自养微生物的生物氧化.pptx

会计学营养物质在生物体内经氧化分解，最终生成CO2和H2O，并释放能量的过程称生物氧化。生物氧化与体外氧化的相同点是在细胞内温和的环境中由酶催化进行的，能量是逐步释放的，并储存于ATP中。
代谢物脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。自养和异养生成ATP的氧化体系TheOxidationSystemofATPProducing
代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratorychain)又称电子传递链(electrontransferchain)。
组成
递氢体和电子传递体（2H2H++2e）一．异养微生物的生物氧化呼吸作用二、自养微生物的生物氧化1、化能自养微生物的生物氧化
CO2为主要或唯一碳源，以还原态无机化合物（NH4+、NO2-、H2S、S、H和Fe2+等）的生物氧化获得能量和还原力[H]的微生物称为化能自养微生物。
硝化细菌
硫细菌
铁细菌
氢细菌

化能自养微生物的生物氧化硫细菌在进行还原态硫物质的氧化时会产酸（主要是硫酸），因此它们的生长会显著地导致环境的pH下降，有些硫细菌可以在很酸的环境，例如在pH低于1的环境中生长。亚铁（Fe2+）只有在酸性条件（pH低于3.0）下才能保持可溶解性和化学稳定；
当pH大于4-5，亚铁（Fe2+）很容易被氧气氧化成为高价铁（Fe3+）；
这就很好的解释了氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillusferrooxidans）为什么要在酸性环境下生活？

3、铁的氧化化能自养微生物以无机物作为能源，产能效率低，生长慢。但从生态学角度看，它们所利用的能源物质是一般异养生物所不能利用的，因此它们与产能效率高、生长快的异养微生物之间并不存在生存竞争。
二．自养微生物的生物氧化复杂分子
（有机物）2、光合微生物
光合细菌类群
细菌光合色素
细菌光合作用产氧光合细菌
蓝细菌
紫色细菌和绿色细菌
不产氧光合细菌
原绿植物纲

细菌光合色素
1.叶绿素或细菌叶绿素
2.类胡萝卜素
3.藻胆素细菌光合作用
依靠菌绿素的光合作用
依靠叶绿素的光合作用
依靠菌视紫红质的光合作用光合磷酸化3、自养微生物的能量产生与转换氧化磷酸化（二）氧化磷酸化的偶联机制1、底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）
草酰乙酸ATP的生成和利用光能营养型
生物3、光合磷酸化（photophosphorylation）（a）绿色莱茵衣藻细胞的吸收谱。在680和430nm的峰取决于叶绿素a，在480nm的峰取决于类胡萝卜素。
(b)叶绿素紫色细菌红假单胞菌细胞的吸收谱。在870,800,590,360nm的峰取决于细菌叶绿素a，在525,475nm的峰取决于类胡萝卜素。光合磷酸化3、光合磷酸化细菌叶绿素吸收光量子而被激活释放出高能电子，此时细菌叶绿素分子即带有正电荷。释放出的高能电子依次通过醌铁蛋白，辅酶Q，细胞色素b和细胞色素c组成的电子传递链，再返回到带正电的细菌叶绿素分子，使叶绿素分子回复到原来的状态。3、光合磷酸化（photophosphorylation）四种生理类型的微生物在不同光照和氧下的ATP合成4、自养微生物的能量释放即耗能代谢ＣＯ２的固定自养微生物对CO2的固定
卡尔文循环（Calvincycle）
还原性三羧酸循环途径
厌氧乙酰-CoA途径
羟基丙酸途径还原性三羧酸循环途径厌氧乙酰-CoA途径羟基丙酸途径生物固氮1、自生固氮菌
指一类不依赖与它种生物共生而能独立进行固氮的微生物。
2、共生固氮菌
指必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物。
3、联合固氮菌
指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物。固氮微生物
固氮的生化机制（2）还原力[H]及其传递载体[H]由低电位势的电子载体铁氧还蛋白或黄素氧还蛋白传递至固氮酶上。
（3）固氮酶固氮酶是一种复合蛋白，由固二氮酶和固二氮酶还原酶两种相互分离的蛋白构成。固二氮酶是一种含铁和钼的蛋白，铁和钼组成一个称为“FeMoCo”的辅因子，它是还原N2的活性中心。而固二氮酶还原酶则是一种只含铁的蛋白。某些固氮菌处于不同生长条件下时，还可合成其它不含钼的固氮酶，称作“替补固氮酶”，具有适应在极度缺钼环境下还能正常进行生物固氮的功能。
（4）还原底物——N2
（5）镁离子
（6）严格的厌氧微环境固氮的生化过程不同形式的根瘤好氧菌固氮酶避免氧害机制好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制讨论