第五章微生物的代謝(編輯修改稿)
2025-05-01 23:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的氧化還原電勢(shì)均比較高，以氧為電子受體進(jìn)行氧化時(shí)產(chǎn)生的能量較少，而且進(jìn)行合成代謝所需要的還原力需消耗ATP進(jìn)行電子的逆呼吸鏈傳遞來產(chǎn)生，因此這類細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，平均代時(shí)在10h以上。 硫的氧化：硫細(xì)菌（sulfur bacteria）能夠利用一種或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)的硫化合物（包括硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、多硫酸鹽和亞硫酸鹽）作能源。硫細(xì)菌在進(jìn)行還原態(tài)硫的氧化時(shí)會(huì)產(chǎn)酸（主要是硫酸），因此它們的生長(zhǎng)會(huì)顯著地導(dǎo)致環(huán)境的pH下降，有些硫細(xì)菌可以在很酸的環(huán)境，例如在pH低于1的環(huán)境中生長(zhǎng)。與硝化細(xì)菌一樣，硫細(xì)菌也是通過電子的逆呼吸鏈傳遞來生成還原力。鐵的氧化：以嗜酸性的氧化亞鐵硫桿菌（Thiobacillus ferrooxidans）為例：從亞鐵到高鐵狀態(tài)的鐵氧化，對(duì)于少數(shù)細(xì)菌來說也是一種產(chǎn)能反應(yīng)，但從這種氧化中只有少量的能量可以被利用。因此該菌的生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致形成大量的Fe3+ （Fe(OH)3）。氧化亞鐵硫桿菌（Thiobacillus ferrooxidans）在富含F(xiàn)eS2的煤礦中繁殖，產(chǎn)生大量的硫酸和Fe(OH)3，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。氫的氧化：氫是微生物細(xì)胞代謝中的常見代謝產(chǎn)物，很多細(xì)菌都能通過對(duì)氫的氧化獲得生長(zhǎng)所需要的能量。能以氫為電子供體，以O(shè)2為電子受體，以CO2為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)的細(xì)菌被稱為氫細(xì)菌：氫的氧化可通過電子和氫離子在呼吸鏈上的傳遞產(chǎn)生ATP和用于細(xì)胞合成代謝所需要的還原力。氫細(xì)菌都是一些呈革蘭氏陰性的兼性化能自養(yǎng)菌。它們能利用分子氫氧化產(chǎn)生的能量同化CO2，也能利用其它有機(jī)物生長(zhǎng)。化能自養(yǎng)微生物以無機(jī)物作為能源，一般產(chǎn)能效率低，生長(zhǎng)慢，但從生態(tài)學(xué)角度看，它們所利用的能源物質(zhì)是一般化能異養(yǎng)生物所不能利用的，因此它們與產(chǎn)能效率高、生長(zhǎng)快的化能異養(yǎng)微生物之間并不存在生存競(jìng)爭(zhēng)。四．能量轉(zhuǎn)換底物水平磷酸化物質(zhì)在生物氧化過程中，常生成一些含有高能鍵的化合物，而這些化合物可直接偶聯(lián)ATP或GTP的合成。氧化磷酸化物質(zhì)在生物氧化過程中形成的NADH和FADH通過位于線粒體和細(xì)菌膜上的電子傳遞系統(tǒng)將電子傳遞給氧或其他氧化性物質(zhì),在這個(gè)過程中偶連ATP的生成.光合磷酸化當(dāng)一個(gè)葉綠素分子吸收光量子時(shí)，葉綠素性質(zhì)上即被激活，導(dǎo)致其釋放一個(gè)電子而被氧化，釋放出的電子在電子傳遞系統(tǒng)中逐步釋放能量，這就是光合磷酸化的基本動(dòng)力。光合磷酸化和氧化磷酸化一樣都是通過電子傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生ATP。光能營(yíng)養(yǎng)型生物 產(chǎn)氧 真核生物：藻類及其它綠色植物原核生物：藍(lán)細(xì)菌不產(chǎn)氧 （僅原核生物有）：光合細(xì)菌 （1）環(huán)式光合磷酸化 （不產(chǎn)氧型光合作用）光合細(xì)菌主要通過環(huán)式光合磷酸化作用產(chǎn)生ATP。不是利用H2O，而是利用還原態(tài)的HH2S等作為還原CO2的氫供體，進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用；電子傳遞的過程中造成了質(zhì)子的跨膜移動(dòng)，為ATP的合成提供了能量。（2）非環(huán)式光合磷酸化：產(chǎn)氧型光合作用，綠色植物、藍(lán)細(xì)菌等以裂解水，提供細(xì)胞生長(zhǎng)的還原能力。含有兩
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