A. 微生物發酵過程中底物消耗主要用於以下哪幾個方面
在微生物發酵過程中,底物主要消耗在以下三個方面:
一是用於合成新的細胞物質;
二是用於合成代謝產物;
三是提供細胞生命活動的能量。
B. 簡述:化能異養型微生物能量代謝
一般來說 化能異養型微生物有3條能量產生途徑,氧化磷酸化(呼吸鏈、三羧酸循環途徑) 和 底物水平磷酸化(糖酵解途徑)和無氧呼吸(厭氧電子傳遞鏈)途徑。
有氧條件下,前2條途徑產能,無氧時,後2條途徑產能。
不同生物厭氧產能的呼吸鏈組成是不同的。
C. 微生物在能源方面的利用有哪些
如:化能合成細菌利用某些無機物氧化時釋放的能量來合成有機物。藍藻能進行光合作用,將光能轉化為化學能。
D. 微生物在生長繁殖的過程中產生的熱量主要來源於哪裡
來自營養物質的應用與分解,或者微生物的新陳代謝,能量不會憑空出現也不會憑空消失,只是轉換
E. 微生物的能量代謝方式有哪六種
要分情況了,大的微生物能量代謝方式分為化能異養微生物,光能異養微生物和化能自養微生物三大類型,他們通過不同方式釋放出通用能源ATP.
但具體能量代謝的話,給你提供化能異養微生物的無氧呼吸的六種方式:
1.硫酸鹽呼吸
2.硫呼吸
3.鐵呼吸
4.碳酸鹽呼吸
5.硝酸鹽呼吸
6.延胡索酸呼吸
F. 與高等動植物相比,微生物能量代謝多樣性表現在哪些方面求大神解答
1.營養類型的多樣性
一切生物在營養上都具有統一性,在元素水平上都需20種左右,且以碳,氫,氧,氮,硫,磷6種元素為主,在營養要素水平上則都在六大類范圍內,即碳源,氮源,能源,生長因子,無機鹽,水。而營養類型是指根據生物生長所需要的主要營養要素即能源和碳源的不同而劃分的生物類型。生物的營養類型有:光能自養型,光能異養型,化能自養型,化能異養型。
動物自身不能從簡單的無機物製造有機物,也不能從日光中獲得能量,必須直接或間接地以綠色植物為食,來獲取現成的有機物以獲得生命活動所需的能量。由此動物只能是化能異養性生物。絕大多數植物只從外界吸收簡單的無機物(從空氣中吸收二氧化碳,從土壤中吸收水和無機鹽),還吸收日光作為能源,通過光合作用在體內製造有機物提供本身代謝活動所需的有機物和能量。由此絕大多數的植物為光能自養型生物。微生物的營養類型之多是動植物所大大不及的。有以二氧化碳為碳源,光為能源的光能自養型微生物如:藍細菌,紫硫細菌,綠硫細菌,藻類等;有以有機物為碳源,光為能源的光能異養型微生物如:紅螺菌科的細菌(紫色無硫細菌);有以二氧化碳為碳源,無機物為能源的化能自養型微生物如:硝化細菌,硫化細菌,鐵細菌,氫細菌,硫磺細菌等;有以有機物為碳源,有機物為能源的化能異養型微生物如:絕大多細菌和全部真菌。
2. 產能途徑的多樣性
生物的產能代謝是指物質在生物體內經過一系列連續的氧化還原反應,逐步分解並釋放能量的過程,這是一個產能代謝過程,又稱為生物氧化。在生物氧化過程中釋放的能量可被生物直接利用,也可通過能量轉換貯存在高能化合物(如ATP)中,以便逐步被利用;還有部分能量以熱的形式是放到環境中。
動植物通過糖酵解途徑和三羧酸循環氧化葡萄糖分解成水和二氧化碳並釋放能量,植物還通過非環式光合磷酸化的方式合成能量。而微生物產能的途徑更為多,而且不同的微生物進行生物氧化所利用的物質不同,異養微生物利用有機物,自養微生物則利用無機物。
2.1異養微生物的產能途徑
(1)EMP途徑:以1分子葡萄糖為底物反應產生2分子丙酮酸,2分子NADH+氫離子和2分子ATP。EMP途徑是絕多數生物所共有的一條主流代謝途徑。
