根據氧化還原反應中電子受體的不同,異養微生物可分為發酵和呼吸,呼吸又可分為需氧呼吸和厭氧呼吸。壹、底物(基質)脫氫的四種主要方式
以葡萄糖為典型底物
1,EMP途徑(糖酵解途徑)
有氧時,它與TCA相連,將丙酮酸完全氧化成二氧化碳和水。
缺氧時,丙酮酸進壹步代謝成相關產物。
2.HMP途徑(己糖-磷酸途徑)
產生大量NADPH2和多種重要的中間代謝產物。
3.ED途徑2-酮基-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途徑KDPG
對於壹些缺乏完整EMP的微生物來說,這是壹種替代途徑,細菌酒精發酵是通過ed進行的。
4.TCA循環(三羧酸循環)
真核生物在線粒體,原核生物在細胞質。
TCA在新陳代謝中起著重要的樞紐作用。
二、氫轉移和氫接受
根據氫輸送不同分類,特別是最終的氫受體
1,發酵(分子內呼吸)
在厭氧條件下,底物脫氫產生的還原力直接轉移到壹個中間代謝物上,沒有呼吸鏈,是壹個低效的生產力反應。
在這個過程中,有機物是氧化基質,也是最終的氫受體,是不完全氧化的產物。因此,有機物仍在積累,生產率很低。
在發酵過程中,合成ATP的唯壹途徑是底物磷酸化合成ATP。高能化合物:1,3-二磷酸甘油酸、乙酰磷酸、氨甲酰磷酸、PEP、酰基輔酶a。
2.有氧呼吸(呼吸)
底物脫氫後,通過完整的呼吸鏈(電子傳遞鏈)輸送氫氣,分子氧作為最終的氫氣受體生成水並釋放能量。
在電子傳遞過程中,通過與氧化磷酸化偶聯產生ATP,稱為氧化磷酸化。
1)呼吸鏈的組成和序列:
2)真核生物和原核生物呼吸鏈的比較:
位置、成分
3.無氧呼吸(無氧呼吸)
用無機氧化物代替分子氧作為最終氫受體的生物氧化。
氧化磷酸化合成ATP,但部分能量轉移到最終受體,生產力並不多。
根據最終的受氫體,分為多種類型。
1)硝酸鹽還原(反硝化)
將硝酸鹽逐漸還原成分子氮的過程。土壤氮素流失,肥力降低。屬於異化硝酸鹽還原。
2)硫酸鹽還原(異化)
通常乳酸被用作積累乙酸的基質,SO42-是最終的氫受體。脫硫弧菌。
3)沼氣發酵
產甲烷菌以二氧化碳為最終氫受體。例如甲烷桿菌。