微生物生命活動的三個基本假說

 

微生物生命活動的三個基本假說是本博文作者1997年針對發酵工程領域提出的三個基本假說，也就是微生物生命活動的三個基本假設。發酵學三假說（見於科學出版社2005年出版的發酵原理一書）內容全文如下：

 

假說一 代謝能支撐假說：

    能直接推動生命活動（做細胞功）的能量形式叫做代謝能。微生物細胞依靠其自備的能量換轉機構，把化學能或光能持續的轉化成代謝能，並直接用來支撐其自身的生命活動。

假說二 代謝網絡假說：

    代謝途徑和輸送係統在代謝物分子水平上整合、在輔因子水平上協調，形成橫跨微生物或細胞內外的代謝網絡。代謝網絡是細胞自主調節的無尺度網絡，它作為一個整體來承擔微生物細胞的物質代謝和能量代謝。

 

 

假說三 細胞經濟假說：

    微生物細胞是個遠離平衡狀態的不平衡的開放體係，是在物競天擇的基礎上形成的細胞經濟體係。細胞經濟體係是微生物細胞生存的保障體係，它為細胞的適應性、經濟性和代謝的持續性提供保障。

 

 

  

  微生物生命活動的三個基本假說是一個整體，主要表現為：

 

① 一個完整的思想體係：微生物生命活動的三個基本假設（代謝能支撐假設、代謝網絡假設和細胞經濟假設）以及以它們為前提做出的推理構成了一個完整的思想體係。第一假設反映微生物生命活動的前提（代謝能的持續供應），第二假設體現微生物生命活動的內容（能量、物質的轉化關係），第三假設揭示微生物生命活動的法則（人和微生物合作的基礎）。這三個基本假設從三個不同的角度來分析同一個問題，微生物的生命活動的問題，體現了三者的相互聯係和相互協調。第一假設從生物能學和代謝能對生命活動的支撐的角度認定微生物細胞是代謝能轉換器，第二假設從生化學和代謝的角度認定微生物細胞是生化反應器和生物材料加工器，第三假設從生物信息學的角度認定微生物細胞是生物信息編碼器、信息傳感器和信息處理器。

 

②三個假設相互支持、相互製約，相互補充：能量代謝需借助代謝網絡來實現，代謝網絡的運行需要代謝能的支撐，能量代謝和物質代謝相互交叉，並且都受細胞經濟規律的規範和製約。代謝網絡中代謝物的流動依賴於代謝能支撐，受製於細胞經濟規律；而對代謝能支撐和細胞經濟的研究，又必須借助於它們的載體——代謝網絡。

 

③發酵工程的自然辯證法：工業發酵建立在對代謝能支撐、代謝網絡和細胞經濟等三個基本假設的深刻研究上。代謝能支撐假設揭示了工業發酵的原動力；代謝網絡假設把代謝途徑（酶蛋白）和多種蛋白係統的有序組合作為一個整體，稱為代謝網絡（物質代謝網絡），以有利於從宏觀上把握微生物的代謝和生理，為工業發酵中原料的利用和產物的合成，提供分析的依據和實際操作的位點；細胞經濟的概念的提出為正確處理工業發酵中人的主觀願望與微生物生命活動的客觀規律之間的對立統一關係提供了理論依據。 

 

④學科的交叉滲透：將化學、生物化學、微生物學、分子生物學、細胞學等學科的知識與物理學、物理化學、化工原理、電工學、生物學、經濟學、哲學和自然辯證法等學科的知識滲透、交叉、交融起來，互相支撐，融會貫通，建立發酵學科的新概念。