酵母菌有线粒体吗
酵母菌有线粒体吗推荐文章1:你可能没有想象中那么了解酵母---说说酵母的知识
面包王子说:
面包如果用一句话去诠释的话,应该是用经验学去判断生物学,而生物学最基准的就是关于酵母方向。
如果我们拉到生命的进化的尺度,酵母的产业比我们想象的还大!全球最大的项目公司和中国最大的项目公司分别是乐斯福和安琪,他们已经深入了整个生物科技的领域,对于酵母再度的深度开发涉及到农业、医药科研,包括生命方向等等。尤其是酶制剂的使用更加突破了食品更多可能性。
现阶段整个行业,无论工业烘焙、手工烘焙都因为酵母和酶制剂的技术没有突破而停留在某一个阶段,就像蒸汽机时代到电力时代一样。
所以烘焙的突破需要更多酵母突破,尤其是酶制剂的突破,我们要对这些的知识更加的深入去了解,去探索。
中国江南大学和河南工业大学在这方面进行了一些深入的研究,现在在深入基础的研究和面包的应用研究中需要有一个贯通性,知识体系才可以加速建立。行业内的应用需要面包师傅不断的去学习更多深度的知识,就是藏在经验学下边生物学的一些特征,理论与经验并行,食品系的学生应该去了解面包应用制作的一些状态的经验,以求更加好的理解这整个系统。
当然除此以外还有整个营销,技术,和深度食品科技,这三者融合性的人才是未来是重点需求。
人类发酵食物的历史几乎可以追溯到6000年前最早有史可考的时候,但一直到150年前,有了路易·巴斯德的研究后,我们才开始明白发酵的根本原理,关键在与特定真菌群的产氧代谢作用,这类真菌就是酵母。
酵母是一群微小的单细胞真菌,已知的种类已经超过100种。这些酵母有些会造成人类感染,有些则导致食物腐败,不过其中一种酿酒酵母,意思是“酿造业者的糖真菌”对酿造、烘焙都很有作用,人类有史以来,大都只由谷物表面取得酵母,有时也取自先前制作的面团,或者啤酒酿造桶内酒液表面。时至今日,面包专用的特选酵母品种都是工业发酵槽中的糖蜜培育出来的。
所以今天想和大家深入的聊聊酵母的不同,这可能是一篇知识点有些密集的枯燥干货,但是沉下心来,才能感受到酵母的魅力所在~
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酵母的代谢作用
酵母代谢糖分之后,会产生能量及其他副产品,也就是二氧化碳气体和酒精。酵母细胞体内的这整套转化作用,可以写成如下化学式:
C2H12O6 →2C2H5OH + 2CO2
(1个葡萄糖分子,会生成2个酒精分子和2个二氧化碳分子)
面包制作过程产生二氧化碳和酒精,则会留在面团里,待烘焙温度提高,两种成分便因高热排出面团。若面团不加糖,酵母菌就依赖单一糖分子(葡萄糖和果糖)和含两个葡萄糖分子的麦芽糖为生,而麦芽糖是面粉酵素分解淀粉粒之后的产物(即是没有糖的情况下就分解小麦粉里面的淀粉,析出仅有的麦芽糖和酒精)。面团中加入一点糖就可以活化酵母,加入大量则会抑制酵母活性,作用和加盐是相同的。温度对酵母的活性也有重大影响:酵母细胞在35℃左右生长与产气的速度最快。
酵母除了能提供二氧化碳气体使面团胀大,还会释放出好几种化学物质,从而影响面团的硬实程度。这整体作用能够让面筋更强韧、弹性更高。
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鲜酵母、干酵母、半干酵母
现在市面上出售的新鲜酵母,多半是单纯培养出适用于面包的进口酵母。在面包制作上,其用途广泛,无论是哪一种面包面团都可以顺应适用。特别是含较多砂糖配方的面包,或甜面团等,最能发挥作用。举个例子,日本的新鲜酵母中含有大量的转化酶(蔗糖分解酵素),转化酶的活性很强,因此能迅速地将面团中的砂糖(蔗糖)分解成葡萄糖和果糖,将此作为酵母自身营养源,进而促进发酵。
此外,在砂糖配方较高的面团中,面团内的水份浓度变高(溶解了大量的砂糖和盐),与酵母细胞的细胞壁内外,水分浓度有相当大的差异。会因渗透压而使酵母内的水分流出造成细胞的破坏。
