知识点2微生物的生物氧化
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发酵类型 乙醇发酵 同型乳酸发酵 异型乳酸发酵 混合酸发酵 丁二醇发酵 丁酸发酵 丙酸发酵 产物 乙醇、CO2 乳酸 乳酸、乙醇、乙酸、CO2 乳酸、乙醇、乙酸、甲酸、CO2、H2 丁二醇、乳酸、乙醇、乙酸、CO2、H2 丁酸、乙酸、CO2、H2 丙酸 微生物 酵母菌属 乳酸杆菌属 明串珠菌属 大肠杆菌 气杆菌属 丁酸梭菌 丙酸杆菌属
进行乳酸发酵的都是细菌：如短乳杆菌，乳链球菌等。
两种类型： 同型乳酸发酵
异型乳酸发酵
同型乳酸发酵（通过EMP途径）
在糖的发酵中，产物只有乳酸的发酵称 为同型乳酸发酵，青贮饲料中的乳链球菌发 酵即为此类型。
过程：
C6H12O6
葡萄糖
PEP
C3H6O3
乳酸
磷酸烯醇式丙酮酸
反应式： C6H12O6+2ADP+Pi 关键酶： 乳酸脱氢酶
(1)乙醇发酵
酵母菌乙醇发酵
EMP
参与微生物：酵母菌
丙酮酸 脱羧酶
葡萄糖
2丙酮酸
2乙醛
2乙醇
C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2 ＋2ATP
酵母菌乙醇发酵应严格控制三个条件 厌氧 不含NaHSO3 PH小于7.6
乙醛还原 乙醇过程 受阻
酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧时，丙酮酸进 入TCA循环，致糖利用率降低，乙醇生成量减少。
原核微生物：胞质中，仅琥珀酸脱氢酶在膜上 真核微生物：线粒体内膜上
有氧呼吸特点
基质氧化彻底生成CO2和H2O。 酶系完全，分脱氢酶和氧化酶两种酶系。 产能量多，一分子葡萄糖净产38个ATP。
（2）无氧呼吸
又称厌氧呼吸，以无机物为最终电子受体的生物氧化过程 。 这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。根据呼 吸链末端的氢受体不同，可分多种类型。
C6H12O6
2C2H5OH＋ CO2 ＋ATP
乙醇发酵特点： 发酵基质氧化不彻底，发酵结果仍是有机物 酶体系不完全，只有脱氢酶，没有氧化酶。 产生能量少。
(2)乳酸发酵
指乳酸菌将G分解产生的丙酮酸逐渐还原成乳酸的过程。
细菌积累乳酸的过程是典型的乳酸发酵。我们熟悉牛奶变 酸，生产酸奶，渍酸菜，泡菜，青贮饲料等都是乳酸发酵。
巴斯德效应：有氧条件下，发酵作用受抑 制的现象（或氧对发酵的抑制现象）。
发酵环境中NaHSO3与乙醛结合成复合物
（乙醛· HSO3）
当PH大于7.6时，乙醛会发生歧化反应， 两分子乙醛生成一分子乙醇和一分子乙酸。
细菌乙醇发酵 参与微生物：细菌（运动发酵单细胞菌）
与酵母菌通过EMP途径形成乙醇的机制不同，是通过ED途径。
要创造适合乳酸发酸的厌氧环境条件 要加些盐，3—5%NaCl浓度为好
缸要刷净，并不要带进油污
PH值3—4为宜
（3）混合酸发酵（EMP途径)
某些细菌通过发酵将G变成琥珀酸、乳酸、甲 酸、H2和Hale Waihona Puke BaiduO2等多种代谢产物。
由于代谢产物中含多种有机酸，因此将这种 发酵称为混合酸发酵。 大多数肠杆菌如大肠杆菌等均能进行混合酸 发酵。
ADP+Pi 底物-H 无O2下 中间代谢物 ATP 底物 中间代谢物-H2
发酵类型
发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨 基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解，糖酵解是 发酵的基础。 葡萄糖经EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮途径降解产生 的丙酮酸经发酵转化为各种终产物，发酵作用常以终产物命名。
硝酸盐呼吸（反硝化作用）
硝酸盐在微生物生命活动中具有两种功能：
1.在有氧或无氧条件下所进行的利用硝酸盐作为氮源营养 物，称为同化性硝酸盐还原作用； 2.在无氧条件下，某些兼性厌养微生物利用硝酸盐作为呼 吸链的最终受氢体，把硝酸盐还原生成亚硝酸、NO、N2O， 最终生成N2的过程称反硝化作用或脱氮作用，也叫异化型 硝酸盐还原作用 反硝化细菌：能进行硝酸盐呼吸的一些兼性厌养微生物。
2C3H6O3+2ATP
异型乳酸发酵（通过HMP途径）
发酵产物除乳酸外还有乙醇与CO2。
异型乳酸发酵结果：1分子G生成乳酸，乙醇，CO2各1分子。
乳酸发酵细菌不破坏植物细胞，只利用植物分泌物生长繁殖。 腐败菌、霉菌能破坏菜的组织细胞，分解蛋白质，使菜变臭。
渍酸菜应做好以下几点 :
