2.第二章 发酵学第一假说（2）.ppt

第三节化能异养型微生物 的生物氧化
2017/11/11
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张星元:发酵原理
氧化还原反应 微生物进行生物氧化的细胞器 及ATP合成酶 生物氧化过程中辅酶的关键作 用 化能异养型微生物生物氧化的 方式
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化能异养型微生物将有机营养物质储存的化学能,转化成可以被自身直接利用的能量形式(ATP或质子运动势Δp 等)的代谢过程,叫做化能异养型微生物的产代谢能的代谢,一般称产能代谢。
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化能异养型微生物产能代谢,始于能源化合物(还原性有机化合物) 的生物氧化( 即能源化合物释放电子)。生物氧化归根到底属于氧化还原反应。
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氧化还原反应
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反应物之间有电子得失的反应,总称为氧化还原反应。在这类反应中必有一种原子失去电子而被氧化,同时另一种原子得到电子而被还原,它们分别作为氧化还原反应的两个半反应,合在一起就是一个氧化还原反应。
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通常把在氧化还原反应中失去电子而被氧化的物质称为还原剂,把得到电子而被还原的物质称为氧化剂。在一个氧化还原反应中,氧化剂获得的电子总数必然等于还原剂失去的电子总数。
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对于组成和结构比较复杂的化合物,特别是有机化合物,可以采用“氧化数”这个概念来讨论氧化还原反应。用氧化数来表示物质中元素的表观电荷数,这样就可以把氧化和还原分别定义为反应物质中元素的氧化数的升高和下降。元素的氧化数升高,说明它已被氧化了;元素的氧化数下降,说明它已被还原了。
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在有机体生命活动中,参与氧化还原反应的往往是有机化合物,或者反应的一方是有机化合物,采用氧化数这个概念来讨论氧化还原反应比较方便。在有机体生命活动中,氢元素不论是以氢离子的形式存在于细胞内外的溶液中,还是与其他原子共价相连的形式,存在于组成细胞的有机化合物分子中,其氧化数均规定为+1。
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在活细胞内进行的涉及电子从一个分子到另一个分子转移的产能反应,总称为生物氧化。在一般的氧化还原反应中,还原剂将电子直接交给氧化剂并放出能量;在生物氧化过程中,还原剂首先将电子交给一级电子载体,再由一级电子载体将电子转交给氧化剂,并把化学能转化成生物可以直接利用的能量形式——代谢能。
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