饱和碳氢化合物、醇、醛、酮的分解

NAD2H2eNADHHNADP2H2eNADPHHG062kJG062kJ

ADPH3PO4ATPH2OG032kJ

NADHHNAD2H2e1O22H2eH2O21NADHO2HNADH2O2G062kJG0157kJG0219kJ

2716NO3HNADN2H2O55551111122SO4:NADHSO4HNADH2SHSH2O4888111CO2:NADHCO2HNADCH4H2O442NO3:NADHG0206kJG020kJG015kJ

饱和碳氢化合物、醇、醛、酮的分解

由于C-H和C-C键的强度高，因此，碳氢化合物很难破坏，首先在加氧酶作用下，以NADH为共基质，通过加氧反应，形成醇。

在脱氢与羟化过程中，通过去除两个氢离子以及两个电子，将醇氧化为醛，加入水分子，将醛氧化为羧酸。

脂肪酸通过β-氧化过程氧化,第一步加入辅酶A,形成酰基CoA，活化脂肪酸。第二步，从活化的酸中去除两个电子和两个质子，并加入水分子，再去除两个电子和两个质子，导致β-碳原子被氧化为酮基。所后将辅酶A加到分子上，将其分裂成乙酰辅酶A以及比原始脂肪酸少两个碳原子的酰基辅酶化合物。

碳水化合物

碳水化合物即多糖，如纤维素、淀粉以及复杂的糖类。碳水化合物一般通过水解作用转化为戊糖和己糖

氨基酸

氨基酸的氧化过程是通过电子去除和水加成完成。第一步，去氨基作用使α碳原子氧化形成酮基，释放氨，形成的有机酸然后转化为乙酰辅酶A.

光养性生物的能量传递

叶绿素捕捉光能

乙酸的有氧氧化1311供体：CH3COOH2OCO2HCO3He888811受体：O2HeH2O4211111净反应：CH3COOO2CO2HCO3H2O84888G0/kJ27.4078.72106.12

乙酸的产甲烷化1311供体：CH3COOH2OCO2HCO3He8888111受体：CO2HeCH4H2O8441111净反应：CH3COOH2OCH4HCO38888G0/kJ27.4023.533.87

葡萄糖的产甲烷化111供体：C6H12O6H2OCO2He2444111受体：CO2HeCH4H2O844111净反应：C6H12O6CH4CO22488G0/kJ41.3523.5317.82

生物氧化还原反应中，每转移一个当量的电子，所释放的能量与电子供体与受体的性质有关

同样的供体在厌氧环境比在好氧释放的能量少

复杂的有机物比简单的有机物含有的能量多，在代谢过程中释放的能量也多；

下图表示了微生物可利用的氧化/还原电对可以提供的自由能，其中供体的半反应写在受体的半反应上面。从图中我们可以看出：

电子受体氧和硝酸盐能量差别很小

发酵过程中（以小分子的有机物为电子受体），释放的能量很少

葡萄糖发酵产生乙醇，两个半反应的能量差为-10kJ/e- eq，

Gs Gp Gpc  AGr Gr

在稳定条件下：AGrGs0GpGpcnAAGr

从这个等式可以看出，随着从给定碳源进行合成反应所需要的能量增加，供体氧化释放的能量的减少，用于形成1个当量细胞的能量所需的供体当量增加。

因为A的计算结果中没有包含细胞维持需要的能量，用此值计算的fs是最大值。

11AA1A

fs0和fe0例题

假设在能量传递效率为0.6，pH=7.0，所有的反应物和产物都处于单位活度状态，氨为氮源，估算乙酸好氧氧化的

fs0和Y

从表中可以查出乙酸和氧的半反应的自由能分别为：

0Ga78.72kJ/eeq,0Gd27.40kJ/eeq

00GrGaGd78.7227.40106.12kJ/eeq

Gp35.0927.407.69kJ/eeq

Gpc3.33kJ/g细胞113/20g/eeq18.8kJ/eeq

fs010.591A

此时写出其总反应式为

0.125CH3COO0.1025O20.0295NH40.0295C5H7O2N0.007CO20.0955HCO30.0955H2O

0.029511327g/mol乙酸0.1250.02951130.45g/g乙酸0.125590.0295113‘0.42g/gCOD8

Y能量传递效率的影响

能量传递效率越低，生长状况不好，细胞的产率降低。

表

电子受体和电子供体对异养微生物的影响

氧作为电子受体产率最大，二氧化碳最小；复杂的电子供体比简单的电子供体，生物产率高。

表

如果氮源为氧化态，则情况会发生什么变化？

微生物利用氧化态的氮源时，必须首先将其还原为三价的氮，这是一个需要电子和能量的过程，因此降低了合成的能力。