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1、 第五章第五章糖嫌气性发酵糖嫌气性发酵产物积累机制产物积累机制第三章第三章第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制第二篇 发酵机制v 第五章第五章 糖嫌气发酵产物积累机制糖嫌气发酵产物积累机制v 第六章第六章 柠檬酸发酵机制柠檬酸发酵机制v 第七章第七章 谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵机制v 第八章第八章 天冬氨酸族氨基酸发酵机制天冬氨酸族氨基酸发酵机制v 第九章第九章 其他氨基酸发酵机制其他氨基酸发酵机制v 第十章第十章 核酸类物质的积累机制核酸类物质的积累机制v 第十一章第十一章 抗生素的生物合成机制抗生素的生物合成机制htt
2、p:/ 糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制重点:糖酵解途径的特点及调节机制;糖酵解途径重点:糖酵解途径的特点及调节机制;糖酵解途径的特点;酒精发酵机制;乙醇生成机制;甘油的的特点;酒精发酵机制;乙醇生成机制;甘油的合成机制;乳酸发酵机制;同型乳酸发酵;合成机制;乳酸发酵机制;同型乳酸发酵;难点:糖酵解的调节机制;巴斯德效应;酒精发酵难点: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;中副产物的生成;异型乳酸发酵;发酵机制发酵机制:微生物通过其代谢活动,利用基质(底:微生物通过其代谢活动,利用基质(底物)合成人们
3、所需要的代谢产物的内在规律。物)合成人们所需要的代谢产物的内在规律。http:/ 微生物菌体微生物菌体积累的代谢产物积累的代谢产物 酶酶 厌氧发酵:酒精、甘油厌氧发酵:酒精、甘油 代谢产物代谢产物 乳酸、丙酮、丁醇乳酸、丙酮、丁醇 好气发酵:有机酸、氨基好气发酵:有机酸、氨基 酸、蛋白质、核苷酸等酸、蛋白质、核苷酸等 发酵机制研究的内容发酵机制研究的内容:1.1.微生物的生理代谢规律(就是各种代谢产物合成途微生物的生理代谢规律(就是各种代谢产物合成途径及代谢调节机制);径及代谢调节机制);2.2.环境因素(营养条件、培养条件等)对代谢的影响环境因素(营养条件、培养条件等)对代谢的影响及改变代谢
4、的措施;及改变代谢的措施;第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 嫌气发酵产物:酒精发酵、甘嫌气发酵产物:酒精发酵、甘油发酵、同型乳酸发酵、丙酮丁醇发油发酵、同型乳酸发酵、丙酮丁醇发酵、混合酸发酵等酵、混合酸发酵等第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累积机制糖嫌气性发酵产物累积机制http:/ 糖酵解途径及调节机制一、糖酵解途径的特点:1.1.是除兰绿藻外的几乎所有生物葡萄糖分解的共同途是除兰绿藻外的几乎所有生物葡萄糖分解的共同途径,广泛存在于各种细胞中,每个反应都不需要氧径,广泛存在于各种细胞中,每个反应都不需要氧参与。参与。2.2.分为两个阶段。分为两个阶段。
5、3.3.糖酵解有糖酵解有1010多个反应组成,每个反应都在酶的作用多个反应组成,每个反应都在酶的作用下完成,这些酶包括:下完成,这些酶包括:4.4.其他糖类(如淀粉、乳糖等)作为碳源和能源时,其他糖类(如淀粉、乳糖等)作为碳源和能源时,是通过葡萄糖或其他中间产物并入糖酵解途径的。是通过葡萄糖或其他中间产物并入糖酵解途径的。5 5、在不同的有机体和不同条件下,、在不同的有机体和不同条件下,H H2 2的受体不同,因的受体不同,因此丙酮酸的去路也不同。这是因为氢的受体不同此丙酮酸的去路也不同。这是因为氢的受体不同 第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 调节点主
