1. 细菌呼吸作用有哪几种类型各有什么特点
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、好氧呼吸和无氧呼吸3种类型。
1.发酵
发酵(fermentation)是指有机物氧化过程中脱下的质子和电子,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。值得注意的是,由于发酵中作为电子和质子受体的有机物是原始基质的代谢产物,所形成的发酵产物是混合物,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和酒精,产生2mol的ATP、2mol的酒精以及2mol的CO2。从能量的观点看,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,从电子的归宿看,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),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。
好氧呼吸的特点是:以氧为最终电子受体;有机物被彻底氧化成CO2和H2O,并生成ATP。由于最终产物二氧化碳和水不再含能,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)是指有机物氧化过程中脱下的质子和电子,经一系列电子传递体最终交给无机氧化物的生物学过程。
无氧呼吸的特点是:没有分子氧参加反应,电子和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。无氧呼吸的电子和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,与之结合的其他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,可见它们依然是潜在的污染物质。但这种污染物是否表现出污染,取决于充当电子受体角色的元素的易氧化程度。
2. 细菌的呼吸类型有哪些个类型的特点是什么
答:http://www.pep.com.cn/200406/ca484731.htm
http://www.sw-sj.com/rwdata/wang/gzsw-xcdx8.htm
生物的呼吸作用
生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。那么,呼吸作用是怎样进行的呢?
有氧呼吸 生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式,因此,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧 呼吸的主要场所是线粒体。一般说来,葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质,因此,有氧呼吸的过程 可以 表示如下:
有氧呼吸的全过程,可以分为三个阶段(如图):第一个阶段,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的。第二个阶段,丙酮酸经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢,同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的。第三个阶段,前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量。这个阶段也是在线粒体中进行的。以上三个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在生物体内,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出2870kJ的能量,其中有1255kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。
无氧呼吸 生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。那么,生物在无氧条件下能不能进行呼吸作用呢?科学家通过研究发现,生物体内的细胞在无氧条件下能够进行另一类型的呼吸作用——无氧呼吸。无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说,称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,并且释放出少量的能量,以适应缺氧的环境条 件。它的反应式是: 高等动物和人体在剧烈运动时,尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了,但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要,这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。它的反应式是: 此外,还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等。 无氧呼吸与有氧呼吸 在远古时期,地球的大气中没有氧气,那时的微生物适应在无氧的条件下生活,所以这些微生物(专性厌氧微生物)体内缺乏氧化酶类,至今仍只能在无氧的条件下生活。随着地球上绿色植物的出现,大气中出现了氧气,于是也出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物。可见,有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸,但仍保留有无氧呼吸的能力。 无氧呼吸的全过程,可以分为两个阶段:第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。以上两个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在无氧呼吸中,葡萄糖氧化分解时所释放出的能量,比有氧呼吸释放出的要少得多。例如,1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,共放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。
