厭氧生物

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厭氧生物,或稱厭氣生物,是指一種不需要氧氣生長的生物。牠們大致上可以分為三種,即專性厭氧生物[1][2]兼性厭氧生物[3]耐氧厭氧生物[3] 。人體內的厭氧生物多存在於消化系統中,有些種類的厭氧細菌會產生毒素。[4]

厭氧生物可以是單細胞的(例如原生生物[5]細菌[6]),但也可以是多細胞的(例如一些多毛綱生物)[7][8]

專性厭氧生物[編輯]

當暴露於有氧氣的環境之下,有些厭氧生物會死亡。這種生物稱為「專性厭氧生物」,牠們是以發酵無氧呼吸生存。在有氧的環境下,專性厭氧生物會出現缺乏超氧化物歧化酶過氧化氫酶的情況,這些是可以幫助移走在專性厭氧生物細胞內的致命的超氧化物

兼性厭氧生物[編輯]

兼性厭氧生物是可以在有氧的環境中,利用當中的氧氣進行有氧呼吸。但當在沒有氧氣的環境下,牠們部份會進行發酵,而部份則進行無氧呼吸。影響作用轉換的條件是氧氣及可發酵物質的濃度。例如當有可發酵的糖給予啤酒酵母時,牠的可觀察氧氣消耗會立即停止,這稱為「巴斯德變異」。這是由於對比所產生的能量,用作呼吸作用而消耗的能量很多而不值得進行;直至當可發酵的物質出現,縱然從發酵所產生的能量遠低於呼吸所產生的能量,啤酒酵母仍會選擇進行發酵。這種由呼吸轉變為發酵的過程相比逆向的過程為快,因為牠已習慣透過發酵生長,粒線體需要時間來起動所致。

兼性厭氧細菌的例子有葡萄球菌屬棒狀桿菌屬李斯特菌屬等,而真菌中的酵母亦是兼性厭氧的。

耐氧厭氧生物[編輯]

耐氧厭氧生物可以在有氧氣環境生存,但牠們不會使用氧氣作為最終電子接受者。所有的耐氧厭氧生物都是進行發酵的。

發酵[編輯]

厭氧生物有多種的發酵作用路徑,其中最常見的是乳酸發酵路徑:

C6H12O6 + 2二磷酸腺苷(ADP) + 2磷酸鹽→ 2乳酸 + 2三磷酸腺苷(ATP)

此反應每摩爾所釋放的能量約為150kJ,並保存在ATP中。在無氧呼吸中每一個單糖分子所釋出的能量只有有氧呼吸的5%。

當氧氣有所限制時,植物真菌一般都是使用乙醇發酵:

C6H12O6 + 2二磷酸腺苷 + 2磷酸鹽→ 2 C2H5OH + 2CO2 + 2三磷酸腺苷

所釋放而保存在ATP中的能量約為每摩爾180kJ。

厭氧細菌及古細菌會使用其他的發酵路徑,如丙酸發酵、丁酸發酵、溶劑發酵、混合酸發酵、丁四醇發酵胺基酸發酵乙酸生成甲烷生成。有些厭氧細菌會生成危害較高等次生物(包括人類)的毒素,如破傷風毒素肉毒桿菌素

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Prescott LM, Harley JP, Klein DA. Microbiology 3rd. Wm. C. Brown Publishers. 1996: 130–131. ISBN 0-697-29390-4. 
  2. ^ Brooks GF, Carroll KC, Butel JS, Morse SA. Jawetz, Melnick & Adelberg's Medical Microbiology 24th. McGraw Hill. 2007: 307–312. ISBN 0-07-128735-3. 
  3. ^ 3.0 3.1 Hogg, S. Essential Microbiology 1st. Wiley. 2005: 99–100. ISBN 0-471-49754-1. 
  4. ^ Anaerobic bacteria – Overview. 
  5. ^ Upcroft P, Upcroft JA. Drug Targets and Mechanisms of Resistance in the Anaerobic Protozoa. Clinical Microbiology Reviews. 2001, 14 (1): 150–164. doi:10.1128/CMR.14.1.150-164.2001. PMC 88967. 
  6. ^ Levinson, W. Review of Medical Microbiology and Immunology 11th. McGraw-Hill. 2010: 91–93. ISBN 978-0-07-174268-9. 
  7. ^ Schöttler, U. On the Anaerobic Metabolism of Three Species of Nereis (Annelida). Marine Ecology Progress Series. November 30, 1979, 1: 249–54 [February 14, 2010]. doi:10.3354/meps001249. ISSN 1616-1599. 
  8. ^ Roberts, Larry S., John Janovay. Foundations of Parasitology 7th. New York: McGraw-Hill. 2005: 405–407.