需氧菌和厌氧菌的区别

主要区别——需氧菌与厌氧菌

细菌代表了原核生物的一大领域。它们的长度只有几微米，并具有多种形状，例如球体、棒状和螺旋状。细菌生活在各种各样的栖息地中，例如土壤、水、酸性温泉、放射性废物、地壳深处，以及作为动物和植物体内或表面的寄生虫。它们通过分解有机物质和在营养循环中从大气中固定氮，在循环营养方面至关重要。细菌也表现出多种代谢类型。需氧菌和厌氧菌是根据呼吸类型分类的两组细菌。这 主要区别 好氧菌和厌氧菌的区别在于 厌氧细菌使用分子氧作为电子传递链中的最终电子受体，而厌氧细菌使用其他分子或化合物作为最终电子受体.

涵盖的关键领域

1. 什么是需氧菌 – 定义、事实、呼吸机制 2.什么是厌氧菌 – 定义、事实、呼吸机制 3. 好氧菌和厌氧菌有什么相似之处 – 共同特征概要 4、好氧菌和厌氧菌有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：需氧细菌、厌氧细菌、电传输链、最终电子受体、分子氧

什么是需氧菌

好氧细菌是指在氧气存在下生长的微生物。可以利用氧气的四种细菌是专性需氧菌、兼性厌氧菌、微需氧菌和耐氧厌氧菌。 强制需氧菌 使用氧气氧化糖和脂肪，在称为细胞呼吸的过程中产生能量。如果有氧气， 兼性厌氧菌 使用氧气进行呼吸。 微需氧菌 需要氧气才能生存，但需要环境中的氧气含量低于大气中的氧气含量。 耐气厌氧菌 不需要氧气，但作为厌氧菌，它们不会受到氧气的伤害。液体培养中不同类型细菌的行为如图 1 所示。

图 1：液体培养中不同细菌类型的行为 1 – 专性需氧菌，2 – 专性厌氧菌，3 – 兼性细菌，4 – 微需氧菌，5 – 耐气细菌

好氧细菌在氧气存在的情况下通过细胞呼吸氧化单糖，例如葡萄糖。有氧呼吸的三个步骤是克雷布斯循环、糖酵解和氧化磷酸化。在糖酵解过程中，葡萄糖 (C6) 在细胞质中分解为两个丙酮酸 (C3) 分子。在氧气存在下，丙酮酸与草酰乙酸 (C4) 结合形成柠檬酸 (C6)，在柠檬酸循环过程中消除乙酰辅酶 A。柠檬酸循环是细胞呼吸的第二阶段，也称为克雷布斯循环。在克雷布斯循环期间，二氧化碳作为废物被消除，同时将 NAD 还原为 NADH。克雷布斯循环产生每个葡萄糖分子六个 NADH、两个 FADH2 和两个 ATP。氧化磷酸化是细胞呼吸的第三阶段，其中利用电子传递链通过酶 ATP 合酶产生 30 个 ATP，使用上述 NADH 和 FADH₂ 分子。葡萄糖氧化的平衡化学反应如下所示。

C₆H₁₂哦₆ + 6 欧₂ + 38 ADP + 38 磷酸盐 → 6 CO₂ + 6 小时₂O + 38 ATP

乳酸杆菌、结核分枝杆菌和诺卡氏菌是需氧菌的一些例子。

什么是厌氧菌

厌氧菌是在缺氧条件下生长的微生物。不能耐受氧气的细菌称为 专性厌氧菌. 兼性厌氧菌 可以在没有氧气的情况下生长。但是，它们能够使用氧气，如果它在介质中可用以产生比通常的无氧呼吸更多的能量。尽管 耐气细菌 不使用氧气，它们可以在有氧气的情况下存活。厌氧菌在氮循环等营养循环中起主要作用。氮循环中的厌氧菌及其作用如图2所示。