由上述分析可以看出,无氧呼吸和有氧呼吸有明显的不同(表3-1)。
无氧呼吸和有氧呼吸的过程虽然有明显的不同,但是并不是完全不同。从葡萄糖到丙酮酸,这个阶段完全相同,只是从丙酮酸开始,它们才分别沿着不同的途径形成不同的产物:在有氧条件下,丙酮酸彻底氧化分解成二氧化碳和水,全过程释放较多的能量;在无氧条件下,丙酮酸则分解成为酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸,全过程释放较少的能量。
呼吸作用的意义 对生物体来说,呼吸作用具有非常重要的生理意义,这主要表现在以下两个方面:第一,呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量,一部分转变为热能而散失,另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时,就把储存的能量释放出来,用于生物体的各项生命活动,如细胞的分裂,植株的生长,矿质元素的吸收,肌肉的收缩,神经冲动的传导等。第二,呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物,可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如,葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
发酵工程 发酵工程是指采用工程技术手段,利用生物,主要是微生物的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景。例如,利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、干扰素和生长素等。
一、判断题1.有氧呼吸和发酵是两个完全不同的过程。( )2.糖类、脂肪和蛋白质在动物细胞内氧化分解后,它们的最终产物都是二氧化碳和水。( )二、选择题1.与无氧呼吸相比,有氧呼吸的特点是[ ]A.需要酶参加;B.分解有机物;C.释放能量;D.有机物彻底分解。2.下面是糖类代谢过程(以淀粉为例)的表解,其中的①、②、③、④、⑤所代表的物质依次是[ ]A.麦芽糖、肌糖元、葡萄糖、脂肪、丙酮酸;B.葡萄糖、肌糖元、葡萄糖、丙酮酸、脂肪;C.葡萄糖、肝糖元、肌糖元、脂肪、丙酮酸;D.葡萄糖、肌糖元、肝糖元、丙酮酸、脂肪。3.人体内水的来源是[ ]①饮用水②饼干③蔬菜④烤馒头干⑤体内物质氧化分解A.① ② ③;B.③ ④ ⑤;C.① ③ ⑤;D.② ③ ④。三、简答题绿色植物和高等动物体内的葡萄糖,在有氧条件下被分解的相同点是什么?在缺氧条件下被分解的不同点是什么?参考答案
3. 微生物呼吸类型
呼吸类型:发酵、有氧呼吸、无氧呼吸 根据微生物的碳源、能源、和氢供体不同可将微生物分为光能无机营养型、化能无机营养性、光能有机营养型和化能有机营养型 类型 能源 基本碳源 氢供体 光无 光 CO2 无机物 光有 光 CO2及简单有机物 有机物 化无 无机物 CO2 无机物 化有 有机物 有机物 有机物例:光无:蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌等 化无:硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫磺细菌等 光有:红螺菌科的细菌 化有:大多数细菌和全部真核微生物代谢:化能自养:氧化磷酸化
4. 微生物的呼吸类型有哪些
根据微生物的碳源、能源、和氢供体不同可将微生物分为光能无机营养型、化能无机营养性、光能有机营养型和化能有机营养型类型 。
5. 下列关于微生物的呼吸类型描述错误的是( )。 ( )a、好氧呼吸是营养物质进入好
A、肺炎双球菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,也能进行有氧呼吸,A正确;
B、与好氧细菌有氧呼吸有关的酶部分游离在细胞质中,部分附着在细胞膜上,B错误;
C、破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌,因此其适宜生活在无氧的环境中,C正确;
D、有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同,有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,D正确.
故选:B.
6. 微生物的呼吸类型分几类有何区别
根据氧化还原反应中最终电子受体的不同,分解代谢可分成发酵和呼吸两类.
呼吸又可以分成好氧呼吸和缺氧呼吸两类.
7. 根据最终氢受体的不同,微生物的呼吸作用主要分为( )三种类型。
A
答案解析:
根据最终氢受体的不同,微生物的呼吸作用主要分为好氧呼吸、厌氧呼吸、发酵三种类型。
8. 好氧活性污泥中微生物主要有哪些种类
型球衣菌、微丝菌、发硫菌。游仆虫、小黑点是楯纤虫。
但丝状菌数量远少于菌胶团细菌,未见游离细菌。微型动物以固着类纤毛虫为主,如钟虫、盖纤虫、累枝虫等;还可见到楯纤虫在絮粒上爬动,偶尔还可看到少量的游泳型纤毛虫等,轮虫生长活跃。这是运行正常的污水处理设施的活性污泥生物相,表明污泥沉降及凝聚性能较好,它在二沉池能很快和彻底地进行泥水分离,处理出水效果好。
观察到大量的游泳型纤毛虫类(豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、波豆虫属、滴虫属)等生物,肉足类生物(变形虫类等)急剧增加的生物相,出现这种生物相时,污泥沉降性差。
累枝虫、楯纤虫、裂口虫、钟虫的数量呈增长趋势时,表明出水水质明显变好;出现硫细菌、螺旋体、扭头虫属时,表明溶解氧不足
9. 大多数微生物以什么方式呼吸
大多数微生物以有氧呼吸的方式呼吸,即使是酵母菌这样兼性厌氧型的,在有氧的情况下也是以有氧呼吸为主,只有少数的微生物进行无氧呼吸(如乳酸菌)。
10. 微生物的呼吸类型分几类有何区别
可以分为好氧、厌氧、兼性厌氧