① 鲜酵母:含水量在65% ~ 80%,干性物质30% ~ 35%。在干性物质中:蛋白质40% ~ 50%、碳水化合物30% ~ 35%、 核酸5% ~ 10%、灰分3% ~ 5%、脂质1% ~ 2%。在2 ~ 6℃冷藏保存45天。一般适用量在 2.5% ~ 3%。
② 半干酵母:半干酵母是鲜酵母在干燥过程中脱出了酵母内部的自由水,酵母干物质控制在80%左右,没有脱出结合水,酵母在干燥过程中并没有受到伤害,酵母细胞膜完整,死亡细胞少。半干酵母对温度敏感,可在-18℃冷冻保存两年。一般使用量在1.0% ~ 1.2%。
③ 干酵母:鲜酵母经干燥而成干酵母,约含有92%固形物。酵母在干燥环境已成休眠状态,因此,在使用干酵母加入面团前,最好先用热水(41℃ ~ 43℃)、4 ~ 5 倍酵母的水量溶解,放置5 ~ 10分钟。即使干燥过程中部分酵母死亡,以及活力损失,但由于干酵母固形物含量为鲜酵母的三倍,所以干酵母的活力远远大于鲜酵母。鲜酵母为了达到与干酵母相当的活力,在使用过程中换算比例为鲜酵母=2 :1。一般使用量为1%,常温保存2年。
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面包酵母用量的增减
吐司面包需要的酵母用量是2%,甜面包是3% ~ 4%,德式面包史多轮需要10%。根据面包种类的不同,面包酵母的用量也需要变化,在发酵时间上也有很大不同,当然酵母的用量也可以是根据当时环境的温度和操作的时间而有所增减。
当然,砂糖、食盐、脱脂奶粉等副材料的使用比例也会有变化。按照一般制作过程以及配方对酵母的用量增减可看下表:
平均用量
减少
微减
微增
增加
1.发酵时间较长时
2.与天然酵母并用时
1.搅拌量较多时
2.气温、室温较高时手工操作较多时
1.面团温度较低时
2.含盐量较高时
3.面团打得较硬时
4.水碱性较强时
5.面筋较强时
6.小麦粉熟成度不够时
1.起酥油较多时
2.发酵时间较短时
3.牛奶较多时
4.砂糖较多(10%以上)时
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酵母的结构
酵母当中的细胞,肉眼无法辨视,不适用显微镜就看不到的微小程度。实际上它们是圆或者椭圆的球形,大小程度是短径3 ~ 7微米(μ),长径4 ~ 14μ,一个拥有独立生命体的细胞。总之并不像人类一样,由无数个细胞组合而成生命体,无论集结了多少个酵母细胞,都无法创造出新的生命体,1g的新鲜酵母当中,约有100 ~ 200亿个酵母细胞存在着。市面上售卖的500g的新鲜酵母中,算起来是浓缩凝聚了3 ~ 4兆个酵母细胞。
酵母菌显微镜下观看
一个酵母细胞的成分里,约占70%的水份,其余的固体成份是蛋白质、碳水化合物,也含有脂肪和灰分等。
成分
含量%
水分
65~68
固体成分
32~35
蛋白质
40~50
碳水化合物
30~35
核酸
5~10
灰分
3~5
脂肪
1~2
酵母为单细胞真菌,有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、颗粒体等组成。
⑴ 细胞壁:植物细胞特有,由葡聚糖和甘露聚糖等纤维素构成。新生细胞壁薄而透明,而且会逐步变厚,成熟细胞壁厚。其目的在于保护细胞。
⑵ 细胞膜:选择性吸收酵母所需的必须成分。同时,在细胞外还分布着一些转化糖,这些酶在体外也能发生作用,将不能渗透过细胞膜的营养大分子分解成小分子,再渗入细胞体内,如蔗糖分子(双糖)经酵母细胞的体外转化酶分解为葡萄糖和果糖(单糖)为酵母吸收。
⑶ 细胞核:具有增殖作用,为酵母细胞的中心。当酵母细胞增殖时,细胞核移向一边,伸长逐渐分裂为两个,一个移入新细胞内。
⑷ 细胞质:流动性的胶质状态,当酵母死亡,原生质产生不可逆的变化,即无法再恢复原来的形状。
