乙醇发酵、好氧呼吸、无氧呼吸的比较
呼吸类型 最终电子受 体 中间代谢产 物 参与反应的酶与电子传 递体系 最终产物 释放总能量 ／kJ
乙醇发酵
脱氢酶，脱羧酶，乙醛 底分子有机物， CO2 , ATP 还原酶辅酶：NAD
238 .3
好氧呼吸
O2
脱氢酶，脱羧酶，细胞 CO, H2O , ATP, 色素氧化酶，辅酶： S, NO3−， NAD, FAD，辅酶Q，细 SO42−, Fe3+ 胞色素b、cl 、c、a、a3
2876
无氧呼吸
NO3−， 反硝化作用： 脱氢酶，脱羧酶，硝酸 H O, CO , NH , 2 2 3 NO2−, 1756 还原酶，硫酸还原酶， N , H S, CH , 2 2 4 SO42−, 辅酶：NAD ，细胞色素 反硫化作用 ATP 2− CO3 , CO2 b、c ： 1125
三、化能自养型微生物的产能代谢 （1）氢细菌 ： H2 + 1/2 O2 → H2O + 237.2kJ （2）硝化细菌： NH4+ + 3/2O2 → NO2−+ H2O + 2H+ + 270.7kJ NO2−+ 1/2O2 → NO3−+ 77.4kJ （3）硫细菌： S2− + 2O2 → SO42− + 794.5kJ S + 3/2O2 + H2O → SO42− + 2H+ + 584.9kJ （4）铁细菌： 4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe ( OH ) 3 + 4CO2 + 167.5kJ
2.4 微生物代谢——物质转化 工业废水：碳水化合物、蛋白质、脂肪、油脂、有机 酸、醇、醛、酮、酚 生活污水：碳水化合物、蛋白质、脂肪、洗涤剂
不含氮物质 好氧分解（好氧微生物）
微生物参与分解
含氮物质 厌氧分解（厌氧微生物）
糖酵解的三个阶段
（2）厌氧呼吸（anaerobic respiration) 最终电子受体：除氧气以外的物质 无机物（NO3-、NO2-、SO42-、CO32-） 有机物（小分子） 分为： 分子内无氧呼吸类型 分子外无氧呼吸类型
分子内无氧呼吸类型（又称发酵） 最终子受体：小分子有机物 常见的发酵有：乳酸发酵，乙酸发酵，乙醇发酵 （生产酒精） 葡萄糖→3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油醛→丙酮酸→ 乙醛→乙醇 产能量少（2个ATP），大部分储存在乙醇中。 底物：葡萄糖 最终电子受体：乙醛（代谢中间产物）
（3）兼性厌氧菌 呼吸类型： 水中DO＞0.2-0.3mg/L，发酵、无氧呼吸 水中DO＜0.2-0.3mg/L，有氧呼吸 培养方式：具体实验要求而定。 如：肠道细菌（大肠杆菌），人及很多动物的病原菌。
五、细菌的呼吸类型在废水生物处理中的应用 （1）活性污泥法和生物滤池 利用好氧微生物或兼性微生物进行好氧呼吸，分解 物质彻底。产物是没有异味的物质，不破坏正常环境。 供应氧气，设备复杂。 （2）厌氧消化法 利用厌氧微生物和兼性微生物的厌氧呼吸对有机污 泥和高浓度有机废水进行发酵。分解物质不彻底，产物 有臭味。没有氧气，需要时间长，设备简单。

碳水化合物发酵的主要类型
分类 主要末端产物 典型微生物
丙酸发酵
丁酸发酵 丙酮丁醇发酵 同型乳酸发酵 异型乳酸发酵 混合酸发酵 乙醇发酵
丙酸、乙酸和 CO2
丁酸、乙酸、 H2和 CO2 丁醇、丙酮 乳酸 乳酸、乙醇、乙酸和 CO2 乳酸、乙酸、琥珀酸、乙 醇、甲酸、H2和 CO2 乙醇、CO2
丙酸杆菌属(Prop ionibacterium )
二、细菌的呼吸类型 脱下氢和电子——氧化 接受氢和电子——还原
最终接受电子的物质是谁？ 根据是否是氧气来分类： 好氧呼吸 厌氧呼吸 （1）好氧呼吸 （respiration） 最终电子受体：游离的氧气（O2） 举例
自养微生物硫磺细菌氧化H2S（无机物） ： H2S+2O2→H2SO4+ATP 异养微生物大肠杆菌氧化葡萄糖（有机物）： C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+ATP 在好氧呼吸过程中，基质被氧化较彻底，获得的 ATP 多，最终产物积累少。 活性污泥法处理有机废水，即采用好氧呼吸。
梭状芽孢杆菌属(Clostr idium ) 梭状芽孢杆菌属(Clostridium ) 乳酸杆菌属(Latobacillus), 链球菌属 (Streptococcus ) 明串球菌属(Leuconostoc ) 埃希菌属(Escherichia), 假单胞菌属 (Psudomonas ) 酵母属(Saccharomyces )
四、细菌与氧气的关系（微生物与氧气的关系） 需氧（好气）菌 厌氧（嫌气）菌 兼性厌氧菌 （1）好氧菌 呼吸类型－有氧呼吸，生活时需要氧气 培养方式－固体表面，液体浅层，通气，振荡。 如：多数细菌（枯草杆菌等）、真菌、藻类。 有机物→CO2+H2O 好氧分解
（2）厌氧菌 呼吸类型－无氧呼吸和发酵，在无氧气的环境生长 培养方式－抽真空；在N2、H2条件下。 如：乳酸杆菌，梭状芽孢杆菌，产甲烷杆菌 为生么有氧气不能生活？ 原因：有氧存在，代谢产生H2O2有毒，该类微 生物没有分解H2O2的氧化酶。
分子外无氧呼吸类型(无氧呼吸） 最终电子受体：无机物（NO3-、NO2-、SO42-、CO32-） 一般生活在河流、湖泊和池塘的底部淤泥等缺氧 的环境中。 硝酸盐呼吸：将 NO3− 还原为 N2以及 NO 和 N2O。 硫酸盐呼吸：使SO42− 逐步还原为 H2S。 碳酸盐呼吸：以 CO2作为最终的电子受体，通过厌 氧呼吸将CO2还原为甲烷。
葡萄糖的有氧呼吸过程可分为 3 个阶段： 第一阶段： 葡萄糖经 EMP 途径分解形成中间产物丙酮酸，同 时产生 ATP 和 NADH + H+； 第二阶段： 丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系的作用下生成乙酰 CoA， 并释放 CO2和 NADH + H+ ； 第三阶段： 乙酰 CoA 进入三羧酸循环，产生大量的 ATP、 CO2、NADH + H+ 和 FADH2 。 微生物氧化分解 lmol 葡萄糖总共可产生38mol ATP。