6、要是三个激酶:己糖激酶、磷酸果调节点主要是三个激酶:己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶,所催化的三个反应是不可糖激酶、丙酮酸激酶,所催化的三个反应是不可逆的,只参与糖酵解,不参与糖的新生。而激酶逆的,只参与糖酵解,不参与糖的新生。而激酶的活性是受细胞能荷调节的。的活性是受细胞能荷调节的。(ATP+(ATP+ADP)(ATP+ADP+AMP)ADP)(ATP+ADP+AMP)为一定比例,该为一定比例,该比例叫能荷。比例叫能荷。无机磷也是调节者,它能解除无机磷也是调节者,它能解除6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖对己糖激酶的抑制,加快糖酵解。对己糖激酶的抑制,加快糖酵解。第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累
7、糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 酒精发酵机制一、酒精生成机制 以丙酮酸脱羧酶产生的乙醛作为氢受体:以丙酮酸脱羧酶产生的乙醛作为氢受体:丙酮酸丙酮酸 COCO2 2+乙醛乙醛 乙醇乙醇 丙酮酸脱丙酮酸脱羧羧酶酶 NADH+HNADH+H+NADHNADH+以上是酵母酒精发酵。以上是酵母酒精发酵。第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 在好气条件下,酵母菌发酵能力下降(细胞内在好气条件下,酵母菌发酵能力下降(细胞内糖代谢降低,乙醇积累减少);不仅存在于酵母中,糖代谢降低,乙醇积累减少);不仅存在于酵母中,也存在于具有呼吸和发酵能力的其他细胞中。也存在
8、于具有呼吸和发酵能力的其他细胞中。在好气条件下在好气条件下:糖代谢进入糖代谢进入TCATCA循环循环 柠檬酸柠檬酸、ATP ATP 抑制抑制磷酸激酶的合成磷酸激酶的合成 6-P-6-P-葡萄糖葡萄糖(积累)(积累)反馈反馈抑制己糖激酶抑制己糖激酶 抑制葡萄糖进入细胞内抑制葡萄糖进入细胞内 葡萄葡萄糖利用降低。糖利用降低。1,61,6二磷酸果糖二磷酸果糖丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸稀醇丙酮酸积磷酸稀醇丙酮酸积累累反馈抑制己糖激酶反馈抑制己糖激酶糖的酵解速度降低糖的酵解速度降低第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 主产物:乙醇、主产物:乙醇、CO2CO2酵母菌酒精
9、发酵酵母菌酒精发酵 醇类(杂醇油)醇类(杂醇油)醛类(糠醛)醛类(糠醛)酸类(琥珀酸)酸类(琥珀酸)酯类酯类第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 高级醇高级醇 正丙醇的形成:正丙醇的形成:苏氨酸苏氨酸-氨基氨基-2-2丁烯酸丁烯酸-丁酮酸丁酮酸醛醛正丙正丙醇醇2.2.影响杂醇油形成的条件影响杂醇油形成的条件 菌种菌种 培养基组成培养基组成 发酵条件发酵条件第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 甘油的合成机制 酵母菌中的乙醇脱氢酶活性很强,乙醛作为酵母菌中的乙
10、醇脱氢酶活性很强,乙醛作为氢受体被还原成乙醇的反应进行得很彻底,因此,氢受体被还原成乙醇的反应进行得很彻底,因此,在乙醇发酵中,甘油的生成量很少。在乙醇发酵中,甘油的生成量很少。第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 乳酸发酵机制 同型乳酸发酵同型乳酸发酵:乳酸链球菌、酪乳杆菌乳酸链球菌、酪乳杆菌乳酸发酵乳酸发酵 保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌 异型乳酸
11、发酵异型乳酸发酵 明串珠菌等明串珠菌等 两歧双歧途径两歧双歧途径第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 多数乳酸菌不多数乳酸菌不具有脱羧酶,丙酮酸具有脱羧酶,丙酮酸不能脱羧生成乙醛,不能脱羧生成乙醛,而能在乳酸脱氢酶作而能在乳酸脱氢酶作用下作为氢受体被还用下作为氢受体被还原成乳酸。原成乳酸。第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 1.6-1.6-磷酸葡萄糖酸的途径(磷酸酮解途径)磷酸葡萄糖酸的途径(磷酸酮解途径)2.2.双歧途径(磷酸酮糖途径)双歧途径(磷酸酮糖途径)第三章第三章 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/ 糖嫌气性发酵产物累糖嫌气性发酵产物累积机制积机制http:/