1、第五章 第二节微生物的营养、代谢和生长（二）微生物的代谢 学习目标：1、微生物细胞内产生的代谢产物的种类和主要功能。2、微生物代谢的调节方式，以及在生产实践中能够如何人工控制微生物的代谢。3、发酵的概念和种类 重点和难点：（1）微生物代谢的调节 （2）微生物代谢的人工控制学习过程：知识点观察与思考归纳及结论微生物的代谢产物微生物的代谢产物与高等生物的代谢产物有什么区别？1、 初级代谢产物的含义： ， 举例说明： ；2、次级代谢产物的含义： ， 举例说明： 。思考：为什么微生物的代谢异常旺盛？微生物代谢的调节1、简述大肠杆菌乳糖酶合成的调节过程1、 组成酶的概念 2、 诱导酶的概念 3、 酶合成
2、的调节的意义 2、请写出谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径1、 酶活性发生改变的主要原因是 ，这种变化是 ，原因 。2、 以谷氨酸棒状杆菌为例理解酶活性调节是一种快速、精细的调节。3、小结微生物代谢的调节方式及意义。人工控制微生物的代谢请写出黄色短杆菌合成赖氨酸的途径在利用黄色短杆菌生产赖氨酸时应怎样进行人工调节？ 发酵的概念及种类发酵的概念：发酵的种类： 反馈训练：一、选择题1、下列产物中，一般不因微生物的种类不同而有明显差异的是（ C ）氨基酸 核苷酸 多糖 激素 维生素 抗生素 色素A、 B、 C、 D、2、初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是（ A ）A、初级代谢产物与次级代谢产物合
3、成的其时时间不同B、初级代谢产物具有菌种的特异性C、次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用D、初级代谢产物与次级代谢产物不能同时合成3、以下说法正确的是（ C ）A、酶合成的调节和酶活性的调节不能同时存在B、诱导酶一旦产生，其活性将一直保持下去C、与酶合成的调节相比，酶活性的调节是一种快速精细的调节方式D、次级代谢产物是微生物生长繁殖所必需的。4、某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是（ B ）罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖A、 B
4、、 C、 D、5、微生物的次级代谢产物是（ D ）A、氨基酸 、多糖、抗生素、脂类 B、脂类、维生素、色素、毒素C、核苷酸、多糖、脂类、激素D、抗生素、毒素、激素、色素、6、微生物代谢的人工控制是指（ D ）A、改变微生物的遗传特性B、控制发酵时的温度C、调节发酵过程中的PH，氧气通入量D、包括A、B、C三项7、关于微生物代谢的调节，正确的是（ D ）A、环境中存在某种物质时，微生物才能合成分解此物质的酶，该酶一定是组成酶B、某种代谢产物在细胞内积累，将直接导致形成此物质的酶的活性下降C、只有改变微生物的遗传特性，才能实现对微生物代谢的人工控制D、一般情况下，增大细胞膜的通透性，可解除代谢产物
5、对酶活性的抑制8、以下不属于发酵的是（ B ）A、利用需氧型青霉菌生产青霉素B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精D、利用乳酸菌制作泡菜9、微生物的代谢速度与高等动植物相比快的多，下列那一项不是这一生命现象的原因( D )A、个体表面积与体积的比很大 B、与外界环境物质交换迅速C、适宜条件下微生物的繁殖速度非常快D、微生物体内酶的种类比其他生物多10.关于酶活性调节的正确说法是( C )A.只要一种代谢产物积累,酶活性就下降B.代谢产物将使直接形成此化合物的酶活性下降C.细胞膜透性的改变,可解除代谢产物对酶活性的抑制D.控制生产条件是人们对酶活性调节的唯一手段二、简答题
6、1.突变型面包霉常需要在基本培养基上添加适当的氨基酸才能生长。现用两个氨基酸依赖型红色面包霉突变株a和b，进行如下实验：(1)实验一：将上述两个突变株分别接种于下面6种培养基上，培养基的成分如下表所示。则突变株a和b需要表内AJ中的_氨基酸才能生长。1号培养基在此实验中的作用是_，根据化学成分进行推断，1号培养基最可能属于_培养基。培养基号基本成份增加的氨基酸各类生长情况123456基本培养基无A、B、C、D、B、E、F、G、C、F、H、I、D、G、I、J、AJ都有不生长生长不生长生长不生长生长注：基本培养基是满足野生型菌株正常生长的培养基。(2)实验二：突变株a和b必需的氨基酸(假定为X)，
7、在野生型体内，按下列途径合成X(反应、分别由不同的酶所催化)。用瓜氨酸代替氨基酸X时，突变株a生长，但用鸟氨酸代替就不能生长。无论用瓜氨酸还是鸟氨酸代替氨基酸X，突变株b都不能生长。问：突变株a不能生长的原因是_过程受阻，突变株b则是_过程受阻，反应受阻的根本原因是_。在野生型菌株代谢过程中，当氨基酸X合成过量时，就会导致途径中断，这种代谢调节方式属于_的调节。氨基酸X(3)实验三：氨基酸Y是人体需要量较多的氨基酸，为使面包酶在代谢过程中产生更多的氨基酸Y，根据下列途径，应该对面包酶中控制_合成的基因进行诱变，诱变之前，遗传信息的表达途径是_。这种根据人们的需要有计划改变微生物代谢的过程，叫_
8、。【答案】 (1)C 对照 合成 (2)反应 反应 基因发生突变，不能合成相应的酶 酶活性 (3)酶 DNARNA蛋白质(或酶的基因mRNA酶) 微生物代谢的人工控制参考资料：微生物细胞内的酶 根据酶合成的方式，微生物细胞内的酶可以分为诱导酶和组成酶两类。诱导酶是在环境中有诱导物存在的情况下，由诱导物诱导而产生的酶。例如，大肠杆菌分解乳糖的半乳糖苷酶就属于诱导酶。又如，催化淀粉分解为糊精、麦芽糖等的淀粉酶液是一种诱导酶，多种微生物都能产生这种酶。如果将能合成淀粉酶的菌种培养在不含淀粉的葡萄糖溶液中，它就直接利用葡萄糖而不产生淀粉酶；如果将它培养在含淀粉的培养基中，它就会产生活性很高的淀粉酶。诱导酶的合成处取决于诱导物以外，还取决于细胞内所含的基因，即便有诱导物存在也不能合成这种酶。因此诱导酶的合成取决于内因和外因两个方面。诱导酶在微生物需要时合成，不需要时就停止合成。这样，既保证了代谢的需要，又避免了不必要的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。组成酶是微生物细胞中经常存在的一类酶。组成酶的合成只受细胞内遗传物质的控制，与环境中的营养物质无关。例如，大肠杆菌分解葡萄糖的酶就是组成酶，不管培养基内有没有葡萄糖存在，大肠杆菌细胞中都有这种酶。
