微生物的呼吸类型

微生物的呼吸类型

在微生物体中,能量的释放。ATＰ的生成都就是通过呼吸作用实现的。

根据最终电子受体性质的不同,可将微生物的呼吸分为发酵、好氧呼吸与无氧呼吸3种类型。

1、发酵

发酵(fｅrｍentation)就是指有机物氧化过程中脱下的质子与电子,经辅酶或辅基(主要有NAＤ,ＮＡDP,FAD)传递给另一有机物,最终产生一种还原性产物的生物学过程。

发酵的特点为:不需氧;有机物氧化不彻底;能量(有效电子)释放不完全。值得注意的就是,由于发酵中作为电子与质子受体的有机物就是原始基质的代谢产物,所形成的发酵产物就是混合物,其中一部分产物的氧化程度高于原始基质,另一部分产物的氧化程度低于原始基质;又由于有机物的每次氧化都必须由相应的还原来平衡,因此原始基质既不能高度氧化,也不能高度还原,这就限制了发酵所能处理的有机废物的种类。

在酒精发酵中,葡萄糖被降解成二氧化碳与酒精,产生２ｍol的ATＰ、２mol的酒精以及2ｍoｌ的ＣO2。从能量的观点瞧,发酵的结果只使一部分葡萄糖转化成不含能的稳定产物二氧化碳,另一部分葡萄糖的转化产物酒精仍然含能,依然会污染环境。不仅如此,从电子的归宿瞧,发酵产物酒精接纳了葡萄糖释放的全部电子,产物的耗氧能力(提供电子的能力)与葡萄糖完全一样,并没有得到任何削弱。如果就上述而论,那么发酵作为控制有机质污染的措施就是毫无效果的。然而,好在某些发酵(如沼气发酵)的不稳定产物为气体(如CＨ。),它能从系统内逸出,不再对水体产生污染。

2.好氧呼吸

所谓好氧呼吸(resPｉｒation),就是指有机物在氧化过程中放出的电子,通过呼吸链传递最终交给氧的生物学过程。

好氧呼吸的特点就是:以氧为最终电子受体;有机物被彻底氧化成CＯ2与H2Ｏ,并生成A ＴＰ。由于最终产物二氧化碳与水不再含能,也不再有释放电子的能力,因此它们不会耗氧,有机物的污染也由此消除。

3、无氧呼吸

无氧呼吸(anaerobｉｃresPｉrａtiｏn)就是指有机物氧化过程中脱下的质子与电子,经一系列电子传递体最终交给无机氧化物的生物学过程。

无氧呼吸的特点就是:没有分子氧参加反应,电子与质子的最终受体为无机氧化物(NO3-、SO42－或ＣO2等);有机物的氧化彻底;但释放的能量低于好氧呼吸。无氧呼吸的电子与质子受体实际上分别由两种元素承担。无机氧化物中的氧充当了质子受体的角色,与之结合的其她元素

则充当了电子受体的角色。由于后者的氧化能力弱于氧,因此以它作电子受体所释放的能量就相对较少,而且当无氧呼吸所形成的产物排人有氧环境时,存在着被氧重新氧化的可能,可见它们依然就是潜在的污染物质。但这种污染物就是否表现出污染,取决于充当电子受体角色的元素的易氧化程度。

[例2.２４微生物呼吸作用的本质就是什么？可把微生物的呼吸作用分为哪几种类型？各类型有什么特点？

答:微生物呼吸作用的本质就是氧化与还原的统一过程,这过程中有能量的产生与能量的转移。微生物的呼吸类型有发酵／好氧呼吸与无氧呼吸。发酵的特点为不需氧;有机物氧化不彻底;能量(有效电子)释放不完全。好氧呼吸的特点就是以氧为最终电子受体;有机物被彻底氧化成CO2与H2O,并生成ATP。无氧呼吸的特点就是:没有分子氧参加反应,电子与质子的最终受体为无机氧化物(NＯ3－、ＳＯ42-或CＯ

等);有机物的氧化彻底,但释放的能量低于好氧呼吸。

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