主な違い–好気性細菌と嫌気性細菌

細菌は原核生物の大きな領域を表しています。それらは長さが数マイクロメートルで、球、棒、らせんなどのいくつかの形状を持っています。バクテリアは、土壌、水、酸性温泉、放射性廃棄物、地殻の深部など、さまざまな生息地に生息し、動植物の中や上に寄生虫として生息しています。それらは、有機物を分解し、養分循環で大気から窒素を固定することにより、栄養素をリサイクルするのに不可欠です。バクテリアはさまざまな代謝タイプも示します。好気性菌と嫌気性菌は、呼吸の種類に基づいて分類された2つのグループの細菌です。 NS 主な違い 好気性菌と嫌気性菌の間は 嫌気性細菌は、電子伝達系の最終的な電子受容体として分子状酸素を使用しますが、嫌気性細菌は、最終的な電子受容体として他の分子または化合物を使用します.

対象となる主要分野

1.好気性菌とは –定義、事実、呼吸のメカニズム 2.嫌気性菌とは –定義、事実、呼吸のメカニズム 3.好気性細菌と嫌気性細菌の類似点は何ですか –共通機能の概要 4.好気性細菌と嫌気性細菌の違いは何ですか –主な違いの比較

重要な用語：好気性細菌、嫌気性細菌、電気伝達系、最終電子受容体、分子状酸素

好気性菌とは

好気性細菌とは、酸素の存在下で増殖する微生物を指します。酸素を利用できる細菌には、偏性嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、好気性嫌気性菌の4種類があります。 偏性嫌気性菌 酸素を使用して糖と脂肪を酸化し、細胞呼吸と呼ばれるプロセスでエネルギーを生成します。酸素が利用できる場合、 通性嫌気性菌 彼らの呼吸のために酸素を使用してください。 微好気性菌 生き残るためには酸素が必要ですが、大気中に存在するよりも低いレベルの酸素を含む環境が必要です。 耐空気性嫌気性菌 酸素は必要ありませんが、嫌気性菌のように酸素による害はありません。液体培養におけるさまざまな種類の細菌の挙動を図1に示します。

図1：液体培養におけるさまざまな細菌タイプの挙動1 –偏性嫌気性菌、2 –偏性嫌気性菌、3 –通性嫌気性菌、4 –微好気性菌、5 –好気性菌

好気性細菌は、細胞呼吸を介し​​て酸素の存在下でグルコースなどの単糖を酸化します。好気性呼吸の3つのステップは、クレブス回路、解糖、および酸化的リン酸化です。解糖中に、グルコース（C6）は細胞質内で2つのピルビン酸（C3）分子に分解されます。酸素の存在下で、ピルビン酸はオキサロ酢酸（C4）と結合してクエン酸（C6）を形成し、クエン酸回路中にアセチルCoAを排除します。クエン酸回路は細胞呼吸の第2段階であり、クレブス回路とも呼ばれます。クレブス回路では、二酸化炭素が廃棄物として排除され、NADがNADHに還元されます。クレブス回路によって、1つのグルコース分子あたり6つのNADH、2つのFADH2、および2つのATPが生成されます。電子伝達系を利用して酵素ATP合成酵素により30個のATPを生成する細胞呼吸の第3段階である酸化的リン酸化は、上記のNADHとFADHを使用します₂ 分子。ブドウ糖の酸化のバランスの取れた化学反応を以下に示します。

NS₆NS₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP +38リン酸塩→6CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

ラクトバチルス、結核菌、ノカルディアは好気性細菌の例です。

嫌気性菌とは

嫌気性菌は、酸素がない状態で増殖する微生物です。酸素に耐えられないバクテリアは 偏性嫌気性菌. 通性嫌気性菌 酸素なしで成長することができます。しかし、通常の嫌気性呼吸よりも多くのエネルギーを生成するために培地で利用できる場合、それらは酸素を使用することができます。けれど 耐空気性細菌 酸素を使用しないでください、彼らは酸素の存在下で生き残ることができます。嫌気性菌は、窒素循環などの養分循環において主要な役割を果たします。窒素循環における嫌気性菌とその役割を図2に示します。

図2：窒素循環

偏性嫌気性菌の中には発酵を使用するものもあれば、嫌気性呼吸を使用するものもあります。好気性細菌は厳密に発酵性ですが、通性嫌気性菌は発酵、嫌気性呼吸、または好気性呼吸のいずれかを使用します。

