主な違い - 好気性バクテリアと嫌気性バクテリア
細菌は、原核生物の大きなドメインを代表しています。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。細菌は、土壌、水、酸性温泉、放射性廃棄物、地殻の深部など、多種多様な生息地に生息し、動物や植物の内部または表面に寄生虫として生息しています。それらは、栄養循環において有機物を分解し、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上で不可欠です。細菌もさまざまな代謝タイプを示します。好気性細菌と嫌気性細菌は、呼吸の種類に基づいて分類される 2 つのグループの細菌です。 主な違い 好気性細菌と嫌気性細菌の違いは、嫌気性細菌は分子状酸素を電子伝達系の最終電子受容体として使用するのに対し、嫌気性細菌は他の分子または化合物を最終電子受容体として使用することです。 .
対象となる主な分野
1.好気性細菌とは
– 呼吸の定義、事実、メカニズム
2.嫌気性細菌とは
– 呼吸の定義、事実、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、電気輸送チェーン、最終電子受容体、分子状酸素
好気性細菌とは
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、偏性好気性菌、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。 偏性好気性菌 酸素を使用して糖や脂肪を酸化し、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 呼吸に酸素を使用します。 微好気球 生き残るために酸素を必要としますが、大気中に存在するよりも低レベルの酸素を含む環境を必要とします。 耐気性嫌気性菌 酸素を必要としませんが、嫌気性菌として酸素による害を受けません。 図 1 は、液体培養におけるさまざまな種類の細菌の挙動を示しています。
図 1:液体培養におけるさまざまな種類の細菌の挙動
1 – 偏性好気性菌、2 – 偏性嫌気性菌、3 – 通性細菌、4 – 微好気性細菌、5 – 耐気性細菌
好気性細菌は、細胞呼吸によって酸素の存在下でグルコースなどの単糖類を酸化します。好気呼吸の 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、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、クエン酸サイクル中にアセチル CoA を排除します。クエン酸回路は、クレブス回路とも呼ばれる細胞呼吸の第 2 段階です。クレブス サイクルの間、二酸化炭素は廃棄物として除去され、NAD は NADH に還元されます。クレブス回路によって、グルコース1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。酸化的リン酸化は、細胞呼吸の第 3 段階であり、電子伝達系を利用して酵素 ATP シンターゼによって 30 個の ATP を生成しますが、上記の NADH と FADH2 を使用 分子。グルコースの酸化のバランスの取れた化学反応を以下に示します。
C6 H12 O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 リン酸 → 6 CO2 + 6 H2 O + 38 ATP
乳酸菌 、抗酸菌 結核 、およびノカルジア 好気性細菌の例の一部です.
嫌気性細菌とは
嫌気性細菌は、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細菌は偏性嫌気性菌と呼ばれます . 通性嫌気性菌 無酸素で生育できます。しかし、通常の無酸素呼吸よりも多くのエネルギーを生成するために培地で酸素が利用できる場合、それらは酸素を使用することができます. 耐気性バクテリアですが 酸素を使用しないでください。酸素の存在下で生き残ることができます。嫌気性細菌は、窒素循環などの栄養循環において重要な役割を果たしています。窒素循環における嫌気性細菌とその役割を 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利用するものもあれば、嫌気呼吸を利用するものもあります。耐気性細菌は厳密に発酵性であり、通性嫌気性菌は発酵、嫌気呼吸または好気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。第二段階は発酵です。発酵には電子伝達系は使用されません。発酵の種類ごとの化学反応を以下に示します。
乳酸発酵
C6 H12 O6 + 2 ADP + 2 リン酸塩 → 2 乳酸 + 2 ATP
エタノール発酵
C6 H12 O6 + 2 ADP + 2 リン酸 → 2 C2 H5 ああ + 2 CO2 ↑ + 2 ATP
嫌気呼吸
嫌気呼吸の最終的な電子受容体は、好気呼吸のような酸素分子ではありません。異なる種類の生物は、異なる種類の最終電子受容体を使用します。これらは、硫黄、鉄、マンガン (IV)、コバルト (III)、ウラン (VI) などのイオン、およびフマル酸塩、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、酸素の不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生物の一種です。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 E.大腸菌 嫌気性菌の例です。
好気性細菌と嫌気性細菌の類似性
- 好気性細菌も嫌気性細菌も原核生物です。
- 好気性細菌も嫌気性細菌も、細胞呼吸の 3 つの段階を経ます。解糖系、クレブス サイクル、電子伝達系
- 好気性細菌と嫌気性細菌の両方における細胞呼吸のすべてのステップは、サイトゾルで発生します。
- 通性細菌は、好気性細菌または嫌気性細菌の両方として生存できます。
好気性バクテリアと嫌気性バクテリアの違い
定義
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。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌とは、酸素のない状態で増殖する微生物を指します。
意義
好気性細菌: 好気性細菌の最終電子受容体は分子状酸素です。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌の最終的な電子受容体は、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。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌は、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: 好気性バクテリアは、酸素の存在下でのみ生存できます。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌は、酸素の存在下では生存できません。
最終電子受容体
好気性細菌: 水は、好気性バクテリアによって分子状酸素から生成されます。
嫌気性細菌: 硝酸塩、メタン、硫化物、酢酸様物質は、嫌気性細菌によって生成されます。
生息地
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。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌は、動物の消化器系 (胃から直腸まで) などの酸素欠乏領域に住んでいます。
エネルギー生産の効率
好気性細菌: 好気性バクテリアはより多くのエネルギーを生成します。
嫌気性細菌: 嫌気性バクテリア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出てきます。
嫌気性細菌: 嫌気性細菌は培地の底に沈みます。
例
好気性細菌: 乳酸菌 、抗酸菌 結核 、およびノカルジア 好気性細菌の例の一部です.
嫌気性細菌: バクテロイデス 、クロストリジウム 、および E.大腸菌 嫌気性菌の例です。
結論
好気性細菌と嫌気性細菌は、電子伝達系の最終電子受容体が異なる 2 種類の細菌です。好気性細菌は分子酸素を最終的な電子受容体として使用しますが、嫌気性細菌は他の物質を最終的な電子受容体として使用します。好気性細菌と嫌気性細菌の主な違いは、細胞呼吸中の最終電子受容体のタイプです。
参照:
1.ハドック、B・A、C・W・ジョーンズ。 「細菌呼吸。」 細菌学的レビュー 、米国国立医学図書館、1977 年 3 月、こちらから入手可能。
画像提供:
1. ピクシーによる「嫌気性」 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品 (パブリック ドメイン)
2. 「窒素循環」 Cicle_del_nitrogen_de.svg 著:*Cicle_del_nitrogen_ca.svg:Johann Dréo (User:Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Image:Cycle azote fr.svg.derivative work:Burkhard (talk)Nitrogen_Cycle.jpg:Environmental Protection Agencyderivative work:Raeky (トーク) – Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
