代谢和生长
活菌
调整期 对数期 稳定期 衰亡期
微生物代谢和生长
延对 滞数 期期
稳定期
典型的生长曲线 （Growth curve）
衰亡期
时期的划分：按照生长速率常数（growth race constant）不同
➢酶合成调节是基因水平调节，它调节控制酶合成 ➢酶活性调节是代谢水平调节，它调节酶活性。
微生物代谢和生长
调节 方式
调节对象
调节 结果
酶合成 的调节
诱导酶
酶的种 类和数
量
酶活性 组成酶和 已有酶 调节 诱导酶 的活性
调节机制
基因＋诱 导物
代谢产物 与酶可逆
性结合
调节 调节 特点 意义
保证代
谢经济
快速
而高效 地进行
精细
微生物代谢和生长
控制
遗传 积累
微生物代谢和生长
(09理综Ⅰ)2.右图是某种微生物体内某一物质代谢 过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述，错误 的是 A.丁物质既是酶③催化生成的产物，又是酶③的反 馈抑制物 B.戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其 活性下降 C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶①的活 性都将受到抑制 D.若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消 除丙物质对酶①的抑制作用 答案：C
• 【解析】D物质应是此微生物正常生命活动所必需的， 从培养基中获得A物质后，在野生型微生物体内通过 一定的代谢途径，形成中间产物B、C，最终得到D。 而突变型由于基因突变，缺乏中间代谢的某种酶， 此中间代谢的某一个环节不能正常进行，使反应不 能继续下去，得不到物质D，使野生型不能在此只含 A的培养基上生活。根据此思路，设计以下方案。如 若只能在含C的培养基上生长，在含A、B的培养基上 均不能生长，说明A到C或B到C反应受阻，缺乏B酶 （均只有某一基因发生突变），B基因突变；若在含 A、B、C三种物质的培养基上不能存活，说明C到D的 反应受阻，缺乏C酶，C基因突变 ；若在含A的培养 基上不能生长，在含B、C的培养基上均能生长，说 明A到B反应受阻，A基因突变。
（0939）氯苯化合物是重要的有机化工原料，因不易 降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案 （图1）筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培养 基配方如表1. （1）配制Ⅱ号固体培养基时，除添加Ⅱ号液体培养基 成分外，还应添加1%的____________。 （2）培养基配制时，灭菌与调PH的先后顺序是 ____________。 （3）从用途上来说，Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属 于培养基和____________培养基。在Ⅱ号培养基中， 为SP1菌提供氮源的成分是____________。 （4）在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变成一 个圆形的休眠体，这种休眠体被称为 ____________。
微生物代谢和生长
• 已知物质是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图 所示：野生型的在含A物质的培养基上就能正常生长。现发 现有三种突变体（均只有某一基因发生突变），均不能在 只含A物质的培养基上正常生长。现设计一实验方案，区分 出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。
• 实验方案：
。
• 预测结果：
微生物代谢和生长
微生物代谢和生长
异常旺盛 表面积
全部化学反应 体积
生长 核苷酸
繁殖
基本相同 维生素
生长和繁殖
生理功能
微生物 抗生素 毒素微生物代谢和生长 色素
初、次级代谢产物的比较
微生物代谢和生长
产物 名称
初级代 谢产物
次级代 谢产物
产生 时间
一直 产生
一定 阶段
作用
种的 特异性
必需 无
非 必需
有
分布
细胞 内
细胞 内、 外
举例
氨基酸、核苷 酸、多糖、脂 类、维生素等
激素、色素、 毒素、抗生素
微生物代谢和生长
遗传物质 诱导物
组成酶
诱导酶 遗传物质
代谢 物质
能量 适应能力
微生物代谢和生长
催化活性
改变 恢复
结合 脱离 快速精细
微生物代谢和生长
发生 变化
复原
微生物的代谢调节
①酶合成的调节 组成酶：微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受
酶活性调节和酶合成调节的区别
• a.从调节对象看：
➢酶合成的调节是通过酶量的变化控制代谢速率
➢而酶活性的调节是对已存在的酶活性进行控制，它不涉及 酶量变化
• b.从调节效果看： 两种调节方式同时存在，
➢酶活性调节直接而迅速 ➢酶合成调节间接而缓慢
密切配合，高效、准确地
• c.从调节说明A基因突变。
• ⑵如果
，说明B基因突变。
• ⑶如果
，说明C基因突变。
方案：将这三种突变体分别在只含B、只含C 的培养基中培养，观察生长情况。 ⑴在只含B和只含C的培养基中能正常生长 ⑵在只含B的培养基中不能生长，在只含C的 培养基中能生长 ⑶在只含B和只含C的培养基上都不能生微长生物代谢和生长
遗传物质的控制 诱导酶：在环境中存在某种物质的情况下才能合成的酶
意义： 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
②酶活性的调节
通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率 特点：快速、精细 示例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程
微生物代谢和生长
黄色短杆菌合成赖氨酸 谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸微生物代谢和生长
加速期
微生物代谢和生长
减速期
①.调整期
其它名称：迟滞期、停滞期、适应期 1.现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。 2.特点：生长速率= 0
➢细胞形态变大或增长 ➢细胞内RNA特别是rRNA含量增高 ➢合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生 诱导酶 ➢对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等 化学药物） 3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产 物
微生物代谢和生长
• （1）琼脂 • （2）先调PH，后灭菌 • （3） 选择 硝酸铵 • （4）芽孢 • （5）将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ
号培养液中培养，得到生长曲线（如图2）。 从图2可知SP1菌在____________培养条件 下最早停止生长，其原因是____________。 • （5）20mg/L氯苯 碳源最早耗尽