【正文】 硝化作用。1 硝化細(xì)菌 能氧化氮的化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌桿狀、橢圓形、球形、螺旋形或裂片狀，且它們可能有極生或周生鞭毛。 ④ 生長(zhǎng)緩慢，產(chǎn)細(xì)胞率低。 ② 電子可從多處進(jìn)入呼吸鏈，所以呼吸鏈有多種多樣。最重要反應(yīng)： CO2 還原成 [CH20]水平的簡(jiǎn)單有機(jī)物，進(jìn)一步合成復(fù)雜細(xì)胞成分 —— 大量耗能、耗還原力的過(guò)程 。最普通的電子供體是氫、還原型氮化合物、還原型硫化合物和亞鐵離子 (Fe2＋ )。二、 細(xì)菌化能自養(yǎng)作用 化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌：通常是化能自養(yǎng)型細(xì)菌，一般是好氧菌。 與膜脂共同構(gòu)成紫膜；埋于紅色細(xì)胞膜（類胡 蘿卜素）內(nèi)。 —— 極端 嗜鹽 古細(xì)菌 菌視紫紅質(zhì)： 以 “ 視黃醛 ” （紫色）為輔基。在光系統(tǒng) Ⅱ 中，電子由 PQ經(jīng) ADP磷酸化偶聯(lián)產(chǎn)生 ATP。光合系統(tǒng) II將電子提供給氧化型 P700，并產(chǎn)生 ATP。特點(diǎn)： 只有一個(gè)光合系統(tǒng)， 光合作用 釋放的電子僅用于 NAD+還原 NADH，但電子傳遞不 形成 環(huán)式回路 。特點(diǎn)： a、光驅(qū)使下，電子自 菌綠素 上逐出后，經(jīng)過(guò)類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素； b、產(chǎn) ATP和還原力 [H]分別進(jìn)行，還原力來(lái)自 H2S等無(wú)機(jī)物； c、不產(chǎn)氧（ O2）。 3）輔助色素：提高光利用率 類胡蘿卜素： 藻膽素 ：籃細(xì)菌獨(dú)有 藻紅素（ 550nm）、藻藍(lán)素（ 620~ 640 nm） 藻膽蛋白 ：與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合的藻膽素。 a ：與葉綠素 a 基本相似； 850nm處。 電子供體：硫化物 或 元素硫， S沉積胞外（類似紫色非硫細(xì)菌）；暗環(huán)境中不進(jìn)行呼吸代謝，還可同化乙酸、丙酸、乳酸等簡(jiǎn)單有機(jī)物。氧化鐵紫硫細(xì)菌（ Chromatium屬）利用 FeS,或 Fe2+ 氧化產(chǎn)生 Fe(OH)3沉淀紫色非硫細(xì)菌（紅螺菌科）：舊認(rèn)為不能利用硫化物作為電子供體；現(xiàn)知大多數(shù)亦能利用硫化物，但濃度不能高。氫供體： H2S、 H2 或 有機(jī)物。紫硫細(xì)菌（著色菌科）（ 舊稱紅硫菌科 ）含紫色類胡蘿卜素，菌體較大。 (H2S環(huán)境中，只利用光合系統(tǒng) I 進(jìn)行不產(chǎn)氧作用 )。被砷、硒化合物污染的土壤中，厭氧條件下生長(zhǎng)一些還原硫細(xì)菌。 其他類型無(wú)氧呼吸 —— 以 Fe3+、 Mn2+許多有機(jī)氧化物等作為末 端電子受體的無(wú)氧呼吸。 特點(diǎn)： a、嚴(yán)格厭氧； b、大多為古細(xì)菌 c、極大多專性化能異氧型，少數(shù)混合型； d、最終產(chǎn)物為 H2S； SO42 ? SO32 ? SO2 ? S ? H2S e、利用 有機(jī)質(zhì) （有機(jī)酸、脂肪酸、醇類）作 為氫供體或電子供體； f、環(huán)境： 富含 SO42的厭氧環(huán)境（土壤、海水、污水等） 硫呼吸 （硫還原） —— 以元素 S作為唯一的末端電子受體。2 無(wú)氧呼吸（厭氧呼吸）硝酸鹽作用同化性硝酸鹽作用： NO3 ? NH3 N ? R NH2 異化性硝酸鹽作用： 無(wú)氧條件下，利用 NO3為最終氫受體 NO3 ? NO2 ? NO ? ? N2O ? N2 反硝化意義：1）使土壤中的氮（硝酸鹽 NO3）還原成氮?dú)舛В档屯寥赖姆柿Γ?）反硝化作用在氮素循環(huán)中起重要作用 。 特點(diǎn)： a常規(guī)途徑脫下的氫，經(jīng)部分呼吸鏈傳遞； b氫受體：氧化態(tài)無(wú)機(jī)物（個(gè)別：延胡索酸） c產(chǎn)能效率低。當(dāng)質(zhì)子動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)被轉(zhuǎn)移至膜間空鍵的質(zhì)子返回線粒體基質(zhì)中時(shí)，所釋放的能量推動(dòng) ADP磷酸化生成 ATP。