图 2：氮循环

一些专性厌氧菌使用发酵，而另一些使用厌氧呼吸。耐气细菌是严格发酵的，而兼性厌氧菌使用发酵、厌氧呼吸或有氧呼吸。

发酵

发酵的两种类型是乳酸发酵和乙醇发酵。两种方法都与糖酵解有关。第二步是发酵。发酵过程中不使用电子传递链。每种发酵类型的化学反应如下所示。

乳酸发酵

C₆H₁₂哦₆ + 2 ADP + 2 磷酸盐 → 2 乳酸 + 2 ATP

乙醇发酵

C₆H₁₂哦₆ + 2 ADP + 2 磷酸盐 → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂↑ + 2 ATP

无氧呼吸

无氧呼吸的最终电子受体不是有氧呼吸中的分子氧。不同类型的生物体使用不同类型的最终电子受体。这些可以是诸如硫、铁、锰 (IV)、钴 (III) 和铀 (VI) 之类的离子以及诸如富马酸盐、硫酸盐、硝酸盐或二氧化碳之类的化合物。产甲烷细菌就是这样一种生物，它们在没有氧气的情况下使用二氧化碳作为最终的电子受体。他们生产甲烷气体作为副产品。拟杆菌、梭菌和大肠杆菌是厌氧菌的一些例子。

需氧菌和厌氧菌之间的相似性

需氧菌和厌氧菌的区别

定义

需氧菌： 好氧细菌是指在氧气存在下生长的微生物。

厌氧菌： 厌氧菌是指在缺氧条件下生长的微生物。

意义

需氧菌： 好氧细菌的最终电子受体是分子氧。

厌氧菌： 厌氧细菌的最终电子受体可以是三价铁、硫、硝酸盐、富马酸盐或二氧化碳。

排毒能力

需氧菌： 好氧细菌具有通过过氧化氢酶或超氧化物对氧气进行解毒的酶。

厌氧菌： 厌氧细菌不具有解毒氧气的酶。

氧气的存在

需氧菌： 好氧细菌只能在有氧的情况下生存。

厌氧菌： 厌氧菌不能在有氧的情况下存活。

最终电子受体

需氧菌： 水是由好氧细菌从分子氧中产生的。

厌氧菌： 硝酸盐、甲烷、硫化物和醋酸盐类物质是由厌氧菌产生的。

栖息地

需氧菌： 需氧细菌生活在土壤、水中和不同的表面上。

厌氧菌： 厌氧菌生活在动物的消化系统（胃到直肠）等缺氧区域。

能源生产效率

需氧菌： 好氧细菌产生更多的能量。

厌氧菌： 厌氧菌产生的能量较少。

在液体介质中

需氧菌： 需氧细菌在液体介质中到达介质表面。

厌氧菌： 厌氧细菌沉淀在培养基底部。

例子

需氧菌： 乳酸杆菌、结核分枝杆菌和诺卡氏菌是需氧菌的一些例子。

厌氧菌： 拟杆菌、梭菌和大肠杆菌是厌氧菌的一些例子。

结论

需氧菌和厌氧菌是两种细菌，它们的电子传递链的最终电子受体不同。好氧细菌使用分子氧作为最终的电子受体，而厌氧细菌使用其他物质作为最终的电子受体。需氧菌和厌氧菌之间的主要区别在于细胞呼吸过程中最终电子受体的类型。

参考：

1. 黑线鳕、BA 和 C W 琼斯。 “细菌呼吸。” Bacteriological Reviews，美国国家医学图书馆，1977 年 3 月，可在此处获取。

图片提供：

1. Pixie 的“厌氧”——自己的作品（公共领域），来自 Commons Wikimedia2。 “氮循环”作者：Cicle_del_nitrogen_de.svg：*Cicle_del_nitrogen_ca.svg：Johann Dréo（用户：Nojhan），翻译 de Joanjoc d'après 图片：Cycle azote fr.svg.衍生作品：Burkhard（谈话）Nitrogen_Cyclederiv.jpg作品：Raeky（谈话）——Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg（CC BY-SA 3.0）来自Commons Wikimedia