必须控制不被杂菌感染
广义 ：利用好氧或厌氧微生物生产有用代谢产物或食品 有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中 饮料的生产方式。 间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 狭义 ：仅指微生物生理学意义上的，一般指微生物在无 有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部 分的能量。 氧条件下利用底物代谢时，将有机物生物氧化过程中释 发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还 放的电子直接转移给底物本身未彻底氧化的中间产物， 原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供 生成代谢产物并释放能量的过程。 电子受体。
发酵产生的独特代谢产物--细菌分类鉴定
丁二醇发酵
产气杆菌
微生物发酵葡萄糖得到大量的丁二醇与少量的乳酸 、乙酸、 二氧化碳、氢气等产物的代谢过程。
Voges-Proskauer试验（V.P反应）
碱
葡萄糖
3-羟基丁酮
二乙酰
红色化合物
VP反应结果 产气杆菌为阳性，大肠杆菌为阴性
V.P反应机理
2.呼吸
根据反应中氢受体不同分为两种类型： （1）有氧呼吸 （2）无氧呼吸有氧呼吸（aerobic respiration）
（1）有氧呼吸
从葡萄糖或其他有机物质脱下的电子或氢经过系列载 体最终传递给外源O2或其他氧化型化合物并产生较多ATP 的生物氧化过程。 以分子氧为最终受体的生物氧化 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 除糖酵解过程外，还包括三羧酸循环和电子传递链 两部分反应 发酵面食的制作就是利用微生物的有氧呼吸
在通气不良的土壤中，反硝化作用会造成氮肥的损失，对农 业生产不利，但对大气整体的N循环是有利的。
第二节 微生物的产能代谢
一.异养微生物的产能代谢
二.自养微生物的产能代谢
一、异养微生物的产能代谢
生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应 总称。 （物质在生物体内一系列氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程。）
生物氧化
发酵（发酵中间产物） 有氧呼吸（分子氧） 呼吸 厌氧呼吸（无机氧化物）
1.发酵
进行乳酸发酵的都是细菌：如短乳杆菌，乳链球菌等。
两种类型： 同型乳酸发酵
异型乳酸发酵
同型乳酸发酵（通过EMP途径）
在糖的发酵中，产物只有乳酸的发酵称 为同型乳酸发酵，青贮饲料中的乳链球菌发 酵即为此类型。
过程：
C6H12O6
葡萄糖
PEP
C3H6O3
乳酸
磷酸烯醇式丙酮酸
反应式： C6H12O6+2ADP+Pi 关键酶： 乳酸脱氢酶
(1)乙醇发酵
酵母菌乙醇发酵
EMP
参与微生物：酵母菌
丙酮酸 脱羧酶
葡萄糖
2丙酮酸
2乙醛
2乙醇
C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2 ＋2ATP
酵母菌乙醇发酵应严格控制三个条件 厌氧 不含NaHSO3 PH小于7.6
乙醛还原 乙醇过程 受阻
酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧时，丙酮酸进 入TCA循环，致糖利用率降低，乙醇生成量减少。
原核微生物：胞质中，仅琥珀酸脱氢酶在膜上 真核微生物：线粒体内膜上
有氧呼吸特点
基质氧化彻底生成CO2和H2O。 酶系完全，分脱氢酶和氧化酶两种酶系。 产能量多，一分子葡萄糖净产38个ATP。
（2）无氧呼吸
又称厌氧呼吸，以无机物为最终电子受体的生物氧化过程 。 这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。根据呼 吸链末端的氢受体不同，可分多种类型。
C6H12O6
2C2H5OH＋ CO2 ＋ATP
乙醇发酵特点： 发酵基质氧化不彻底，发酵结果仍是有机物 酶体系不完全，只有脱氢酶，没有氧化酶。 产生能量少。
(2)乳酸发酵
指乳酸菌将G分解产生的丙酮酸逐渐还原成乳酸的过程。
细菌积累乳酸的过程是典型的乳酸发酵。我们熟悉牛奶变 酸，生产酸奶，渍酸菜，泡菜，青贮饲料等都是乳酸发酵。
巴斯德效应：有氧条件下，发酵作用受抑 制的现象（或氧对发酵的抑制现象）。
发酵环境中NaHSO3与乙醛结合成复合物
（乙醛· HSO3）
