（1） 有氧呼吸（略）
（2）无氧呼吸：某些微生物在无氧条件下进行无氧呼吸。特点是底物经常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的化合物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。
? 硝酸盐呼吸（反硝化作用）：在微生物的作用下，硝酸盐逐步被还原为分子氮的过程
生态学意义：硝酸盐在反硝化细菌的作用下逐步还原为亚硝酸盐、NO、N2O、N2、，因此会造成土壤氮肥的流失；但是反硝化作用可以将沉积在水体的硝酸盐还原为分子氮，回到大气中，从而保证氮素在自然界的循环。 2. 发酵
发酵（Fermentation）: 在微生物学中，发酵是指无氧条件下，微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 (1) 乙醇发酵
? 酵母菌的一型发酵：发酵条件：厌氧、 pH3.5~4.5、30℃
酵母菌将葡萄糖经 EMP 途径降解生成 丙酮酸，丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛作为氢受体使 NADH2 氧化生成 NAD + ，同时乙醛被还原生成乙醇，这种发酵类型称为酵母的 一 型发酵。 对大多数酵母而言，对酒精的耐受度为8%~10%。
? 酵母菌的二型发酵
环境中存在亚硫酸氢钠时，可与乙醛反应生成难溶的乙醇磺酸钠，迫使磷酸二羟丙酮受氢还原，生成α-磷酸甘油， α-磷酸甘油进一步水解脱磷酸生成甘油，此为二型发酵。这是利用酵母菌工业化生产甘油的“经典”途径。
? 酵母菌的三型发酵
葡萄糖经 EMP 途径生成丙酮酸，后脱羧生成乙醛，如处于弱碱性环境条件下 (pH 7.6) ，乙醛因得不到足够的氢而积累， 2 个乙醛分子间发生歧化反应， 1 分子乙醛作为氧化剂被还原成乙醇，另 1 个则作为还原剂被氧化为乙酸。而磷酸二羟丙酮作为 NADH2 的氢受体，使 NAD+ 再生，产物为乙醇、乙酸和甘油
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(2) 乳酸发酵：
? Stickland reaction（Stickland反应 ）
某些专性厌氧在厌氧条件下生长时，利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。以一种氨基酸作为供氢体而氧化，另一种氨基酸作为电子受体被还原的生物氧化产能方式，产能效率低，每分子氨基酸产生1个ATP。
二. 化能自养微生物的生物氧化：
? 无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系
? 产能效率即P/O低,一般低于化能异养菌
? 通过逆呼吸链传递方式形成还原力[NAD(P)H]，消耗能量 ? 底物脱氢与呼吸链直接偶联
三、光能微生物的产能代谢
1. 产氧型光合作用：兰细菌和真核生物 2. 不产氧型光合作用：光合细菌
3. 依赖细菌视紫红质的光合作用（盐细菌） 5.2 合成代谢
一. 生物固氮：大气中的分子氮通过生物固氮酶的催化而还原成氨的过程。
固氮酶，Mg2+ N2 + 8e- + 8H+ + nATP 2NH3 + H2 + nADP + nPi
固氮酶包括2种组分：固氮酶遇氧均发生不可逆失活，所以固氮作用只能在厌氧条件下进行。
钼铁蛋白(MoFd)（固二氮酶）：4个亚基 铁蛋白(AZoFd)（固二氮酶还原酶）：2个亚基
好氧性固氮菌其固氮酶的抗氧机制：
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(1) 呼吸保护作用： (2) 构象保护： (3 )分隔作用： (4) 豆血红蛋白 二、肽聚糖的合成
① 细胞质阶段：合成派克（Park）核苷酸 ② 细胞膜阶段：合成肽聚糖单体
③ 细胞膜外阶段：通过转糖基、转肽作用形成肽聚糖 三、次级代谢及次级代谢产物
次级代谢：是指某些微生物生长到一定时期，以初级代谢产物作前体，合成一些对微生物生命无明确功能的物质的过程。
次级代谢产物主要有抗生素、色素、毒素、生物碱等。 5.3 代谢的调节
一、代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用 1．应用营养缺陷型菌株解除反馈抑制
（1）直线式代谢途径：选育末端产物营养缺陷型（应在培养基中限量供给E）
(2) 分支代谢途径：
生产实例：赖氨酸生产菌（谷氨酸棒杆菌高丝氨酸缺陷型 ）
谷氨酸棒杆菌以天冬氨酸为原料，通过分支代谢途径合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。末端代谢产物赖氨酸、苏氨酸对对天冬氨酸激酶为协同反馈抑制。
为了解除正常的代谢调节获得赖氨酸高产菌株，工业上应该选育谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸营养缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌株。缺陷型菌株由于不能合成高丝氨酸脱氨酶，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸，打破了赖氨酸、苏氨酸对天冬氨酸激酶的协同反馈抑制，产生大量赖氨酸。工业生产中，发酵培养基中添加适量高丝氨酸的条件下，即能产生大量赖氨酸。 2. 应用抗反馈控制突变株解除反馈调节 3．控制细胞膜渗透性
第六章 微生物生长及其控制
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6.1 测定生长繁殖的方法 一、 测生长量
1. 直接法--- 重量法：可以用于单细胞、多细胞及丝状体微生物；以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量 2. 间接法
（1）比浊法：主要用于单细胞微生物。通常采用分光光度计，选用450~650nm之间的某一波长测定菌悬液的光密度，以光密度(OD)表示菌量 （2）生理指标法：
二、计数法：通常用来测定细菌、酵母菌、真菌孢子等单细胞微生物的生长情况 1．直接计数：采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直接计数
总菌数 / mL= 中格平均菌数×25（16） ×104 ×稀释倍数 2．间接计数 ( 活菌计数法 ) ：
? 稀释平板菌落计数法（CFU法）：最常用的活菌计数法
一个菌落可能是多个细胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成单位（colony forming units， CFU）来表示， 3. 膜过滤法：当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器，然后将膜转到相应的培养基上进行培养，对CFU进行统计。 6.2 微生物生长的规律 一、同步生长
通过一定措施，使培养物中的所有细胞处于同一生长阶段，使群体与个体的行为保持一致。 1. 机械法：密度梯度离心方法；过滤分离法；硝酸纤维素滤膜法 2. 诱导法：
二、单细胞微生物的生长曲线
单批培养（分批培养）：在封闭系统中对微生物进行的培养，既不补充营养物质也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养方式，也称为封闭培养.
1. 延滞期：将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期。
延滞期的特点：分裂迟缓、代谢活跃
? 细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末，细胞的平均长度比刚接种时长6倍。一般来说处
于迟缓期的细菌细胞体积最大
? 细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。 发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本，缩短迟缓期的常用手段：
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