⑸ 液泡:主要在鲜酵母和半干酵母中存在,个数和大小由酵母种类及酵母细胞的新老而异。也具有贮藏氨基酸及酵母所需养分的作用。
⑹ 颗粒体:颗粒体又分为微粒体和线粒体,微粒体是球形,合成酶等蛋白质;线粒体是线性,贮藏着酵母细胞的部分营养。
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酵母的发芽增殖
酵母是存在于各处,随处都有:苹果、葡萄、薯类等表皮,枯草、枯枝的表面,能想到的,连马粪中都附着有酵母菌。
从热带南国之端至极寒北极之境,地球上所及之处都散落着酵母菌的存在。
酵母借助氧气、水及其他营养成份来增殖生长。一旦没有氧气,酵母就会开始发酵,酵母不发酵地进行增殖时,就必定要有氧气,有氧气时,以其份量及比例来看增殖的速度回更快速。
面包酵母通过发芽实现细胞增殖。与细菌分裂不同,发芽增殖时在母细胞的一端生出一个凸起的子细胞,子细胞逐渐地变大,直至最后离开母细胞。
植物以水合二氧化碳为原料,合成碳水化合物。面包酵母没有叶绿素,必须从外界吸收养分,碳的有很多,但实际的制作中人们会多使用废蜜糖。氮的则使用磷酸铵等。
面包酵母将无机物同化吸收,合成蛋白质。影响面包酵母增殖速度的是培养温度、营养供给、氧气供给者三个要素。培养温度在28 ~ 32℃为宜,兼顾品质和增殖效率来考虑的话,温度的最高上限是38℃。这里为了避免误解,再多说一句,面包酵母增殖的最佳环境是温度在28 ~ 32℃,PH值在4.0 ~ 5.0。而面包面团发酵时,温度范围在24 ~ 35℃,PH再5.0 ~ 5.8这个区间。
酵母增殖完成需要2小时(不是面包发酵需要2小时),一个健康的酵母可以连续发芽25次。当生存环境不良时,如温度太高或者太低,湿度太小、化学药剂及其他不良因素影响下,不能进行出芽生殖而进行孢子增殖,孢子内的细胞核经1、2、3次分裂,一个囊内可发现2、4、8个孢子,子囊孢子长到适当大小,若遇到适当的环境,子囊壁破裂,释放出孢子,再进行出芽增殖。酵母孢子可抗热及干燥,这是营养细胞所不能比的,但酵母不能抵抗高温,比如在60℃会被杀死。
关于面包面团发酵中面包酵母增殖问题,已有很多相关研究,其中根据辛普森的研究结果,每添加0.25%的面包酵母,酵母增殖率为132%;添加0.5%的面包酵母,增殖是112%;添加1%的面包酵母,增殖率是61%;添加2%的面包酵母,增殖率是23%;添加3%的面包酵母,则不见增殖。再结合其他告一起考量的话,等得出结论:使用面包酵母2%,大约会有30%的增殖率。
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酵母的营养
面包酵母属于出芽酵母。根据分类,清酒酵母、啤酒酵母、红酒酵母也属于这一类。
酵母所需要的营养主要为碳源、氮源及一些无机盐和维生素等。碳源主要是供酵母生产及能量;氮源用于合成蛋白质及核酸等;无机盐用于构成细胞结构。酵母只能利用一些单分子糖类作为碳源,对于蔗糖,需要通过体外转化酶分解为葡萄糖和果糖,溶于水中被酵母所吸收。而氮源,不管是有机含氮化合物或是无机盐,都可以被酵母所利用合成蛋白质、核酸。
面包酵母利用小麦粉中的糖以及副材料中添加的糖来发酵,继而产生二氧化碳、酒精、有机酸等产物,给与面团延展性和弹性,也就是进行所谓的熟成。酵母消耗糖的量根据条件差异所不同,以1g酵母1小时消耗葡萄糖0.33g为例,气体产生量理论上为249ml,实际测算值为215ml。面包酵母中虽然存在多种酶,但正常状态下只在细胞内作用,基本上不会在细胞外产生作用。
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酵母的酶
如果蛋白质和淀粉一开始没有被蛋白酶或淀粉酶分解成氨基酸和麦芽糖,那也无法收到酵母中酶的作用。
