三.自养微生物的生物氧化 化能无机营养型： 以无机物为电子供体 从无机物的氧化获得能量 这些微生物一般也能以CO,为唯一或主要碳源合成细胞物 自养微生物 从对无机物的生物氧化过程中获得生长所 需要能量的微生物一般都是： 化能无机自养型微生物
三．自养微生物的生物氧化 化能无机营养型： 以无机物为电子供体 从无机物的氧化获得能量 这些微生物一般也能以CO2为唯一或主要碳源合成细胞物质 自养微生物 从对无机物的生物氧化过程中获得生长所 需要能量的微生物一般都是： 化能无机自养型微生物
分解代谢 复杂分子 简单小分子 ATP (有机物) 合成代谢 自养微生物的合成代谢： 将CO2先还原成[CH0]水平的简单有机物，然后再进一步 合成复杂的细胞成分。 化能异养微生物： ATP和还原力均来自对有机物的生物氧化 化能自养微生物： 无机物氧化过程中主要通过氧化磷酸化产生ATP 如果作为电子供体的无机物的氧化还原电位足够低，也在 氧化磷酸化的过程中产生还原力，但大多数情况下都需要 通过电子的逆向传递，以消耗ATP为代价获得还原力
复杂分子 （有机物） 分解代谢 合成代谢 简单小分子 ATP [H] 自养微生物的合成代谢： 将CO2先还原成[CH2O]水平的简单有机物，然后再进一步 合成复杂的细胞成分。 化能异养微生物： ATP和还原力均来自对有机物的生物氧化 化能自养微生物：无机物氧化过程中主要通过氧化磷酸化产生ATP 如果作为电子供体的无机物的氧化还原电位足够低，也在 氧化磷酸化的过程中产生还原力，但大多数情况下都需要 通过电子的逆向传递，以消耗ATP为代价获得还原力
Examples of reactions Couple E(V) with H.as e donor CO./glucose (-0.43)24e 0.50 2HH20.42)2a CO/methanol (-0.38)6 e -0.40 TABLE 13.2 Energy yields from the oxidation of various inorganic electron donors" E'of Type of couple AG AG Reaction chemolithotroph ( (kl/reaction) (k/2e) H,+}O,→H,O Hydrogen bacteria -0.42 -2372 -2372 HS+H+号O,→S9+H,O Sulfur bacteria -0.27 -209.4 -2094 S+1}0,+H,0→S02+2H Sulfur bacteria -0.25 -587.1 -195.7 NH+1号O,→NO,+2H+H,O Nitrifying bacteria 0 -274.7 -137.4 NO,+↓O-→NO Nitrifying bacteria +0.43 -75.8 -75.8 Fe+H+Fe+H,O Iron bacteria +0.77 -31 62 Dacacuated from values n Appendix values for Fare for pHand othersare for pH7.At pH7the coupe isabout+V. Eof the NH,/NH,OH couple. +0.50 by acceptors at various levels.The farther the +0.60 electrons fall before they are caught,the greater the difference in reduction potential between N0N2(+0.745e +0.70 electron donor and electron acceptor and the more energy is released.As an example of this H2+是02→H,0 Fe3Fe2(+0.76)1e +0.80 on the left is shown the differences in energy 4G=-237kJ 0H0(+0.82)2e released when a single electron donor,H,reacts +0.90 with any of three different electron acceptors, fumarate,nitrate,and oxygen
氨的氧化 (参见P106倒数第二段) 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： 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+20:一N0+H,0+2Hr+64.7f卡 N0+202N05+18.5千卡 这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐 氧化成硝酸盐，避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。 这类细菌在自然界的氮素循环中也起者重要的作用，在自然 界由分布非堂一泛
1、 氨的氧化 （参见P106倒数第二段） 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 这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐 氧化成硝酸盐，避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。 这类细菌在自然界的氮素循环中也起者重要的作用，在自然 界中分布非常广泛
Periplasm Membrane Cytoplasm H-N+4H NH.OH +H0 HAO 脚明+Hg AMO N+O+2 Periplasm Membrane Cytoplasm Cyt c NO H.+NO 2e 2H'+NOj Cyt c 2e Cyt c 2H20 O+4H 2H ,3O2+2Hr +2H0 Cyt aa →0 Cyt aa 2H+ H.O ADP+P H ADP+PP ATP H ATP ATPase Figure 13.25 Oxidation of ammonia and electron flo ATPase ammonia-oxidizing bacteria.The reactants and the proc of this reaction series are highlighted.The cytochrome c Figure 13.26 Oxidation of nitrite to nitrate by nitrifying c)in the periplasm is a different form of cyt c than that i bacteria.The reactants and products of this reaction series membrane.AMO,Ammonia monooxygenase;HAO,hyc are highlighted.NO,Nitrite oxidase. ylamine oxidoreductase;Q,ubiquinone