硝化細菌是化能自養型微生物，它的有氧呼吸和化能異樣型微生物不一樣，在本答最後介紹。

硝化細菌的硝化作用屬於化能合成的範疇，硝化作用本質上是把氨轉變為硝酸鹽。

硝化細菌分為2類，即亞硝化細菌（氨氧化細菌）和硝化細菌（亞硝酸鹽氧化細菌）。

氨氧化細菌的氧化磷酸化：氨單加氧酶（AMO）催化氨生成羥胺，羥胺穿過膜到達周質空間，被那裡的羥胺氧化還原酶（HAO）氧化為亞硝酸鹽。這一步生成4個電子，2個傳給細胞色素c用於產能，2個逆呼吸鏈傳遞消耗ATP，產生還原力。

亞硝酸鹽氧化細菌的氧化磷酸化：亞硝酸鹽氧化細菌的細胞膜上的亞硝酸鹽氧化還原酶（NXR）氧化亞硝酸鹽產生硝酸鹽。釋放的電子直接交給呼吸鏈上的細胞色素c，有氧呼吸產生ATP，逆呼吸產生還原力。

注意到這個地方提到“有氧呼吸產生ATP了”吧。這裡的電子在交給細胞色素c後，會讓膜內的氫離子和進入膜內的氧氣反應產生水，並轉移出反應中一半的氫離子。轉移出的氫離子在膜外，又來充當ATP驅動泵的驅動力，使得後者產生ATP，此為硝化細菌的有氧呼吸。

參考文獻：

中國大學MOOC. HZAU. 微生物學.