之前讲过,酵母发酵时面团在无氧的状态下,将面粉中的糖类以及配方中辅助材料的糖类经过酵母体内发酵酶的催化作用,产生二氧化碳、酒精及一些有机酸,让面团体积膨大,并给与面团延展性、弹性,以及特有的发酵香味。在酵母中只要有三大酶对于酵母的发酵起至关重要的作用。
⑴ 转化酶:部分转化酶由于老的酵母细胞列解释放出体外,这些转化酶在体外仍可进行作用。同时,酵母细胞膜及酵母壁里也含有转化酶。转化酶将蔗糖(砂糖)在酵母体外分解成葡萄糖和果糖,然后再渗透进入酵母体内。转化酶作用的最合适温度是50 ~ 60℃,最合适的PH是4.2。
⑵ 麦芽糖酶:在淀粉经α淀粉酶分解为糊精,糊精经β淀粉酶分解为麦芽糖后,麦芽糖再经酵母细胞膜的酶搬运至酵母细胞体内,从而体内的麦芽糖酶将麦芽糖分解成双分子葡萄。最适合的温度为30℃,最合适的PH是6.6 ~ 7.3。
⑶ 发酵酶:也称之为酒化酶群,是有助于发酵的多种酶的统称,将酵母体外淀粉、蔗糖经过系列反应转化成体内的葡萄糖和果糖分解成二氧化碳和酒精。最适合的温度为30 ~ 35℃,最合适的PH是5.0.
另外,在面包酵母中还存在蛋白酶、α淀粉酶等50种以上的活性酶。
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影响酵母发酵的因素
⑴ 温度。酵母发酵,首先利用的是面粉中的单糖和双糖,这些糖用完后,面粉里的淀粉酶分解破损淀粉形成麦芽糖,酵母再利用麦芽糖进行发酵。转化酶的最适合温度为50 ~60℃,麦芽糖酶为30℃,发酵酶为30 ~ 35℃。从酶的活性上来讲,温度升高,酵母的发酵速度增加,气体的产生量增加,但是一般的发酵温度不要超过38℃,超过38℃,气体的产生反而变慢。一般正常的面包制作,搅拌完成的面团温度为26℃,面包快速制作时,搅拌面团终温可以达到30℃。我们知道,搅拌面团终温的控制对于面包品质稳定性至关重要,终温太高,酵母在面团成型过程中就已经开始发酵,则在最终发酵时需要缩短时间来进行弥补;终温太低,面团偏硬,在面团成型过程中上海面筋,在最终发酵时需要延长时间来进行弥补;但不管是温度太高或态度,通过弥补的方式终归会影响面包制作的稳定性。
⑵ PH。酵母对PH的适应能力最强,尤其可耐PH低的环境。实际上面包制作时,面团PH维持在4 ~ 6最好。
⑶ 乙醇(酒精)。酵母对乙醇的耐力较强,但是在发酵的中,乙醇产生越多,发酵速度越慢。
⑷ 糖类物质。发酵之所以能产生CO2 和酒精等,主要是因为面团内含有可以为酵母吸收的四种糖:蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖。
⑸ 渗透压。高浓度的砂糖、盐、无机盐和其他可溶性的固体都自已抑制酵母的发酵,面包在制作中影响渗透压的主要物质有盐和糖,糖量在0 ~ 5%时,可促进发酵,超过8 ~ 10%时,由于渗透压的增加,酵母体内原生质渗出细胞膜,原生质分离,酵母因此破坏,发酵受到抑制。干酵母比鲜酵母耐高渗透压环境。盐是高渗透压的材料,一般使用量为1.5 ~ 2%,只要有一点加入,即有抑制酵母发酵的作用,盐比糖抑制发酵的作用大。
⑹ 酵母浓度。需段时间发酵的面团、糖含量较多的面团以及速冻的面团,一般需要用较多量的酵母促进发酵。但酵母倍数的增加,不可能使大脚速度也成倍增加。
⑺ 死干酵母的影响。由于死干酵母中含有谷胱甘肽*,有降低面筋气体保持性的作用,为了不使面团保气性过低,需要加入一些改良剂。
*谷胱甘肽:
常见分子式:C10H17N3O6S是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合,含有巯基的三肽,具有抗氧化作用和整合解毒作用。半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽活性基团(故谷胱甘肽常简写为G-SH),易与某些药物(如扑热息痛)、毒素(如自由基、碘乙酸、芥子气,铅、汞、砷等重金属)等结合,而具有整合解毒作用。故谷胱甘肽(尤其是肝细胞内的谷胱甘肽)能参与生物转化作用,从而把机体内有害的毒物转化为无害的物质,排泄出体外。谷胱甘肽还能帮助保持正常的免疫系统的功能 。