(2)HMP途徑:是從葡糖-6-磷酸開始的,其特點是葡萄糖不經EMP途徑和TCA循環而得到徹底氧化,並能產生大量還原型煙酸胺腺嘌呤二核苷酸磷酸以及重要中間代謝產物。在多數好氧菌和兼性厭氧菌種都存在HMP途徑,而且通常還與EMP途徑同時存在。只有HMP途徑而無EMP途徑的微生物很少,例如弱氧化醋桿菌,氧化葡糖桿菌,氧化醋單胞菌。
(3)ED途徑:以1分子葡萄糖為底物生成2分子丙酮酸,1分子ATP,1分子NADPH和NADH。其特點是只經過4步反應即可快速獲得由EMP途徑須經10步反應才能形成的丙酮酸。ED途徑在革蘭氏陰性菌中分布較廣,特別是假單胞菌和固氮菌的某些菌中較多存在,是缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑。ED途徑可不依賴於EMP途徑和HMP途徑而單獨存在。
(4)TCA途徑:以1分子丙酮酸為底物,經過一系列循環反應而徹底氧化,脫羧形成3分子CO2,4分子NADH2,1分子FADH2和1分子GTP,總共相當於15分子ATP,產能效率極高。這是一個廣泛存在於各生物體中的重要生物化學反應,在各種好氧微生物中普遍存在。
2.2自養微生物的產能途徑
自養微生物的生物合成的起始點是建立在對氧化程度極高的二氧化碳進行還原(即CO2的固定)的基礎上,為此,化能自養微生物必須從氧化磷酸化所獲得的能量中,花費一大部分ATP以逆呼吸鏈傳遞的方式把無機氫轉變成還原力。如硝化細菌可利用亞硝酸氧化酶和來自H2O的氧把亞硝酸根氧化為硝酸根,並引起電子流經過一段很短的呼吸鏈而產生少量ATP。而在光能自養微生物中,ATP是通過循環光合磷酸化,非循環光合磷酸化或紫膜光合磷酸化產生的,而還原力則是直接或間接利用這些途徑產生的。如原核生物真細菌的光合細菌在光能驅動下利用還原態的無機物(H2S,H2)作為還原CO2的氫供體,電子從菌綠素分子上逐出,通過類似呼吸鏈的循環,又回到菌綠素,期間產生ATP和還原力。藻類和藍細菌在光和氧氣的條件下裂解水以提供細胞合成的還原力,電子則經過葉綠素的兩個光合系統接力傳遞,在Cyt bf和Pc間產生ATP。嗜鹽菌在無氧的條件下,利用光能所造成的紫膜蛋白上視黃醛輔基構象的變化,可是質子不斷驅至膜外,從而在膜兩側建立一個質子動勢,再由它來推動ATP酶合成ATP。
3.代謝條件的多樣性
影響生物生長代謝的外界因素有很多,除了營養因素外,還有許多物理因素,最主要的是溫度,PH,氧氣。
3.1溫度
溫度對生物正常生長繁殖有重要影響。只有在一定的溫度范圍內,生物才能正常生長繁殖和維持正常的新陳代謝。植物一般生長適宜溫度為22~28度,動物的適宜溫度通常為36~37度。與其他生物一樣,任何微生物的生長溫度盡管有寬又窄,但如果把微生物作為一個整體來看其溫度是極其寬的,最低一般為-10~-5度,極端為-30度。如嗜冷微球菌可生活在最低為-4度的環境下。最高一般為80~90度,極端為105~150度。如熱葉菌可生活在最高為110度的環境下。
3.2 PH
不同的生物有各自不同的最適生長PH。植物生長的最適PH為5.2~5.8,動物生長的最適PH為7.2~7.6。微生物若作為一個整體來說,其生長的PH范圍極廣(小於2~大於10),還有少數種類超過這一范圍。但絕大多數微生物的生長PH都在5~9之間。如一般黴菌最適PH為3.8~6.0,枯草芽孢桿菌最適PH為6.0~7.5。除不同種類微生物有其最適生長PH外,即使同一微生物在其不同的生長階段和不同的生理,生化過程,也有不同的最適PH要求。如黑麴黴在PH=2.0~2.5時有利於合成檸檬酸,在PH=2.5~6.5時就以菌體生長為主,而PH=7左右時則大量合成草酸。
3.3氧氣
地球上的整個生物圈都被大氣層牢牢包圍著,因此,氧對生物的生命活動有著極其重要的影響。所有動植物都是好氧生物,因此,必須在有氧的條件下才能正常地生長繁殖。而按照微生物與氧的關系,可把它們分為5類:
