微生物的呼吸作用實質(zhì)上就是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的分解,、氧化和釋放能量的過程,，是新陳代謝的異化作用。呼吸作用中物質(zhì)的氧化主要是以脫氫方式(同時失去電子)實現(xiàn)的,，即在化學(xué)反應(yīng)中一種物質(zhì)脫氫同時失去電子被氧化,，另一種物質(zhì)得到氫和電子被還原。在此過程中釋放的能量主要被貯存在ATP(三磷酸腺苷)中,，滿足各需能代謝反應(yīng)的需要,，未被貯存的能量則以熱量形式散發(fā)掉。
根據(jù)生物氧化中zui終氫受體(或zui終電子受體)性質(zhì)的不同,，可以把呼吸類型分為發(fā)酵,、有氧呼吸和無氧呼吸三類。
根據(jù)微生物與氧氣的關(guān)系,，微生物可分為好氧微生物,、厭氧微生物和兼性微生物。好氧微生物生活時需要氧氣,，沒有氧氣就無法生存,。它們在有氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成CO2和H2O,。這種物質(zhì)分解的過程叫好氧分解,。厭氧微生物只在沒有氧氣的環(huán)境中才能生長，甚至氧氣對它還有毒害作用,。原因是在有氧存在的環(huán)境中,，由脫氫酶活化的氫將和氧結(jié)合成過氧化氫，而這類微生物缺乏好氧微生物和兼性微生物所具有的過氧化氫酶,，故所形成的過氧化氫將逐漸積累起來,，對細(xì)胞發(fā)生毒害作用。厭氧微生物在無氧條件下,，可以將復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的有機(jī)物和CO2等,，這個過程稱為厭氧分解。兼性微生物則既可在有氧環(huán)境中生活,，也可在無氧環(huán)境中生長．既能營好氧呼吸也能營厭氧呼吸,。在自然界中，大部分細(xì)菌屬于這一類(應(yīng)當(dāng)指出．理論上,，根據(jù)微生物與氧氣的關(guān)系來劃分它們的類型是不夠全面和確切的．但在實際應(yīng)用中,，這樣的分類仍然是有意義的),。
(1)發(fā)酵
發(fā)酵是微生物在缺氧條件下進(jìn)行的生命活動，是厭氧和兼性厭氧微生物獲得能量的一種方式,。發(fā)酵是指在厭氧條件下,，底物脫氫后所產(chǎn)生的H+不經(jīng)過呼吸鏈而直接交給中間代謝產(chǎn)物的一類低效產(chǎn)能反應(yīng)。一般以有機(jī)物作為zui終氫受體(zui終電子受體),。在此過程中．由于有機(jī)物只是部分被氧化,，所以釋放的能量少，其余能量保留在zui終產(chǎn)物中,。
葡萄糖是微生物常利用的發(fā)酵基質(zhì),，糖酵解(EMP途徑)是葡萄糖分解成丙酮酸的過程，是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所共有的主要代謝途徑,。此反應(yīng)系列發(fā)生在微生物的細(xì)胞中,，并且在厭氧和有氧的條件下均能發(fā)生。
通過EMP途徑,，1分子葡萄糖變成2分子丙酮酸,、2分子NADH和2分子ATP。
糖酵解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,，在厭氧或有氧條件下均能發(fā)生,。EMP途徑的總反應(yīng)式為：
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+ →2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O
葡萄糖 丙酮酸
根據(jù)葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)物和代謝途徑不同．有不同的發(fā)酵類型，主要有如下幾類：
①乙醇發(fā)酵進(jìn)行乙醇發(fā)酵的微生物主要是酵母菌,。酵母菌在厭氧條件下,，通過EMP途徑將葡萄糖分解成丙酮酸，丙酮酸再經(jīng)脫羧,，放出CO2生成乙醛．乙醛接受糖酵解過程放出的氫而被還原成乙醇,。因此，乙醇發(fā)酵過程中,，1分子葡萄糖zui終轉(zhuǎn)變成2分子乙醇和2分子CO2,，凈產(chǎn)2分子ATP.
C6H12O6+2ADP+2Pi→ 2C2H5OH+2ATP+2CO2+2H2O
②乳酸發(fā)酵乳酸細(xì)菌和明串珠菌屬以葡萄糖為基質(zhì)時．通過EMP途徑產(chǎn)生丙酮酸．在乳酸細(xì)菌的作用下丙酮酸接受糖酵解過程中脫下的氫，使之還原成乳酸,，稱為同型乳酸發(fā)酵(見反應(yīng)式),。在明串珠菌屬作用下。zui終產(chǎn)物為乳酸,、乙醇或乙酸,、CO2等多種產(chǎn)物，稱為異型乳酸發(fā)酵,。
C6H12O6+2ADP+2Pi→ 2C3H6O3+2ATP+2H2O
③混合酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵是指在厭氧條件下,，葡萄糖代謝的多種中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成多種有機(jī)酸,如甲酸、乙酸,、乙醇,、乳酸、CO2和H2等的反應(yīng),。此外,，還有丁酸分解、丁二酸發(fā)酵,、丙酮一丁酸發(fā)酵,、丙酸發(fā)酵等。細(xì)胞
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