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【专稿】从三个不同的角度来分析同一个问题

已有 4444 次阅读 2009-7-17 12:00 |个人分类:生命系统|系统分类:观点评述| 生物学, 生物工程, 发酵原理, 发酵工程, 微生物学

【专稿】从三个不同的角度来分析同一个问题

   前文《春江水暖谁先知——学生最有发言权》已于7月12日发布了关于在科学网悟空书斋(张星元的博客)陆续推荐发表学生在发酵原理课程讨论会上的发言稿的消息,随后,以在发言稿标题前冠以【专稿】的方式按已公布的目录开始发稿。
    现在研究生的发言稿的发稿暂告一段落(6篇),开始发本科生的发言稿(23篇),为方便读者系统地选读,特对原已公布的目录次序按内容作了调整,今天开始按《关于调整学生发酵原理讨论会发言稿发稿次序的公告》陆续发稿。现在发布成×同学的  《从三个不同的角度来分析同一个问题》,请指正。


成×同学:从三个不同的角度来分析同一个问题
         
       微生物活细胞是一个远离平衡状态的不平衡的开放系统,是一种耗散结构。微生物细胞的生命活动必须由代谢能来支撑(持续地供应代谢能),工业发酵必须由活的微生物细胞来支撑,微生物细胞内大量的生物化学反应和细胞代谢过程也只能接受代谢能。但是,客观上微生物细胞直接面向环境而独立存在的处境,以及微生物细胞自主应对环境变化的生存方式,要求微生物细胞必须自备与其能源相对应的能量形式转换机构,并具备把能源提供的能量形式持续不断地转化成代谢能的能力,最终实现代谢能对微生物细胞生命活动的支撑。

       在代谢能支撑假说的阐述过程中,我们又学习并巩固了一些知识点。如微生物细胞内外的物质交换:化学物质的跨膜过程主要根据营养物质进入细胞是否需要细胞提供帮助分为输送和扩散,而又根据是否需要载体蛋白将扩散分为促进扩散和简单扩散。简单主动输送需细胞提供载体和代谢能,是一种细胞采取主动的输送;而基团转移是需提供载体、代谢能和酶的主动输送机制。化能异养型微生物的生物氧化过程及方式与其代谢中的能量形式的转换都是以前我们在生物化学及细胞生物学中接触过的知识点,而现在通过老师的再次讲解,从发酵学的观点理解这些知识点,感觉更加心领神会。
        微生物细胞是个远离平衡状态的、不平衡的开放体系。代谢网络是一个由代谢能直接支撑的整体,既是相对稳定的,又是可以自主调节的。代谢网络变化的根据在于细胞的遗传物质,变化的原因在于生存的条件。微生物细胞的遗传物质是代谢网络的生物信息源,微生物细胞的生理状况是代谢网络运行在细胞层面的表现。
        微生物细胞的物质代谢和能量代谢依靠代谢网络来实现。细胞生命活动过程中,化合物在代谢网络中流动,形成代谢流。代谢网络横跨细胞内外,没有绝对的起点,也没有绝对的终点。在工业发酵生产中,微生物细胞作为生产线上的细胞机器,其代谢流有起点和终点,起点应该是原料,终点应该是目的产物。代谢网络假说为工业发酵菌种选育及生产工艺的控制系统地提供了可供选择的、可操作的可能性,画出了工业发酵新产品新原料开发的生物学蓝图。
        细胞经济假说阐述了微生物细胞为了生存和竞争而进行自身调整的保障机制。微生物是自然界长期进化的产物,它之所以能生存至今,自然有它独特的优越性。在我们对微生物改造之前,它们自身已经形成了一套完整的细胞经济体系。
        细胞经济假说是建立在代谢能支撑假说和代谢网络假说基础上,又是为代谢能支撑假说和代谢网络假说服务的。细胞经济假说为代谢能的开支、代谢网络中各种代谢物库的大小及代谢流中碳架物质的流量大小和分支处的流量分配提供了解释依据。


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