(1)專性好氧菌:必須在較高濃度分子氧的條件下才能生長,在正常大氣壓下通過呼吸產能。絕大多數真菌和多數細菌,放線菌是專性好氧菌。
(2)兼性厭氧菌:是以有氧條件下的生長為主也可兼在厭氧條件生長的微生物,在有氧時靠呼吸產能,無氧時則藉助發酵或無氧呼吸產能。許多酵母菌和不少細菌都是兼性厭氧菌。
(3)微好氧菌:只能在較低的氧分壓下才能正常生長,也是通過呼吸鏈並以氧為最終受體而產能。如霍亂弧菌,氫單胞菌屬,發酵單胞菌屬等。
(4)耐氧菌:可在分子氧存在下進行發酵性厭氧生活,它們的生長不需要任何氧,但分子氧對它們也無害。不具有呼吸鏈,僅依靠專性發酵和底物水平磷酸化而獲得能量。通常的乳酸菌多為耐氧菌。
(5)厭氧菌:分子氧對其有毒,即使短期接觸也會抑制甚至致死,生命活動所需能量是通過發酵,無氧呼吸,循環光合磷酸化或甲烷發酵等提供。常見的厭氧菌有:梭菌屬,梭桿菌屬,光合細菌,產甲烷菌等。
G. 微生物的新陳代謝
微生物的代謝
在生命細胞中發生的物質化學轉變過程稱為代謝。代謝是生命活動的基本特徵之一,生命活動的任何過程都離不開代謝,代謝一旦停止,生命隨之結束。在微生物的代謝過程中,細胞不斷從外部環境中攝取生長需要的能源和營養物質,同時不斷將代謝產物(廢物)排泄到外部環境中去,因此代謝又稱為新陳代謝。微生物要靠代謝維持其生命活動諸如生長、繁殖、運動等。代謝被分為兩大類,即分解代謝和合成代謝。
1.分解代謝
分解代謝也稱異化作用,是指微生物將自身或外來的各種物質分解以獲取能量的過程,產生的能量用以維持各項生命活動需要,部分以熱能的形式與代謝廢物一起排出體外。根據分解代謝過程對氧的需求,又可分為好氧分解代謝和厭氧分解代謝。
(1)好氧分解代謝
6CO2 + 6H2O + 2880kJ
C6H12O6 + 6O2
好氧分解代謝是在有氧的條件下,好氧微生物和兼性厭氧微生物將有機物分解為CO2和H2O,並釋放出能量的代謝過程。在有機物氧化過程中脫出的氫是以氧作為受氫體。如葡萄糖(C6H12O6)在有氧情況下完全氧化:
(2)厭氧分解代謝
厭氧分解代謝是厭氧微生物和兼性厭氧微生物在無氧的條件下,將復雜的有機物分解成簡單的有機物和無機物,如有機酸、醇、CO2等,再被甲烷菌進一步轉化為甲烷和CO2等,並釋放出能量的代謝過程。厭氧代謝的受氫體可以是有機物,也可以是含氧化合物如硫酸根、二氧化碳、硝酸根等。如葡萄糖的厭氧代謝:
6CO2+12KNO2+1796kJ
C6H12O6+12KNO3
2CH3CH2OH+2CO2+226kJ
C6H12O6
以含氧化物為受氫體時,1mol葡萄糖釋放的能量為1796kJ,以有機物為受氫體時,1mol葡萄糖釋放的能量為226KJ。
好氧分解代謝過程中,有機物的分解比較徹底,最終產物是含能量最低的CO2和H2O,故釋放能量多,代謝速度快,代謝產物穩定。從污水處理的角度來說,希望保持這樣一種代謝形式,在較短時間內,將污水中有機物穩定化。
厭氧分解代謝中有機物氧化不徹底,用於處理污水時,不能達到排放要求,還需要進一步處理。厭氧分解代謝可生產沼氣,回收甲烷。
2.合成代謝
合成代謝亦稱同化作用,是指微生物不斷由外界取得營養物質合成為自身細胞物質並貯存能量的過程,是微生物機體自身物質製造的過程。在此過程中,微生物合成所需要的能量和物質由分解代謝提供。
分解代謝與合成代謝是一個協同的、一體化的過程,它們是密不可分的。微生物的生命過程是營養物質不斷被利用,細胞物質不斷合成又不斷消耗的過程。在這一過程中伴隨著新生命的誕生,舊生命的死亡和營養物質的轉化。污水的生物化學處理就是利用微生物對污染物(營養物質)的代謝作用實現的。
不知道你要的是不是這種回答......