当PH大于7.6时，乙醛会发生歧化反应， 两分子乙醛生成一分子乙醇和一分子乙酸。
细菌乙醇发酵 参与微生物：细菌（运动发酵单细胞菌）
与酵母菌通过EMP途径形成乙醇的机制不同，是通过ED途径。
要创造适合乳酸发酸的厌氧环境条件 要加些盐，3—5%NaCl浓度为好
缸要刷净，并不要带进油污
PH值3—4为宜
（3）混合酸发酵（EMP途径)
某些细菌通过发酵将G变成琥珀酸、乳酸、甲 酸、H2和Hale Waihona Puke BaiduO2等多种代谢产物。
由于代谢产物中含多种有机酸，因此将这种 发酵称为混合酸发酵。 大多数肠杆菌如大肠杆菌等均能进行混合酸 发酵。
ADP+Pi 底物-H 无O2下 中间代谢物 ATP 底物 中间代谢物-H2
发酵类型
发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨 基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解，糖酵解是 发酵的基础。 葡萄糖经EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮途径降解产生 的丙酮酸经发酵转化为各种终产物，发酵作用常以终产物命名。
硝酸盐呼吸（反硝化作用）
硝酸盐在微生物生命活动中具有两种功能：
1.在有氧或无氧条件下所进行的利用硝酸盐作为氮源营养 物，称为同化性硝酸盐还原作用； 2.在无氧条件下，某些兼性厌养微生物利用硝酸盐作为呼 吸链的最终受氢体，把硝酸盐还原生成亚硝酸、NO、N2O， 最终生成N2的过程称反硝化作用或脱氮作用，也叫异化型 硝酸盐还原作用 反硝化细菌：能进行硝酸盐呼吸的一些兼性厌养微生物。
2C3H6O3+2ATP
异型乳酸发酵（通过HMP途径）
发酵产物除乳酸外还有乙醇与CO2。
异型乳酸发酵结果：1分子G生成乳酸，乙醇，CO2各1分子。
乳酸发酵细菌不破坏植物细胞，只利用植物分泌物生长繁殖。 腐败菌、霉菌能破坏菜的组织细胞，分解蛋白质，使菜变臭。
渍酸菜应做好以下几点 :
必须控制不被杂菌感染
广义 ：利用好氧或厌氧微生物生产有用代谢产物或食品 有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中 饮料的生产方式。 间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 狭义 ：仅指微生物生理学意义上的，一般指微生物在无 有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部 分的能量。 氧条件下利用底物代谢时，将有机物生物氧化过程中释 发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还 放的电子直接转移给底物本身未彻底氧化的中间产物， 原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供 生成代谢产物并释放能量的过程。 电子受体。
发酵产生的独特代谢产物--细菌分类鉴定
丁二醇发酵
产气杆菌
微生物发酵葡萄糖得到大量的丁二醇与少量的乳酸 、乙酸、 二氧化碳、氢气等产物的代谢过程。
Voges-Proskauer试验（V.P反应）
碱
葡萄糖
3-羟基丁酮
二乙酰
红色化合物
VP反应结果 产气杆菌为阳性，大肠杆菌为阴性
V.P反应机理
2.呼吸
根据反应中氢受体不同分为两种类型： （1）有氧呼吸 （2）无氧呼吸有氧呼吸（aerobic respiration）
（1）有氧呼吸
从葡萄糖或其他有机物质脱下的电子或氢经过系列载 体最终传递给外源O2或其他氧化型化合物并产生较多ATP 的生物氧化过程。 以分子氧为最终受体的生物氧化 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 除糖酵解过程外，还包括三羧酸循环和电子传递链 两部分反应 发酵面食的制作就是利用微生物的有氧呼吸
在通气不良的土壤中，反硝化作用会造成氮肥的损失，对农 业生产不利，但对大气整体的N循环是有利的。
第二节 微生物的产能代谢
一.异养微生物的产能代谢
二.自养微生物的产能代谢
一、异养微生物的产能代谢
生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应 总称。 （物质在生物体内一系列氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程。）
生物氧化
发酵（发酵中间产物） 有氧呼吸（分子氧） 呼吸 厌氧呼吸（无机氧化物）
1.发酵