嫌気性呼吸の特徴、種類および生物



の 嫌気性呼吸 または嫌気性は、化学エネルギーが有機分子から放出される代謝様式です。このプロセス全体の最終的な電子受容体は、硝酸イオンや硫酸塩などの酸素以外の分子です。.

この種の代謝を示す生物は原核生物であり、嫌気性生物と呼ばれます。厳密に嫌気性の原核生物は、酸素が存在しない環境でしか生きることができません。.

ある種の微生物 - バクテリアとイースト - は発酵プロセスを通してそれらのエネルギーを得ます。この場合、この方法は酸素または電子輸送鎖を必要としない。解糖後、いくつかの追加の反応が加えられ、最終生成物はエチルアルコールであり得る。.

何年もの間、業界はこのプロセスを利用して、とりわけパン、ワイン、ビールなど、人間が消費するのに関心のある製品を製造してきました。.

私たちの筋肉も嫌気性呼吸を行うことができます。これらの細胞が激しい努力を受けると、乳酸発酵のプロセスが始まり、筋肉にこの製品が蓄積し、疲労を引き起こします。.

索引

  • 1特徴
  • 2種類
    • 2.1電子受容体としての硝酸塩の使用
    • 2.2電子受容体としての硫酸塩の使用
    • ２．３電子受容体としての二酸化炭素の使用
  • 3発酵
  • 4嫌気性呼吸をする生物
    • 4.1厳密な嫌気性菌
    • 4.2オプションの嫌気性菌
    • 4.3発酵能力を有する生物
  • 5生態学的関連性
  • 6有酸素呼吸との違い
  • 7参考文献

特徴

呼吸は、さまざまな有機分子、主に炭水化物から出発して、エネルギーがATPの形で得られる現象です。このプロセスは細胞の中で起こるさまざまな化学反応のおかげで起こります.

ほとんどの生物の主なエネルギー源はグルコースですが、他の糖、脂肪酸、または極度に必要な場合はアミノ酸など、他の分子をエネルギー抽出に使用することができます。.

各分子が放出できるエネルギーはジュールで定量化されています。これらの分子の分解のための生物の経路または生化学的経路は、主に酸素の有無に左右される。このようにして、呼吸を2つの大きなグループに分類することができます：嫌気性と好気性.

嫌気性呼吸では、ATPを生成する電子伝達鎖があり、最終的な電子受容体は硝酸イオン、硫酸塩などの有機物質です。.

この種の嫌気性呼吸を発酵と混同しないことが重要です。どちらのプロセスも酸素とは無関係ですが、後者には電子輸送連鎖はありません。.

タイプ

酸素なしで生物が呼吸できる経路は複数あります。電子輸送鎖が存在しない場合、有機物の酸化は発酵プロセスにおけるエネルギー源の他の原子の還元と結び付くでしょう（下記参照）。.

コンベヤチェーンがある場合、最終電子受容紙は、とりわけ硝酸塩、鉄、マンガン、硫酸塩、二酸化炭素などの様々なイオンによって取り込まれる可能性がある。.

電子輸送鎖は、酸化的リン酸化と呼ばれる様式によって、ATPの形でエネルギーを生成する酸化還元反応のシステムです。.

プロセスに関与する酵素は、膜に固定されたバクテリアの中にあります。原核生物は真核生物のミトコンドリアに似たそのような陥入または小胞を有する。このシステムは細菌によって大きく異なります。最も一般的なものは以下のとおりです。

電子受容体としての硝酸塩の使用

嫌気性呼吸をする細菌の大群は、硝酸塩還元細菌として分類されています。このグループでは、電子輸送鎖の最後の受容体はNOイオンです3-.

このグループ内には、さまざまな生理学的様式があります。硝酸塩の減少剤はNOイオンがある呼吸のタイプのものである場合もあります3- たまたまNO2-;脱イオン化することができます、ここでイオンはNに行きます2, 問題のイオンがNHになる同化型のもの3.

電子供与体は、とりわけ、ピルビン酸、コハク酸、乳酸、グリセロール、ＮＡＤＨであり得る。この代謝の代表的な生物はよく知られている細菌です。 大腸菌.

電子受容体としての硫酸塩の使用

わずか数種の厳密な嫌気性細菌だけが硫酸イオンを摂取してそれをSに変換することができます。2- そして水。いくつかの基質が反応に使用され、最も一般的なものは乳酸および４炭素ジカルボン酸である。.

電子受容体としての二酸化炭素の使用

古細菌は通常極端な地域に生息する原核生物であり、そして非常に特定の代謝経路を示すことを特徴とする。.