谷胱甘肽广泛存在于动、植物中,在生物体内有着重要的作用。在面包酵母、小麦胚芽和动物肝脏中的含量很高,达100 ~ 1000 mg/100g,在人体血液中含26 ~ 34 mg/100g,鸡血中含58 ~ 73 mg/100g,猪血中含10 ~ 15 mg/100g,在西红柿、菠萝、黄瓜中含量也较高(12 ~ 33 mg/100g),而在甘薯、绿豆芽、洋葱、香菇中含量较低(0.06 ~ 0.7 mg/100g) 。
⑻ 防腐剂。常见防腐剂是丙酸钙,丙酸盐的一般使用量为0.1%,最高使用量为0.32 ~ 0.35%,防腐剂量增加,延长最后发酵时间。
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总结
酵母最主要的作用是所产生的CO2被包含在面团内而使面团膨胀起来,同时还使面筋扩展并产生发酵风味,所以酵母的发酵不能以化学膨胀剂所替代。
1. 使面包膨大。这是酵母的重要作用之一,在发酵中,酵母可以利用面团中的糖发酵,最终产生CO2,使得面团蓬松并在烘烤过程中使面包的组织膨大、疏松。
2. 扩展面筋。在发酵过程中,面包酵母中的各种酸,不仅促使面团中所含各种糖的分解,而且也使得淀粉、蛋白质发生复杂的生物、化学变化,产生大量的CO2,CO2在形成气泡时从内部拉伸面包组织,增强面团的粘弹性,最终得到细密的气泡和很薄的膜状组织,同时,还产生酒精和有机酸等。
3. 增加面包的风味。给面包带来特别风味的物质主要是在发酵过程中产生一些挥发性化合物,如酒精、有机酸、醛类、酮、酯等。
介绍 :Wilson
世界面包冠军周斌的首徒
曾师从于法国MOF Michael、日本名师小仓孝树
互联网烘焙品牌大厂幕后研发负责人
编辑:Annice
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酵母菌有线粒体吗推荐文章2:人的寿命是由身体中每一个细胞衰老速度决定的,是什么决定了细胞的衰老
人的寿命是由什么决定的?目前,我们能给出的答案是,它是由我们身体中的每一个细胞的衰老速度决定的。但这又引出一系列新的问题:这些细胞有固定的衰老过程吗?是以相同的速度、因为相同的原因衰老的吗?一项发表在《科学》上的新研究,回答了这些问题。
研究人员在研究酿酒酵母(能模拟人体内皮肤细胞和干细胞)的衰老时,取得了一项惊人的发现:这些细胞尽管拥有相同的遗传物质,处于相同的环境中,但它们还是可能会以不同的方式衰老。随后,他们利用微流控技术和计算机建模,进行了更加精细的研究。
结果发现,约有一半细胞衰老的原因是核仁的稳定性逐渐下降。核仁是细胞中合成核糖体的场所。在细胞处于活跃时期时,核仁大小能达到细胞核的25%,但在一些休眠的细胞中,核仁会明显减小。而另一半细胞会由于线粒体的功能失调而衰老,随着能量衰竭时,细胞会逐渐衰老。
在细胞生活的早期,它们实际上已在两种衰老途径中选择了一条,并会一直遵循这条衰老轨迹。而在了解细胞的衰老方式后,研究人员发现可以操纵和优化细胞的衰老过程。在进一步的计算机模拟中,他们通过修改细胞的DNA分子和重新编码它们的衰老过程,发现了能显著延长细胞寿命的方式。
文章的通讯、加利福尼亚大学圣迭戈分校的分子生物学家Nan Hao说:“我们的研究提出了合理设计基因或化学疗法来重新编程人类细胞的衰老过程,目的是有效地延缓人类衰老并延长人类健康。”下一步,他们计划观测更复杂的细胞和生物体,以寻找相似的衰老途径。同时,他们将评估治疗剂和药物的“鸡尾酒”组合,以期能有效地延缓衰老。 (/环球科学)
酵母菌有线粒体吗推荐文章3:你不知道的酵母菌
