自养微生物的生物氧化课件.ppt
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- 关 键 词:
- 自养 微生物 生物 氧化 课件
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1、营养物质在生物体内经氧化分解,最营养物质在生物体内经氧化分解,最终生成终生成COCO2 2 和和 H H2 2O O,并释放能量的过程称,并释放能量的过程称生物氧化生物氧化。w是在细胞内温和的环境是在细胞内温和的环境中由酶催化进行的,能中由酶催化进行的,能量是逐步释放的,并储量是逐步释放的,并储存于存于ATPATP中。中。w代谢物脱下的氢与氧结代谢物脱下的氢与氧结合产生合产生H H2 2O O,有机酸脱,有机酸脱羧产生羧产生COCO2 2。生物氧化生物氧化体外氧化体外氧化w能量是突然释放能量是突然释放的。的。wCOCO2 2、H H2 2O O由物质中由物质中的碳和氢直接与氧的碳和氢直接与氧结
2、合生成。结合生成。代谢物脱下的成对氢原子(代谢物脱下的成对氢原子(2H2H)通过多种)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与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氧结合生成水,这一系列酶和辅酶称为呼吸链呼吸链(respiratory chain)(respiratory chain)又称又称电子传递链电子传递链(electron transfer chain)(electron transfer chain)。组成组成递氢体和电子传递体(递氢体和电子传递体(2H 2H 2H 2H+2e+2e)1 1、化能自养微生物的生物氧化、化能自养微生物的生物氧
3、化 COCO2 2为主要或唯一碳源,以还原态无为主要或唯一碳源,以还原态无机化合物(机化合物(NHNH4 4+、NONO2 2-、H H2 2S S、S S、H H和和FeFe2 2+等)的生物氧化获得能量和还原力等)的生物氧化获得能量和还原力HH的的微生物称为化能自养微生物。微生物称为化能自养微生物。硫细菌在进行还原态硫物质的氧化时会产酸(主要是硫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酸),因此它们的生长会显著地导致环境的pHpH下降,有些下降,有些硫细菌可以在很酸的环境,例如在硫细菌可以在很酸的环境,例如在pHpH低于低于1 1的环境中生长。
4、的环境中生长。3 3、铁的氧化、铁的氧化 氧化亚铁硫杆菌(氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidansThiobacillus ferrooxidans)在富含在富含FeSFeS2 2的煤矿中繁殖,产生大量的硫酸的煤矿中繁殖,产生大量的硫酸和和Fe(OH)Fe(OH)3 3,从而造成严重的环境污染。,从而造成严重的环境污染。它的生长只需要它的生长只需要FeSFeS2 2及空气中的及空气中的O O2 2和和COCO2 2,因此,因此要防止其破坏性大量繁殖的唯一可行的方法是封要防止其破坏性大量繁殖的唯一可行的方法是封闭矿山,使环境恢复到原来的无氧状态。闭矿山,使环境恢复到原来
5、的无氧状态。二自养微生物的生物氧化二自养微生物的生物氧化化能无机营养型:化能无机营养型:从无机物的氧化获得能量从无机物的氧化获得能量以无机物为电子供体以无机物为电子供体这些微生物一般也能以这些微生物一般也能以COCO2 2为唯一或主要碳源合成细胞物质为唯一或主要碳源合成细胞物质自养微生物自养微生物从对无机物的生物氧化过程中获得生长所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:需要能量的微生物一般都是:化能无机自养型微生物化能无机自养型微生物复杂分子复杂分子(有机物)(有机物)分解代谢分解代谢合成代谢合成代谢简单小分子简单小分子ATPATPHH自养微生物的合成代谢:自养微生物的
6、合成代谢:将将COCO2 2先还原成先还原成CHCH2 2OO水平的简单有机物,然后再合成复杂的细胞成分水平的简单有机物,然后再合成复杂的细胞成分化能异养微生物:化能异养微生物:ATPATP和还原力均来自对有机物的生物氧化和还原力均来自对有机物的生物氧化化能自养微生物:化能自养微生物:无机物氧化过程中通过氧化磷酸化产生无机物氧化过程中通过氧化磷酸化产生ATPATP如果作为电子供体的无机物的氧化还原电位足够低,也在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,以消耗通过电子
7、的逆向传递,以消耗ATPATP为代价获得还原力。为代价获得还原力。产氧光合细菌产氧光合细菌v 蓝细菌蓝细菌v紫色细菌和绿色细菌紫色细菌和绿色细菌不产氧光合细菌不产氧光合细菌v原绿植物纲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3 3、自养微生物的能量产生与转换、自养微生物的能量产生与转换化能营养型化能营养型光能营养型光能营养型底物水平磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化通过光合磷酸化将光能转变为通过光合磷酸化将光能转变为化学能储存于化学能储存于ATPATP中中体内体内ATPATP生成的方式:生成的方式:氧化磷酸化氧化磷酸化 (oxidative(oxidative
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