细胞生物学-微生物的新陈代谢.ppt

5、化能自养微生物能量代谢的主要特点无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系，即由脱氢酶或氧化还原酶催化的无机底物脱氢或电子后，可直接进入呼吸链传递；呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可以从任一组分直接进入呼吸链；产能效率即P/O比一般要低于化能异养微生物。0103026、硝化细菌的能量代谢（1）硝化细菌广泛分布于各种土壤和水体中的化能自养菌。从生理类型来看，硝化细菌分为两类：1）亚硝化细菌（氨氧化细菌）:可把NH3氧化成NO-2，Nitrosomonas(亚硝化单胞菌属)；2）硝化细菌（亚硝酸氧化细菌）:可把NO-2氧化为NO-3，Nitrobacter（硝化杆菌属）由亚硝化细菌引起的反应为：NH3HNO2氨单加氧酶①NH3+O2+2H++2e-NH2OH+H2O（在细胞膜上）羟胺氧还酶②NH2OH+H2OHNO2+4H++4e-（在周质上）亚硝化细菌在氨氧化时的质子、电子流向和ATP合成硝化细菌利用亚硝酸氧化酶和来自H2O的氧把NO2-氧化为NO3-，并引起电子流经过很短的一段呼吸链而产生少量ATP。硝化细菌把亚硝酸氧化成硝酸时的质子、电子流向和ATP合成光能营养生物及其光合作用特点：光能营养微生物——光合磷酸化

(photophosphorylation)光能营养微生物的光合作用类型在光能自养微生物中，通过：环式光合磷酸化非环式光合磷酸化嗜盐菌紫膜的光合作用产生ATP，直接或间接利用这些途径产生还原力[H]。1、循环光合磷酸化光合细菌中的原始光合作用机制，在光能驱动下能通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能反应。特点：①电子传递途径属循环方式：在光能驱动下，电子从菌绿素分子上逐出，通过类似呼吸链的循环，又回到菌绿素，其间建立了质子动势并产生了1个ATP；②产能（ATP）与产还原力[H]分别进行；③还原力来自H2S等无机氢供体；④不产生氧，即不能利用H2O作为还原CO2时的氢供体；⑤光合磷酸化与固定CO2的Calvin循环相联接。Cyt.bc1e-e-e-e-环式光合磷酸化的光反应QABphCyt.c2QBQ库e-P870*P870e-外源电子供体（H2S、S0和Fe2+等）ADP+PiATPNAD(P)NAD(P)H2外源H2逆电子传递（耗能）红光或红外线循环光合磷酸化产能的生物原核生物真细菌中的光合细菌，厌氧菌，分类位置——红螺菌目。特点：细胞内含菌绿素和类胡萝卜素，因量和比例的不同，呈现红、橙、蓝绿、紫红、紫或褐等颜色；典型的水生细菌，广泛分布于缺氧的深层淡水或海水中；可用于污水净化；菌体可作SCP。2、非循环光合磷酸化各种绿色植物、藻类和蓝细菌共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。特点：①电子的传递途径属非循环式的，电子须经PSII和PSI两个系统接力传递；②有PSI和PSII两个光合系统，PSI含叶绿素a，反应中心的吸收光波为“P700”，有利于红光吸收，PSII含叶绿素b，反应中心的吸收光波为“P680”，有利于蓝光吸收；③在有氧条件下进行；④反应中可同时产ATP（来自PSII，Cytbf和Pc间产生1个ATP）、还原力[H]（产自PSI）和O2（产自PSII，H2O经光解产生的1/2O2）；⑤还原力NADPH2中的[H]来自H2O分子的光解产物H+和电子。非循环式光合磷酸化e-QAPhQBQ库FdFpe-e-e-Fe.SADP+PiATPe-叶绿素a叶绿素a+e-Ⅰ叶绿素b叶绿素b+ⅡH201/202Mn2+2H+e-NADPH+H+Cyt.bfADP+PiATPPCP700P6803、嗜盐菌紫膜的光借导ATP合成（1）嗜盐菌紫膜嗜盐菌：一