说起酵母,我们马上就会想到做面包和馒头用的活性干酵母,还有啤酒、葡萄酒、酒精饮料等各种各样的酒类。但是,除了这些美食,酵母还有非常多方面的用途,酵母的种类也不是只有一种酿酒酵母,下面我们来全面地认识一下酵母。
1酵母菌的形态结构
酵母菌是真菌生物,分类上比较混乱,主要是因其形态不一所致。酵母菌是单细胞真核微生物,形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等,比细菌的单细胞个体要大得多,一般为1~5或5~20微米。酵母菌无鞭毛,不能游动。酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等,有的还具有微体。
2酵母菌的生殖方式
酵母菌的生殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种。无性繁殖又分为芽殖、裂殖、掷孢子、节孢子、厚垣孢子。有性繁殖方式主要是产生子囊孢子。凡具有性繁殖产生子囊孢子的酵母称为真酵母,尚未发现有性繁殖方式的称为假酵母。
3酵母菌的主要用途
01食用酵母
分为茶酵母、啤酒酵母和面包酵母。不具有发酵力的繁殖能力,供人类食用的干酵母粉或颗粒状产品。它可通过回收啤酒厂的酵母泥、或为了人类营养的要求专门培养并干燥而得。美国、日本及欧洲一些国家在普通的粮食制品如面包、蛋糕、饼干和烤饼中掺入5%左右的食用酵母粉以提高食品的营养价值。酵母自溶物可作为肉类、果酱、汤类、乳酪、面包类食品、蔬菜及调味料的添加剂;在婴儿食品、健康食品中作为食品营养强化剂。从以乳清为原料生产的酵母中提取的乳糖酶,可用于牛奶加工以增加甜度,防止乳清浓缩液中乳糖的结晶,适应不耐乳糖症的消费者的需要。
02药用酵母
制造方法和性质与食品酵母相同。由于它含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质,医药上将其制成酵母片如食母生片,用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中,如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母,对一些疾病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病,并有一定防止细胞衰老的作用;含铬酵母可用于治疗糖尿病等。
03饲料酵母
通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成,不具有发酵力,细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质(30~40%左右)、B族维生素、氨基酸等物质,广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育,缩短饲养期,增加肉量和蛋量,改良肉质和提高瘦肉率,改善皮毛的光泽度,并能增强幼禽畜的抗病能力。
04制作发面
制作发面有很多办法,有小苏打发面和酵母发面等。这些方法效果是一样的,都是通过在面团中产生大量二氧化碳气体,蒸煮过程中,二氧化碳受热膨胀,于是面食就变得松软好吃了。但是两者的原理是不同的,小苏打发面是化学过程,小苏打会严重破坏面粉中的B族维生素;而酵母发面是通过酵母发酵的生物学过程完成的,并且提高了营养价值。
05其他用途
因酵母属于简单的单细胞真核生物,易于培养,且生长迅速,被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物,也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。酵母菌中含有环状DNA——质粒,可以用来作基因工程的载体。
