微生物代谢与调控

微生物的代谢及其调控微生物的代谢及其调控-1-微生物的代谢及其调控微生物的代谢及其调控摘要：摘要：新陈代谢是生命现象的最基本特征，研究微生物代谢规律及其调控机理，可以实现微生物的生产利益，从而为人类服务。本文介绍了微生物的代谢概念、类型及其调控机理。关键词：关键词：微生物；代谢；调控机理MicrobialmetabolicandregulationmechanismAbstract:Metabolismisthemostbasiccharacteristicofthephenomenaoflife.Researchonmicrobialmetabolicregularityandregulationmechanism,mayrealizethemicrobialproductioninterests,thusservingthesociety.Thepaperintroducedtheconceptofmicrobialmetabolic,typesanditsregulationmechanism.Keywords:microbial;metabolic;regulationmechanism微生物是一群生物学上进化地位较低的简单生物。其类群十分庞杂，包括不具有细胞结构的病毒和类病毒，原核类的细菌、放线茵、蓝细菌、立克汰氏体、衣原体和枝原体，以及属于真核类的酵母菌、霉菌、原生动物和显微藻类等。由于肉限难以分辨直径小于1mm以下物体的细节，故人们必须借助显微镜或电子显微镜才能观察微生物的形态及测量它们的大小。1.微生物生物的代谢代谢新陈代谢简称代谢，是微生物生命活动的基本特征之一，是微生物生理学的核心，它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和。一个微生物细胞就是一个新陈代谢的整体，其中配备着复杂、多样的结构成分和酶系，协调地进行着同化和异化过程，表现了包括营养、合成、呼吸、生长、繁殖等各种生命现象。微生物从外界吸收营养物质，在同化作用中合成新的细胞物质，贮存能量，建立生长发育的物质基础；同时在异化过程中通过呼吸作用，不断地在体内分解和氧化一些细胞物质和从界口吸收的营养物质，释放能量，供同化作用和机体运动的需要，并生成一些中间产物用为合成细胞物质的基础原料。最后不能被利用的代谢产物，则贮存体内或排泄体外。在这种代谢中，既有物质代谢，也有能量代谢。同化作用和异化作用在生活细胞中是相反相成的，生命现象就是这种矛盾的对立统一[1]。1.1微生物能量代谢微生物能量代谢微生物的生长繁殖要正常进行，需吸收营养物合成细胞组分。然而，合成细胞组分及维持生命活动都需要能量，这些能量都是依赖微生物产能代谢提供。微生物能量的来源不外乎是化能或光能，然而微生物利用达些能源的方式却是多种多样的。在种类繁多的微生物世界里，绝大多数是属于化能异养微生物。不同的微生物产生能量的方式有所不同，各种能量形式都需要转换为一切生命活动都能使用的通用能源——ATP后，才能被生物细胞直接利用。ATP是机体内最重要的高能化合物。-2-1.1.1呼吸作用与产能呼吸作用与产能代谢代谢[2]微生物呼吸作用的本质是氧化与还原的统一过程，这过程中有能量的产生和能量转移。微生物的呼吸类型有三类：发酵、好氧呼吸和无氧呼吸。这三者都是氧化还原反应，即在化学反应中一种物质失去电子被氧化，另一种物质得到电子被还原。微生物的产能代谢是通过这三种呼吸作用来实现的，从中获取其维持生命活动需要的能量。（1）生物能量的转移中心——ATP微生物能量来源有多种，产生的能量形式也有多种，如电能、化学能、机械能、光能等。微生物所产生的能量中，有一部分变为热散发掉，有一部分供合成反应和其他生命活动所需，另有一部分被贮存在ATP（三磷酸腺苷）中，以备生长、运动及其他活动用。ATP结构如图1所示。ATP中的磷酸基团可以依次移去，主成腺二磷(ADP)、腺一磷(AMP)。分子中的两个高能磷酸键在水解时会放出大量的自由能。反过来，在形成这种高能磷酸健时又可将反应过程中释放的能量贮藏于其中。ATP是生物能量的主要传递者。图1ATP结构结构化能微生物分解有机物所释放的化学能，光能微生物利用光合色素所捕获的太阳辐射能，不管何种方式获得的能量，都得转换成ATP形式的能量。当需要这些能量时再水解ATP，让能量释放出来。ATP中的能量可用于物质分解，也可用于生物合成，还可用于营养物质的运输。由此可见ATP对于微生物的生命活动具有重大意义。（2）ATP的产生方式ATP是在发酵、好氧呼吸及无氧呼吸中生成的。其生成的具体方式有以下三种：a）底物（基质）水平磷酸化底物（基质）水平磷酸化厌氧微生物和兼性厌氧微生物在基质氧化过程中，产生一种含有高自由能的中间体，如发酵中产生含高能键的1,3-二磷酸甘油酸。这一中间体将高能键（～）交给ADP，是A