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03 第三章 嫌气发酵机制.ppt

页数:57页文件大小:1.25 MB来源: 微生物工程工艺原理ppt课件

本课件聚焦嫌气发酵的代谢机制,涵盖微生物细胞调节的酶活性和合成调节、糖酵解途径及其调节、酒精发酵的副产物与巴斯德效应、甘油发酵的细胞保护机理,以及同型与异型乳酸发酵的生化途径。

第三章嫌气发酵机制封面,标示本章重点与主要内容框架
微生物细胞调节机制概述,包括酶的调节、细胞膜渗透性调控和能荷调节
酶活性的调节类型,包括反馈抑制和激活,以及分支代谢途径中的多种反馈抑制方式
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第1页:第三章嫌气发酵机制封面

第三章 嫌气发酵机制
重点:糖酵解途径的特点及调节机制;酒精发酵机制;甘油的合成机制;乳酸发酵机制。

第2页:微生物细胞调节机制

发酵机制:微生物通过其代谢活动,利用基质合成人们所需要的代谢产物的内在规律。调节方式:酶的调节(活性与合成)、细胞膜渗透性调控、能荷调节。

第3页:酶活性的调节

  • 反馈抑制:直线式、分支代谢途径
  • 同功酶调节
  • 协同反馈抑制
  • 合作反馈抑制
  • 累积反馈抑制
  • 顺序反馈抑制

第4页:酶合成的调节

诱导:相关酶合成。阻遏:末端产物阻遏、分解代谢物阻遏。酶合成的调节与酶活性的调节同时存在,密切配合。

第5页:糖酵解途径及调节

糖酵解途径:C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD → 2CH3COCOOH +2ATP+2NADH2。特点:广泛存在,分两个阶段。调节通过己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶完成。

第6页:酒精发酵机制

酒精生成机制:C6H12O6+2ADP+3H3PO4→2CH3CH2OH+2CO2+2ATP。巴斯德效应:好气条件下糖代谢进入TCA环,抑制糖酵解。

第7页:杂醇油的形成

杂醇油是C原子数大于2的脂肪族醇类统称。形成途径:氨基酸氧化脱氨、葡萄糖直接形成。影响因素:菌种、培养基组成、发酵条件。

第8页:甘油发酵机制

细胞保护机理:维持渗透压和氧化还原平衡。酵母Ⅱ型发酵:加NaHSO3。酵母Ⅲ型发酵:碱性条件。发酵法生产甘油采用二步法。

第9页:乳酸的理化性质

乳酸分子结构中含有不对称碳原子,具有旋光性,分子量90.08,粘稠状液体,无色,无嗅,味微酸,可与水、酒精和乙醚以任意比例混合。

第10页:乳酸发酵机制

同型乳酸发酵:C6H12O6+2ADP → 2CH3CHOHCOOH+2ATP。异型乳酸发酵:6-磷酸葡萄糖酸途径、双歧途径、米根霉乳酸发酵机理。

第11页:米根霉乳酸发酵机理

米根霉糖分解代谢主要包括EMP途径和TCA途径,存在两个独立调控的丙酮酸库。随着葡萄糖浓度增大,EMP途径和乳酸合成通量增大。

第12页:乳酸发酵比较

思考题:试比较乳酸发酵机制的异同点。同型发酵产物只有乳酸;异型发酵产物包括乳酸、乙醇、CO2等。

第13页:第三章重点总结

重点:糖酵解途径的特点及调节机制;酒精发酵机制;甘油的合成机制;乳酸发酵机制。难点:糖酵解的调节机制;巴斯德效应。

第14页:工业应用实例

酒精工业:淀粉质原料、糖蜜原料的嫌气发酵。乳酸工业:米根霉发酵玉米原料。甘油工业:酵母二步法发酵。

第15页:代谢调控应用

利用抗反馈调节突变株和营养缺陷型突变株,解除末端产物反馈抑制,提高发酵产物产量。

第16页:第三章思考题

思考题:1. 糖酵解途径的调节机制?2. 巴斯德效应的原理?3. 比较同型和异型乳酸发酵。

第17页:糖酵解调节图示

己糖激酶产物变构抑制;磷酸果糖激酶受能荷调节;丙酮酸激酶受ATP、丙氨酸等反馈抑制。

第18页:第三章结束

End Thanks!

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