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:偏性好気性細菌は、嫌気状態で発酵や呼吸ができないため、酸素が必要です。偏性好気性細菌は、酸素濃度が最も高い試験管の上部に集まります。2 : 偏性嫌気性細菌は
酸素によって毒となるため、酸素濃度が最も低い試験管の底に集まります。3 :通性嫌気性細菌は、好気的または嫌気的にエネルギーを代謝できるため、酸素の有無にかかわらず成長できます。好気呼吸は、発酵や嫌気呼吸よりも多くの ATP を生成するため、好気性細菌は主に上部に集まります。4:微好気性細菌は、嫌気状態で発酵や呼吸ができないため、酸素が必要です。しかし、高濃度の酸素によって毒となります。試験管の上部には集まりますが、最上部には集まりません。5:耐気性生物は嫌気的にエネルギーを代謝するため、酸素を必要としません。ただし、偏性嫌気性生物とは異なり、酸素によって毒化されることはありません。試験管全体に均一に広がっています。
好気性生物または好気性菌は、酸素のある環境で生存し、成長できる生物です。[1]好気呼吸は嫌気呼吸よりも多くのエネルギーを生み出すため、好気呼吸を行う能力は好気性生物に利益をもたらす可能性があります。[2]細胞のエネルギー生産には、 ATP合成酵素と呼ばれる酵素によるATPの合成が関与しています。好気呼吸では、ATP合成酵素は電子伝達系と結合しており、酸素は末端電子受容体として機能します。[3] 2020年7月、海洋生物学者は、好気性微生物（主に）が「準仮死状態」で、南太平洋環流（SPG）（「海で最も死んだ場所」）の海底下250フィートの有機質の乏しい堆積物で、最大1億150万年前のものであることが判明し、これまでに発見された中で最も長生きする生命体である可能性があると報告しました。[4] [5]
種類
- 偏性好気性生物は成長するために酸素を必要とする。細胞呼吸と呼ばれるプロセスにおいて、これらの生物は酸素を使って基質（糖や脂肪など）を酸化し、エネルギーを生成する。[6]
- 通性嫌気性菌は酸素があればそれを使用するが、嫌気性によるエネルギー生産方法も有する。[7]
- 微好気性菌はエネルギー生産に酸素を必要とするが、大気中の酸素濃度（21% O 2）によって害を受ける。[6]
- 耐気性嫌気性生物は酸素を利用しないが、酸素によって害を受けることはない。[6]
生物が酸素環境と嫌気環境の両方で生存できる場合、パスツール効果を利用して、通性嫌気性生物と好気性耐性生物を区別することができます。生物が嫌気環境で発酵を行っている場合、酸素を追加すると、通性嫌気性生物は発酵を停止し、呼吸に酸素を使用し始めます。好気性耐性生物は、酸素が存在する状態で発酵を継続する必要があります。通性生物は、酸素が豊富な培地と酸素のない培地の両方で成長します。
好気呼吸
好気性生物は好気呼吸と呼ばれるプロセスを利用して、ADPとリン酸からATPを生成します。グルコース（単糖類）は酸化されて電子伝達系に動力を与えます。[8]
この式は、解糖系、クレブス回路（クエン酸回路とも呼ばれる）、酸化的リン酸化という 3 つの一連の生化学反応で起こることを要約したものです。
酸化的リン酸化では、ATPはATP合成酵素を使用してADPとリン酸から合成されます。ATP合成酵素は、電子伝達系から生成されたエネルギーを使用して生成されるプロトン駆動力によって駆動されます。水素イオン（H +）は正電荷を持ち、細胞膜によって分離されている場合、膜の内側と外側の間に電荷の差が生じます。酸化的リン酸化は真核生物のミトコンドリアで起こります。[3]
好気呼吸にはO2が必要です。なぜならO2は原核生物の電子伝達系における末端電子受容体として働くからです。この過程で分子状酸素は水に還元されます。[9]
参照
参考文献
- ^ 「好気性菌」、Dorland's Medical Dictionaryより
- ^ Kroneck PM、Sosa Torres ME、編（2021年）。金属、微生物、鉱物 - 生命の生物地球化学的側面（第1版）。ベルリン：de Gruyter GmbH＆Co. KG。ISBN 978-3-11-058890-3. OCLC 1201187551.
- ^ ab Morelli AM、Ravera S 、Panfoli I（ 2020年 10月）。「包括的な観点から見た好気性ミトコンドリアATP合成」。Open Biology。10 （ 10）：200224。doi ：10.1098 / rsob.200224。PMC 7653358。PMID 33081639。
- ^ Wu KJ (2020年7月28日). 「これらの微生物は海底下で1億年生き延びた可能性がある - 寒くて窮屈で栄養の乏しい環境から救出された細菌は研究室で目覚め、成長した」ニューヨークタイムズ。 2020年7月31日閲覧。
- ^ 諸野 勇、伊藤 正、星野 孝、寺田 孝、堀 孝、池原 正、他 (2020 年 7 月)。「好気性微生物は 1 億 150 万年前から存在する酸素の多い海洋堆積物中に生息している」。ネイチャー コミュニケーションズ。11 ( 1 ): 3626。Bibcode : 2020NatCo..11.3626M。doi :10.1038/s41467-020-17330-1。PMC 7387439。PMID 32724059。
- ^ abc Todar K.「細菌の栄養と成長」。Todarの細菌学オンライン教科書。p. 4。2016年7月24日閲覧。
- ^ Hentges DJ (1996)。「17: 嫌気性菌 :一般的な特徴」。Baron S (編)。医療微生物学 (第 4 版)。テキサス州ガルベストン: テキサス大学ガルベストン校医学部。ISBN 9780963117212. PMID 21413255 . 2016年7月24日閲覧。
- ^ Chauhan BS (2008).生化学と生物物理学の原理. Laxmi Publications. p. 530. ISBN 978-8131803226。
- ^ Borisov, Vitaliy B.; Verkhovsky, Michael I. (2015年10月23日). Stewart, Valley (編). 「酸素アクセプター」. EcoSal Plus . 6 (2): ecosalplus.ESP–0012–2015. doi :10.1128/ecosalplus.ESP-0012-2015. ISSN 2324-6200. PMC 11575855. PMID 26734697 .