発酵

発酵には乳酸発酵とエタノール発酵の2種類があります。どちらの方法も解糖系の統計です。 2番目のステップは発酵です。電子伝達系は発酵に使用されていません。発酵の種類ごとの化学反応を以下に示します。

乳酸発酵

NS₆NS₁₂O₆ + 2 ADP +2リン酸塩→2乳酸+2 ATP

エタノール発酵

NS₆NS₁₂O₆ + 2 ADP +2リン酸塩→2C₂NS₅OH + 2 CO₂↑+ 2 ATP

嫌気性呼吸

嫌気性呼吸の最終的な電子受容体は、好気性呼吸のように分子状酸素ではありません。さまざまな種類の生物がさまざまな種類の最終的な電子受容体を使用します。これらは、硫黄、第二鉄、マンガン（IV）、コバルト（III）、ウラン（VI）などのイオンと、フマル酸塩、硫酸塩、硝酸塩、二酸化炭素などの化合物です。メタン生成細菌は、酸素の非存在下で最終的な電子受容体として二酸化炭素を使用するそのようなタイプの生物の1つです。それらは副産物としてメタンガスを生成します。バクテロイデス、クロストリジウム、および大腸菌は、嫌気性細菌の例の一部です。

好気性細菌と嫌気性細菌の類似点

好気性菌と嫌気性菌の違い

意味

好気性細菌： 好気性細菌とは、酸素の存在下で増殖する微生物を指します。

嫌気性菌： 嫌気性菌とは、酸素がない状態で増殖する微生物を指します。

意義

好気性細菌： 好気性細菌の最終的な電子受容体は分子状酸素です。

嫌気性菌： 嫌気性細菌の最終的な電子受容体は、第二鉄、硫黄、硝酸塩、フマル酸塩、または二酸化炭素である可能性があります。

酸素を解毒する能力

好気性細菌： 好気性細菌は、カタラーゼまたはスーパーオキシドによって酸素を解毒する酵素を持っています。

嫌気性菌： 嫌気性菌は酸素を解毒する酵素を持っていません。

酸素の存在

好気性細菌： 好気性細菌は、酸素の存在下でのみ生き残ることができます。

嫌気性菌： 嫌気性菌は酸素の存在下では生き残れません。

最終的な電子受容体

好気性細菌： 水は、好気性細菌によって分子状酸素から生成されます。

嫌気性菌： 硝酸塩、メタン、硫化物、および酢酸塩のような物質は、嫌気性細菌によって生成されます。

ハビタ

好気性細菌： 好気性細菌は、土壌、水、およびさまざまな表面に生息しています。

嫌気性菌： 嫌気性菌は、動物の消化器系（胃から直腸まで）などの酸素が枯渇した領域に生息しています。

エネルギー生産の効率

好気性細菌： 好気性細菌はより多くのエネルギーを生成します。

嫌気性菌： 嫌気性菌はより少ないエネルギーを生成します。

液体培地中

好気性細菌： 好気性細菌は、液体培地で培地の表面に侵入します。

嫌気性菌： 嫌気性菌は培地の底に定着します。

例

好気性細菌： ラクトバチルス、結核菌、ノカルディアは好気性細菌の例です。

嫌気性菌： バクテロイデス、クロストリジウム、および大腸菌は、嫌気性細菌の例の一部です。

結論

好気性細菌と嫌気性細菌は、電子伝達系の最終的な電子受容体が異なる2種類の細菌です。好気性細菌は最終的な電子受容体として分子状酸素を使用し、嫌気性細菌は最終的な電子受容体として他の物質を使用します。好気性細菌と嫌気性細菌の主な違いは、細胞呼吸中の最終的な電子受容体の種類です。

リファレンス：

1.ハドック、B A、およびCWジョーンズ。 「細菌の呼吸。」 Bacteriological Reviews、米国国立医学図書館、1977年3月、こちらから入手できます。

画像提供：

1.ピクシーによる「嫌気性」– Commons Wikimedia2を介した自身の作品（パブリックドメイン）。 「窒素循環」Cicle_del_nitrogen_de.svg：* Cicle_del_nitrogen_ca.svg：JohannDréo（ユーザー：Nojhan）、traductiondeJoanjocd'après画像：Cycleazote fr.svg。派生作業：Burkhard（トーク）Nitrogen_Cycle.jpg：Environmental Protection Agencyderiv作業：Raeky（トーク）– Commons Wikimedia経由のCicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg（CC BY-SA 3.0）