혐기성 호흡 특성, 유형 및 생물



그 혐기성 호흡 또는 혐기성은 유기 분자에서 출발하여 화학 에너지가 방출되는 대사 모달이다. 이 전체 공정의 최종 전자 수용체는 질산염 이온 또는 황산염과 같은 산소 이외의 분자이다.

이런 종류의 신진 대사를 나타내는 유기체는 원핵 생물이며 혐기성 유기체라고합니다. 엄격하게 혐기성 인 원핵 생물은 독성이 높고 치명적이기 때문에 산소가 존재하지 않는 환경에서만 살 수 있습니다.

특정 미생물 - 박테리아와 효모 -는 발효 과정을 통해 에너지를 얻습니다. 이 경우, 상기 공정은 산소 또는 전자 전달 사슬을 필요로하지 않는다. 해당 분해 후, 두 개의 추가 반응이 추가되고 최종 생성물은 에틸 알콜.

수년 동안 업계에서는 빵, 와인, 맥주 등과 같이 사람이 소비하는 제품을 생산하기 위해이 과정을 활용했습니다..

우리의 근육은 또한 혐기성 호흡을 수행 할 수 있습니다. 이러한 세포에 집중적 인 노력을하면 젖산 발효 과정이 시작되어 근육에이 제품이 축적되어 피로감을 느끼게됩니다.

색인

  • 1 특성
  • 2 가지 유형
    • 2.1 전자 수용체로서 질산염의 사용
    • 2.2 전자 수용체로서의 황산염의 사용
    • 2.3 전자 수용체로서의 이산화탄소의 사용
  • 3 발효
  • 혐기성 호흡을하는 4 가지 생물체
    • 4.1 엄격한 혐기성 균
    • 4.2 선택적 혐기조
    • 4.3 발효 능력을 가진 유기체
  • 5 생태 학적 관련성
  • 6 호기성 호흡의 차이점
  • 7 참고

특징

호흡은 다양한 유기 분자 (주로 탄수화물)에서 시작하여 에너지가 ATP의 형태로 얻어지는 현상입니다. 이 과정은 세포 내에서 일어나는 다양한 화학 반응으로 이루어집니다..

대부분의 유기체에서 주요 에너지 공급원 글루코스이지만, 다른 분자 에너지 추출 및 기타 당, 지방산 또는 극단적 인 경우, 아미노산이 사용될 수있다 - 단백질의 빌딩 블록.

각 분자가 방출 할 수있는 에너지는 줄 단위로 계량됩니다. 이들 분자의 분해를위한 유기체의 경로 또는 생화학 적 경로는 주로 산소의 존재 또는 부재에 의존한다. 이런 식으로 호흡을 크게 두 그룹으로 나눌 수 있습니다 : 혐기성 및 호기성.

혐기성 호흡에는 ATP를 생성하는 전자 전달 사슬이 있으며 최종 전자 수용체는 질산염 이온, 황산염과 같은 유기 물질입니다..

이런 종류의 혐기성 호흡과 발효를 혼동하지 않는 것이 중요합니다. 두 공정 모두 산소와 무관하지만 후자에서는 전자 수송 체인이 없다.

유형

생물체가 산소없이 호흡 할 수있는 여러 경로가 있습니다. 전자 수송 사슬이 없다면, 유기 물질의 산화는 발효 과정에서 에너지 원의 다른 원자의 환원과 결합 될 것이다 (아래 참조).

경우 컨베이어 체인 등, 질산 철, 망간, 황산, 이산화탄소 등 다양한 이온을 취할 수있다 최종 전자 수용체의 역할이있다.

전자 수송 사슬 (electron transport chain)은 ATP의 형태로 에너지를 생산하는 산화 환원 반응의 시스템으로, 산화 적 인산화 (oxidative phosphorylation).

이 과정에 관여하는 효소는 세균 내부에서 발견되며 막에 고정되어있다. 원핵 생물은 진핵 생물의 미토콘드리아와 유사한 그러한 침략 또는 소포를 가지고있다. 이 시스템은 박테리아에 따라 다양합니다. 가장 일반적입니다 :

전자 수용체로서 질산염의 사용

혐기성 호흡을하는 많은 그룹의 박테리아는 질산염 환원 박테리아로 분류됩니다. 이 그룹에서 전자 수송 체인의 최종 수용체는 NO 이온3-.

이 그룹 내에는 다양한 생리 학적 양상이 있습니다. 질산염 환원제는 NO 이온3- 우연히 NO가된다.2-; 탈질 화 될 수 있는데, 여기서 상기 이온은 N2, 또는 당해 이온이 NH가되는 동화 형3.

전자 공여체는 피루 베이트, 석시 네이트, 락 테이트, 글리세롤, NADH 일 수있다. 이 대사의 대표적인 유기체는 잘 알려진 박테리아입니다 대장균.

전자 수용체로서의 황산염의 사용

몇 종의 엄격한 혐기성 박테리아 만이 황산염 이온을 취하여이를 S2- 및 물. 몇 가지 기질이 반응에 사용되며, 가장 일반적인 것은 젖산과 4 탄소 디카 르 복실 산.

전자 수용체로서 이산화탄소의 사용

고세균은 대개 극한 지역에 서식하는 원핵 생물이며 매우 특별한 대사 경로를 특징으로합니다.