質(zhì)子傳遞可能是由于載體環(huán)或特定的質(zhì)子泵的作用，驅(qū)動(dòng)泵的能量來(lái)自電子傳遞。 3） 氧化磷酸化產(chǎn)能機(jī)制 —— 化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)、構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)、 化學(xué)滲透假說(shuō)化學(xué)滲透學(xué)說(shuō) 英國(guó)生物化學(xué)家 Peter． Mitchell于 1961年提出的。 （缺氧） CoQ ? ? ? （抗氰化物） 細(xì)胞色素 0分支對(duì)氧親和性低，是一種質(zhì)子泵，在氧供應(yīng)充足的條件下工作 ；細(xì)胞色素 d分支對(duì)氧有很高的親和性，因此在氧供應(yīng)不足的情況下起作用。 （ 1） TCA循環(huán)檸檬酸循環(huán)或 Krebs循環(huán) TCA 的補(bǔ)充途徑 I 乙醛酸循環(huán)（ TCA 循環(huán)支路） （異檸檬酸裂合酶）（乙酰 CoA合成酶）（ 蘋果酸合成酶）乙酰 CoA 異檸檬酸琥珀酸 + 乙醛酸乙酸蘋果酸Ii 丙酮酸 、 PEP等化合物固定 CO2的方法Iii 厭氧、兼性厭氧微生物獲得 TCA 中間產(chǎn)物方式（ 2）電子傳遞鏈1） 電子傳遞鏈 載體 :NADH脫氫酶黃素蛋白輔酶 Q（ CoQ）鐵 硫蛋白及細(xì)胞色素類蛋白 在線粒體內(nèi)膜中以 4個(gè)載體復(fù)合物的形式從低氧化還原勢(shì)的化合物到高氧化還原勢(shì)的分子氧或其他無(wú)機(jī)、有機(jī)氧化物逐級(jí)排列。（ 2）三羧酸循環(huán)是微生物細(xì)胞內(nèi)各種能源物質(zhì)徹底氧化的共同代謝途徑。 有氧呼吸（ aerobic respiration） 無(wú)氧呼吸（ anaerobic respiration） 1 有氧呼吸 原核微生物：胞質(zhì)中，僅琥珀酸脫氫酶在膜上 真核微生物：線粒體內(nèi)膜上 2 個(gè)產(chǎn)能的環(huán)節(jié)： Kreb 循環(huán)、電子傳遞。 氫 受體 （還原）氨基酸： Gly、 Pro、 Arg、 Met、 Leo、羥脯氨酸等。（丙酮、丁醇、乙醇混合物，其比例 3： 6： 1） —— 丙酮丁醇梭菌 (Clostridium acetobutyricum)2丙酮酸 2乙酰 CoA乙酰 乙酰 CoA丙酮 +CO2（ CoA轉(zhuǎn)移酶）丁醇縮合 5）氨基酸的發(fā)酵產(chǎn)能（ stickland反應(yīng)）發(fā)酵菌體： 生孢梭菌 、肉毒梭菌、斯氏梭菌、雙 酶梭菌等 。缺點(diǎn)是生長(zhǎng) pH較高，較易染雜菌，并且對(duì)乙醇的耐受力較酵母菌低 . （ ED）乙醇 + 1ATP 異型酒精發(fā)酵 (乳酸菌、腸道菌和一些嗜熱細(xì)菌 ） 1 G 2 丙酮酸（丙酮酸甲酸解酶）乙醛 ? 乙醇甲酸 + 乙酰 CoA無(wú)丙酮酸脫羧酶而有乙醛脫氫酶 2） 乳酸發(fā)酵 同型乳酸發(fā)酵 （德氏乳桿菌、植物乳桿菌等） —— EMP 途徑（丙酮酸 乳酸 ） 異型乳酸發(fā)酵 （ PK途徑） 腸膜明串株菌 （ PK） 產(chǎn)能 ： 1ATP 雙歧雙歧桿菌（ PK、 HK） 產(chǎn)能： 2G ? 5 ATP即 1G ? 3)混合酸、丁二醇發(fā)酵a 混合酸發(fā)酵： —— 腸道菌（ 、沙氏菌、志賀氏菌等）1 G 丙酮酸乳酸乳酸脫氫酶 乙酰 CoA +甲酸丙酮酸甲酸解酶草酰乙酸 丙酸PEP羧化酶磷酸轉(zhuǎn)乙酰基酶 乙醛脫氫酶乙酸激酶 乙醇脫氫酶乙酸 ：葡萄糖發(fā)酵試驗(yàn)： 、產(chǎn)氣腸桿菌 甲酸 ? ? ? ? CO2 + H2 （ 甲酸氫解酶 、 H+） 志賀氏菌無(wú)此酶，故發(fā)酵 G 不產(chǎn)氣。 狹義： 厭氧條件下，以自身內(nèi)部某些 中間代謝 產(chǎn)物 作為最終氫（電子）受體的產(chǎn)能過(guò)程 特點(diǎn)： 1）通過(guò)底物水平磷酸化產(chǎn) ATP； 2）葡萄糖氧化不徹底，大部分能量存在于 發(fā)酵產(chǎn)物中； 3）產(chǎn)能率低； 4）產(chǎn)多種發(fā)酵產(chǎn)物。 3） ED途徑 —— 2酮 3脫氧 6磷酸 葡萄糖酸裂解途徑 1952年 EntnerDoudoroff ： 嗜糖假單胞