1分子葡萄糖发酵产生1分子乳酸,1分子乙醇和1分子CO2,并且只产生1分子ATP。 总反应式如下:
C6 H12 O6+ADP+Pi→CH3CHOHCOOH+CH3CH2OH+CO2+ATP 双歧杆菌途径:
将2分子葡萄糖发酵为2分子乳酸和3分子乙酸,并产生5分子ATP,总反应式为: 2 C6 H12 O6+5ADP+5Pi→2 CH3CHOHCOOH+3 CH3COOH+5ATP
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b. 细菌异型酒精发酵,通过HMP途径进行,产生1分子乙醇和1分子乳酸。 3)通过ED途径进行的发酵 —细菌的同型酒精发酵 细菌同型酒精发酵,ED途径进行,产生2分子乙醇。 4)由氨基酸发酵产能——Stickland反应
这种以一种氨基酸作氢供体和以另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的独特发酵类型,称为stickland反应。stickland反应的产能效率很低,每分子氨基酸仅产1个ATP。
氨基酸为氢受体而产能的独特的发酵类型,其产能效率低,每分子氨基酸仅产1分子ATP 。 ③发酵中的产能反应 —— 底物水平磷酸化
底物水平磷酸化是指在生物氧化过程中产生一些含有高能磷酸键的化合物如TCA循环中的GTP,EMP途径中的1,3—二磷酸甘油酸、PEP等,并且这些高能磷酸化合物的高能磷酸键键能可以直接偶联ATP合成。
二、自养微生物的生物氧化和产能
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(一)化能自养微生物的生物氧化和产能 1、产能机制:氧化磷酸化反应
2、化能自养菌的能量代谢特点:
(1)无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系。由脱氢酶或氧化还原酶催化的无机底物脱氢或电子后,直接进入呼吸链传递。
(2)呼吸链的组分更为多样化,氢或电子可从任一组分进入呼吸链。
(3)产能效率即P/O比一般要比异养微生物更低。 3、生理类群 (1)硝化细菌
1)亚硝化细菌:将氨氧化成亚硝酸-亚硝酸细菌
NH4++1?O2→NO2-+2H++H2O+66千卡
2)硝化细菌:亚硝酸氧化成硝酸-硝酸细菌 NO2-+?O2 →NO3-+18千卡 图6-32 (2)硫细菌
引起元素硫或还原态硫化物氧化,包括光能与化能。化能即硫化细菌。最多是硫杆菌Thiobacillus。 S2-→S→SO32-→SO42-
由于产硫酸,会引起金属腐蚀,也可用于湿法冶金。
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2S+3O2+2H2O →2H2SO4(T. thiooxidans)
4FeSO4+O2+2H2SO4 →2Fe2(SO4)3+2H2O(T. ferrooxidans) 硫酸及硫酸高铁是有效浸溶剂。
CU2S+ 2Fe2(SO4)3 →2CUSO4 + 4FeSO4 +S FeS2 +7Fe2(SO4)3 +8H2O →15FeSO4 + 8H2SO4 (3)氢细菌
兼性自养菌。H2 +?O2 →H2O+56.5千卡 (4)铁细菌
将亚铁氧化成高铁,尚未纯培养。 (二)光能自养菌的生物氧化和产能
蓝细菌与高等植物相同,含叶绿素a, b, 其余含菌绿素,有光合膜。光合作用只在有光合色素存在时才进行。
叶绿素(主要色素):捕获能量与光反应中心 光合色素
类胡萝卜素(辅助色素):只捕能并传至叶绿素 光合作用
光反应:光合色素吸收光能并转化为化学能的能量转换反应。 暗反应:利用能量进行CO2同化。 1、生理类群——光能营养型生物
2、产能机制——光合磷酸化
由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程成为光合磷酸化。(光合磷酸化即光能引起叶绿素分子逐出电子,并通过电子传递产生ATP的方式。) (1)循环光合磷酸化
循环光合磷酸化是一种存在于厌氧光合细菌中的、在光驱动下通过电子的循环式传递而产生ATP的磷酸化。
1)生理类群——光合细菌:
为原核生物,属红螺菌目,水生,广泛分布于深层淡水或海水中,菌体呈现红、橙、绿、蓝绿、紫红、紫或褐等颜色。在其代谢过程中,只能以还原态的H2S、H2或有机物作为氢供体,光合作用不产生氧气。
a.红螺菌科(紫色无硫细菌):有机物为供氢体,兼性光合。光能异养。
b.着色菌科(紫色硫细菌):专性厌氧,专性光合,硫化物为供氢体,体内外积累硫。光能自养。 c.绿菌亚目:绿菌科-绿硫细菌,绿弯菌科-绿色非硫细菌。专性厌氧,专性光合,硫化物为供氢体,胞外积累硫。
2)循环光合磷酸化反应途径
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3)循环光合磷酸化特点:
a. 在光能的驱动下,电子从菌绿素分子上逐出后,通过类似呼吸链的循环,又回到菌绿素,其间产生了ATP;
b. 产ATP与产还原力[H]分别进行; c. 还原力来自H2S等无机氢供体; d. 不产生氧。
(2)非循环光合磷酸化
1)生理类群:各种绿色植物、藻类和蓝细菌。 2)非循环光合磷酸途径:
3)特点:化反应途径3)非循环光合磷酸化 特点 a)电子的传递途径属非循环式的; b)在有氧条件下进行;
c)有PSⅠ、PSⅡ 两个光合系统,其中色素系统Ⅰ(含叶绿素a)可以利用红光,色素系统Ⅱ(含叶绿素b)可利用蓝光;
d)反应中同时有ATP(产自系统Ⅱ )、还原力[H]](产自系统Ⅰ)、和O2 (产自系统Ⅱ ) 产生; e)还原力NADPH2中的[H]是来自H2O分子光解后的H+和e。
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