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酵母菌有线粒体吗推荐文章4:
酵母菌有线粒体吗推荐文章5:ATP是怎么产生的?「高中生物讲解」1.5.3
上一节里我们讲到,细胞中能量的“通货”是ATP。ATP是怎么产生的呢?“放能反应”又发生在哪里?今天我们就来一起了解。
我们之前说能量是由线粒体提供的,事实上这个说法不够准确。ATP由细胞呼吸产生,而细胞呼吸中只有某些阶段在线粒体内进行。细胞呼吸,其实就是细胞内有机物氧化分解,并释放能量。
细胞呼吸的过程
我们知道,人类的呼吸是需要氧气的,细胞呼吸是否也都需要氧气?在伤口较深,且被污染的时候,我们要去医院打破伤风疫苗。破伤风的病原体破伤风杆菌,就是一种只能在无氧环境下生长繁殖的细菌,它们的能量也于细胞呼吸。由此可见,细胞呼吸并不一定需要氧气。细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种,我们体内细胞每时每刻进行着的,大多是有氧呼吸。
破伤风杆菌
对于大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有氧气参与。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,此时细胞呼吸的化学反应方程式可以简写成
有氧呼吸的全过程十分复杂,在高中阶段,它被分为三个阶段。
第一阶段被称为糖酵解,在细胞质中进行。在细胞质中,一分子葡萄糖被分解成两分子丙酮酸,同时生成四个[H]以及少量能量。[H]指还原性氢(NADPH),它在有氧呼吸的第三阶段将会发挥作用。这个阶段不需要氧气的参与。
第二阶段与第三阶段在线粒体中进行。第二阶段在线粒体基质中发生,葡萄糖分解而成的丙酮酸在水的参与下被彻底地分解为二氧化碳和[H],同时释放少量能量。这一阶段并不需要氧气的直接参与,但在无氧的情况下,这一阶段不会发生。
第三阶段在线粒体内膜上发生。线粒体的结构很有意思,它具有内、外两层膜,内膜的某些部位相线粒体内腔折叠成嵴,嵴使得内膜的膜面积大大增加,这为酶提供了大量附着位点。参与有氧呼吸第三阶段的酶,就大量附着线粒体内膜上。在第一阶段和第二阶段生成的[H],就在第三阶段中经历一系列化学反应,与氧气结合形成水,并释放大量能量。
线粒体内腔折叠成嵴,增大了膜面积
在整个有氧呼吸的过程中产生的能量,一部分参与生成了ATP,一部分作为热量散失了。而如果燃烧葡萄糖,同样消耗了氧气,结果也都是生成了二氧化碳和水,为什么燃烧不能生成ATP呢?这是因为燃烧与有氧呼吸,反应的途径是不一样的。有氧呼吸过程温和,有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放,这些能量有相当一部分被储存在ATP中。
以上是有氧呼吸的大致内容。无氧呼吸呢?
酿酒需要使用到酵母菌,酵母菌就可以进行无氧呼吸产生酒精。用于制作酸奶的乳酸菌,进行无氧呼吸产生乳酸。无氧呼吸有很多类型,生成的产物也很多,在高中阶段,我们主要接触到的就是产生乳酸或酒精的无氧呼吸。
无氧呼吸的全过程一般能分为两个阶段。第一阶段与有氧呼吸完全相同,第二阶段则不相同。在第二阶段中,丙酮酸和[H]在酶的作用下,转化为酒精和二氧化碳,或者乳酸。无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,大部分能量存留在酒精或乳酸中。
除了提供赖以生存的能量外,细胞呼吸还有许多应用。酿酒、做酸奶,都离不开细胞呼吸。除此之外,在各种各样的领域,如食品加工,药物制作、农业生产等等领域中,细胞呼吸的相关知识也为生产带来的诸多便利。你有了解过吗?欢迎在评论区中进行讨论。
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