第五章 微生物的代谢
第五章 微生物的代谢
二.自养微生物的生物氧化 从光或无机物的 以无机物为电子供体 氧化获得能量 以CO2为唯一或主要碳源合成细胞物质 自养微生物
二．自养微生物的生物氧化 从光或无机物的 氧化获得能量 以无机物为电子供体 以CO2为唯一或主要碳源合成细胞物质 自养微生物 以无机物为电子供体 以CO2为唯一或主要碳源合成细胞物质
化能有机异养型： ATP和还原力均来自对有机物的生物氧化 化能无机自养型： ATP和还原力均来自对无机物的生物氧化
化能有机异养型： ATP和还原力均来自对有机物的生物氧化 化能无机自养型： ATP和还原力均来自对无机物的生物氧化
1、氨的氧化 NH3、亚硝酸NO2)等无机氨化物可以被某些 化能自养细菌用作能源. 亚硝化细菌：将氨氧化为亚硝酸并获得能量 硝化细菌：将亚硝酸氧化为硝酸并获得能量 NH+0g一NO+H,0+2H+64.7千卡 N0+202一N0+18.5f卡
1、 氨的氧化 NH3、亚硝酸(NO2 - )等无机氮化物可以被某些 化能自养细菌用作能源. 亚硝化细菌: 硝化细菌: 将氨氧化为亚硝酸并获得能量. 将亚硝酸氧化为硝酸并获得能量
Periplasm Membrane Cytoplasm N 4H 氨的氧化 NH.OH .HO HAO NH.OH +H.O AMO N用+O2+2H 2e Periplasm Membrane Cytoplasm 28 Cyt c NO H.O NO 2e- 2H+NO 2 Cyt c 2e Cyt c 2H,0 O2+4H 2H° -102+2H Cyl aa -HO Cyt aa 2H H.O ADP+P H H' ADP PP ATP H →ATP ATPase Figure 13.25 Oxidation of ammonia and electron flow ATPase ammonia-oxidizing bacteria.The reactants and the produc of this re Figure 13.26 Oxidation c)in the 亚硝化细菌 fome c (c that in th bacteria.The reactants an membra O,hydro are highlighted.NO,Nitri 硝化细菌： vlamine
氨的氧化 亚硝化细菌： 硝化细菌： 2e-
NH3、NO2的氧化还原电 -0.32V NAD' NADH+H' 势均比较高，以氧为电子受 体进行氧化时产生的能量 ADP +P Flavoprotein ATP 较少，而且进行合成代谢所 No,→Cytochromes 需要的还原力需消耗ATP NO,- Cyt a, 进行电子的逆呼吸链传递 ADP +P Cyt a, ATP 来产生，因此这类细菌生长 缓慢，平均代时在10h以上. 20, HO +0.82W Figure 9.20 Reversed Electron Flow.The flow of electrons in the transport chain of Nitrobacter.Electrons flowing from nitrite to oxygen (down the reduction potential gradient)will release energy.It requires protonmotive force or ATP energy to force electrons to flow in the reverse direction from nitrite to NAD+
NH3、NO2 -的氧化还原电 势均比较高,以氧为电子受 体进行氧化时产生的能量 较少,而且进行合成代谢所 需要的还原力需消耗ATP 进行电子的逆呼吸链传递 来产生,因此这类细菌生长 缓慢,平均代时在10h以上
2、疏的氧化 俄国著名微生物学家Winogradsky的杰出贡献 发现了化能无机自养型微生物 疏细菌(sulfur bacteria)能够利用一种或多种 还原态的硫化合物（硫化物、元素硫、硫代硫酸 盐、亚硫酸盐)作能源
2、 硫的氧化 硫细菌(sulfur bacteria)能够利用一种或多种 还原态的硫化合物(硫化物、元素硫、硫代硫酸 盐、亚硫酸盐)作能源。 俄国著名微生物学家Winogradsky的杰出贡献 发现了化能无机自养型微生物
疏的氧化 HS+2O2→S02 2H+ -798.2 kJ/reaction HS+2O2+H→S+H,O 209.4 kJ/reaction S9+H,0+1号0，→S0+2H 587.1 kJ/reaction S02+H,0+202→2S042+ 2H* _-822.6 kJ/reaction (-411 kJ/S atom oxidized) Fig.2. Drawings made by Winogradsky b of Beggiaton and translation(from the French)of the legend accom- panying these figures."Fig.1.The tip of a filament of Beggiatoa alba: (a)in sulfurous [sulfide-contain- ingl water,(b)after 24 hr in water nearly depleted in H,S,(c)after 48 hr in water without H.S [note depletion of sulfur globules with timel.Fig.2.The tip of a filament of Beggiatoa media.Fig.3.The tip of a filament of Beggiatoa minima.' From Winogradsky,S.1949. Microbiologie du Sol.Masson,Paris
硫的氧化
To Calvin cycle NAD(P)H Reverse electron flow generates reducing power NAD(P)* FP Q←→Cytb←Cytc→ Cyt aa3 H.O Electron flow generates proton motive force HS- S2O2-or So 和硝化细菌一样，硫细菌也通过 电子的逆呼吸链传递来生成还原力
和硝化细菌一样, 硫细菌也通过 电子的逆呼吸链传递来生成还原力
、铁的氧化 嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillus ferrooxidans) 2Fe2*+O2+2H*→2Fe3*+号H20+10.6千卡 4 3 氧化亚铁疏杆菌为什么要在酸性环境下生活？
3、铁的氧化 嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillus ferrooxidans) 氧化亚铁硫杆菌为什么要在酸性环境下生活？