이들 중 하나는 메탄을 생성 할 수있는 고세균이며이를 달성하기 위해 이산화탄소를 최종 수용체로 사용합니다. 반응의 최종 생성물은 메탄 가스 (CH4).

호수 바닥 또는 특정 포유 동물의 소화 기관 등 -이 반응에 필요한 요소 중 하나입니다 이러한 유기체는 수소 농도가 높은 생태계의 매우 특정 지역에 살고.

발효

우리가 언급했듯이, 발효는 수행되는 산소의 존재를 요구하지 않는 신진 대사 과정입니다. 전자 수송 체인이 없기 때문에 이전 절에서 언급 한 혐기성 호흡과는 다르다는 점에 유의하십시오.

발효, 산소를 필요로하지 않는, 당 또는 다른 유기 분자에 기초한 에너지를 방출하는 과정을 특징으로한다 크렙스 회로 또는 전자 전달계를 필요로하지 않으며, 최종 수용체는 유기 분자이고, ATP 소량 생산 - 하나 또는 두 개의.

세포가 해당 과정을 완료하면 포도당 분자 당 피루브산 2 분자를 얻습니다.

산소 가용도가없는 경우, 세포는 NAD를 생성하기 위해 일부 유기 분자의 생성에 의존 할 수있다+ 또는 NADP+ 또 다른 분해 과정에 들어갈 수있다..

발효를 수행하는 유기체에 따라, 최종 생성물은 젖산, 에탄올, 프로피온산, 아세트산, 부티르산, 부탄올, 아세톤, 이소 프로필 알코올, 숙신산, 포름산, 부탄디올 등이 될 수있다.

이러한 반응은 보통 이산화탄소 또는이 수소 분자의 배설과 관련이 있습니다.

혐기성 호흡이있는 생물

혐기성 호흡 과정은 원핵 생물의 전형입니다. 이 미생물 군은 진정한 핵 (생물학적 막으로 구분됨)과 미토콘드리아 또는 엽록체와 같은 세포 내 구획의 결핍으로 특징 지어집니다. 이 그룹에는 박테리아와 고세균이 있습니다..

엄격한 혐기성 균

산소의 존재로 치명적인 영향을받는 미생물은 엄격한 혐기성 균류 (예 : 성별 클로스 트리 디움.

혐기성 유형의 대사를 가지고 있으면 이러한 미생물은 호기성 유기체가 서식 할 수없는 산소가 결핍 된 극한 환경, 예를 들어 매우 심해, 토양 또는 일부 동물의 소화관에 식민지화 될 수 있습니다.

성취 혐기성 균

또한 필요와 환경 조건에 따라 호기성과 혐기성 유형의 신진 대사를 번갈아 할 수있는 미생물이 있습니다..

그러나 엄격한 호기성 호흡을하는 박테리아는 산소가 풍부한 환경에서만 성장하고 자랄 수 있습니다..

미생물 과학에서 신진 대사 유형에 대한 지식은 미생물의 식별을 돕는 특성입니다.

발효 능력을 가진 유기체

또한, 산소 또는 컨베이어 체인을 필요로하지 않고기도를 수행 할 수있는 다른 유기체, 즉 발효.

그 중에서 우리는 몇 가지 유형의 효모 (사카로 마이 세스), 박테리아 (Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus, Propionibacterium, Escherichia, Salmonella, Enterobacter) 심지어 우리 자신의 근육 세포. 이 과정에서 각 종은 다른 제품을 배설하는 것이 특징입니다.

생태 관련성

생태학의 관점에서 혐기성 호흡은 생태계 내에서 초월적인 기능을 수행합니다. 이 과정은 해양 퇴적물이나 담수의 몸, 깊은 토양 환경 등과 같은 다른 서식지에서 일어납니다..

일부 박테리아는 황산염을 취하여 황화수소를 생성하고 탄산염을 사용하여 메탄을 생성합니다. 다른 종은 질산 이온을 사용하여 아질산염 이온, 아산화 질소 또는 질소 가스로 환원 할 수 있습니다..

이 과정은 자연 순환에서 필수적이며, 질소와 황 모두에 중요합니다. 예를 들어, 혐기성 경로는 질소가 고정되어 가스의 형태로 대기로 되돌아 갈 수있는 주 경로입니다.

호기성 호흡과의 차이점

이 두 가지 대사 과정의 가장 분명한 차이점은 산소의 사용입니다. 에어로빅에서는이 분자가 최종 전자 억 셉터 역할을합니다..

에너지 적으로, 호기성 호흡은 상당한 양의 에너지 - 약 38 분자의 ATP를 방출하기 때문에 훨씬 더 수익성이 있습니다. 대조적으로, 산소가없는 상태에서 호흡하는 것은 ATP의 수가 훨씬 적다는 특징이 있으며, 이는 생물에 따라 크게 다릅니다.

배설물도 다양합니다. 호기성 호흡은 이산화탄소와 물의 생산으로 끝나고 호기성에서는 중간 산물이 다양합니다 - 예를 들어 젖산, 알코올 또는 기타 유기산.

속도면에서 호기성 호흡은 훨씬 오래 걸립니다. 따라서, 혐기성 과정은 유기체에 대한 빠른 에너지 원천을 나타낸다..

참고 문헌

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