これらのうちの1つはメタンを生産することができる古細菌であり、これを達成するために彼らは最終受容体として二酸化炭素を使います。反応の最終生成物はメタンガス（CH4）.

これらの生物は、反応に必要な要素の1つなので、水素の濃度が高い、生態系の非常に特定の領域にしか生息していません。.

発酵

私達が述べたように、発酵は酸素の存在が実行されることを必要としない代謝プロセスです。電子伝達系がないため、前のセクションで述べた嫌気性呼吸とは異なります。.

発酵は、糖または他の有機分子からエネルギーを放出し、酸素を必要とせず、クレブスサイクルまたは電子輸送鎖を必要とせず、その最終受容体が有機分子で少量のATPを生産するプロセスであることを特徴とする。 - 1つか2つ.

細胞が解糖プロセスを完了すると、それはグルコースの各分子につき２分子のピルビン酸を得る。.

酸素の利用可能性がない場合には、細胞はNADを生成するためにいくつかの有機分子の生成に頼ることができます+ またはNADP+ それは解糖の別のサイクルに入ることができます.

発酵を行う生物に応じて、最終生成物は、とりわけ、乳酸、エタノール、プロピオン酸、酢酸、酪酸、ブタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、コハク酸、ギ酸、ブタンジオールであり得る。.

これらの反応はまた、通常は二酸化炭素または二水素分子の排出と関連しています。.

嫌気性呼吸をする生物

嫌気性呼吸プロセスは原核生物の典型です。この群の生物は、真の核（生物学的膜によって境界を定められる）およびミトコンドリアまたは葉緑体などの細胞内区画の欠如によって特徴付けられる。このグループにはバクテリアと古細菌があります.

厳密な嫌気性菌

酸素の存在によって致命的な影響を受ける微生物は、性別などの厳密な嫌気性菌と呼ばれます。 クロストリジウム.

嫌気性代謝を有することで、これらの微生物は、非常に深い水域、土壌、または一部の動物の消化管など、好気性生物が生息できない極度の酸素欠乏環境にコロニーを形成することが可能.

通性嫌気性菌

さらに、あなたの必要性や環境条件に応じて、好気性と嫌気性のタイプの代謝を切り替えることができる微生物がいくつかあります。.

しかし、酸素が豊富な環境でのみ成長および成長することができる厳密な有酸素呼吸をする細菌があります.

微生物学では、代謝の種類の知識は微生物の同定を助ける文字です.

発酵する能力を持つ生物

さらに、酸素やコンベアチェーンを必要とせずに気道を運び出すことができる生物が他にもあります。.

それらの中に私たちはいくつかの種類の酵母を見つけます（サッカロミセス）、バクテリア（連鎖球菌、乳酸桿菌、桿菌、プロピオン酸菌、大腸菌、サルモネラ菌、腸内細菌）そして私たち自身の筋肉細胞さえも。プロセスの間に、それぞれの種は異なる製品を排泄することを特徴としています.

生態学的関連性

生態学の観点からは、嫌気性呼吸は生態系内の超越的機能を果たす。このプロセスは、海洋堆積物や淡水、深層土壌など、さまざまな生息地で行われています。.

バクテリアの中には、硫酸塩を取り込んで硫化水素を形成し、メタンを形成するために炭酸塩を使用するものがあります。他の種は硝酸イオンを使用して亜硝酸イオン、亜酸化窒素または窒素ガスに還元することができます.

これらのプロセスは、窒素にとっても硫黄にとっても、自然の循環に不可欠です。例えば、嫌気性経路は、窒素が固定され、気体の形で大気に戻ることができる主な経路です。.

有酸素呼吸との違い

これら2つの代謝過程の最も明白な違いは酸素の使用です。エアロビクスでは、この分子は最終電子受容体として機能します。.

エネルギー的には、有酸素呼吸はかなりの量のエネルギー、つまり約38分子のATPを放出するので、はるかに有益です。対照的に、酸素がない状態での呼吸は、はるかに少ない数のATPによって特徴付けられます。これは、生物によって大きく異なります。.

排泄物もさまざまです。好気的呼吸は二酸化炭素と水の産生で終わりますが、好気性では中間生成物は変化します - 例えば、乳酸、アルコールまたは他の有機酸など.

速度の面では、有酸素呼吸ははるかに時間がかかります。このように、嫌気性プロセスは有機体のための速いエネルギー源を表します.

参考文献

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  2. Beckett、B. S.（1986）. 生物学：現代の紹介. アメリカオックスフォード大学出版局.
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