《土壤微生物生态工程》—自养微生物的生物氧化（13）

1．化能自养型

化能自养菌为还原CO2而需要的ATP和还原力[H]是通过氧化无机底物（NH4+、NO2-、H2S、S、H2和Fe2+等）来实现的。其产能的途径主要也是借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反应，因此，绝大多数化能自养菌是好氧菌。即使少数可进行厌氧生活的化能自养菌，也是利用以硝酸盐或碳酸盐代替氧的无氧呼吸。化能自养微生物不仅在还原CO2时需要消耗ATP，而且当其生产还原力[H]时，也要消耗许多ATP(图2-12)。由于化能自养细菌的产能效率、生长速率和生长得率很低等原因，故对它们的生物氧化和能量代谢还研究得很少。与异养微生物相比，化能自养细菌的能量代谢主要有三个特点。①无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系。由脱氢酶或氧化还原酶催化的无机底物脱氢或脱电子后，直接进入呼吸链传递。这与异养微生物葡萄糖氧化要经过EMP和TCA等途径的复杂代谢过程不同。②呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可从任一组分进入呼吸链。③产能效率即P/O比一般要比异养微生物更低。

2．光能自养型

光合细菌主要通过循环式光合磷酸化作用产生ATP，这类细菌主要包括紫色硫细菌、绿色硫细菌、紫色非硫细菌和绿色非硫细菌。高等植物和蓝细菌与光合细菌不同，它们可以裂解水，以提供细胞合成的还原能力，以非循环光合磷酸化作用产能。