在无氧呼吸或厌氧代谢模式是一种基于有机分子的化学能量被释放。在整个过程中，最终的电子受体是除氧以外的其他分子，例如硝酸根离子或硫酸根。
呈现这种新陈代谢的生物是原核生物，被称为厌氧生物。严格厌氧的原核生物只能生活在不存在氧气的环境中，因为它具有剧毒甚至致命的作用。
原核生物中存在无氧呼吸。
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某些微生物-细菌和酵母菌-通过发酵过程获取能量。在这种情况下，该过程不需要氧气或电子传输链。糖酵解后，添加了两个额外的反应，最终产物可以是乙醇。
多年来，该行业一直利用这种方法来生产人类食用的感兴趣的产品，例如面包，葡萄酒，啤酒等。
我们的肌肉也可以进行无氧呼吸。当这些细胞受到强烈的努力时，乳酸发酵过程开始，这导致该产品在肌肉中积聚，从而产生疲劳。
特点
呼吸是一种现象，通过这种现象可以从各种有机分子（主要是碳水化合物）开始以ATP的形式获取能量。由于细胞内部发生了各种化学反应，因此发生了该过程。
尽管大多数生物体的主要能量来源是葡萄糖，但其他分子也可以用于能量提取，例如其他糖，脂肪酸或在极端需要的情况下，氨基酸-蛋白质的组成部分。
每个分子能够释放的能量以焦耳为单位。用于所述分子降解的生物化学途径或生物途径主要取决于氧的存在或不存在。这样，我们可以将呼吸分为两大类：无氧和有氧。
在无氧呼吸中，有一条产生ATP的电子传输链，并且电子的最终受体是有机物，例如硝酸根离子，硫酸根等。
重要的是不要将这种厌氧呼吸与发酵相混淆。这两个过程都与氧无关，但是在后者中没有电子传输链。
种类
有机体可以通过多种途径呼吸而无需氧气。如果没有电子传输链，则有机物的氧化将与发酵过程中来自能源的其他原子的还原结合在一起（见下文）。
在运输链的情况下，最终电子受体的作用可以由各种离子承担，包括硝酸根，铁，锰，硫酸根和二氧化碳等。
电子传输链是一种氧化还原反应系统，通过称为氧化磷酸化的方式导致以ATP形式产生能量。
在细菌内部发现了参与该过程的酶，并固定在膜上。原核生物具有类似于真核生物线粒体的这些内陷或囊泡。该系统在细菌之间差异很大。最常见的是：
硝酸盐作为电子受体的用途
大量无氧呼吸的细菌被归类为硝酸盐还原菌。在这一组中，电子传递链的最终受体是NO 3 -离子。
在这一组中，有不同的生理形态。硝酸盐还原可以是呼吸型，其中离子NO的3 -变成NO 2 -; 它们可以在所述离子传递至N 2时进行反硝化，也可以在相关离子转换为NH 3时进行同化。
电子供体可以是丙酮酸盐，琥珀酸盐，乳酸盐，甘油，NADH等。这种代谢的代表性生物是众所周知的大肠杆菌。
硫酸盐作为电子受体的用途
只有少数几种严格的厌氧细菌能够吸收硫酸根离子并将其转化为S 2-和水。反应中使用了几种底物，最常见的是乳酸和四碳二羧酸。
二氧化碳作为电子受体的用途
古细菌是通常居住在极端区域的原核生物，其特征在于表现出非常特殊的代谢途径。
其中之一是能够产生甲烷的古细菌，为了实现这一目标，他们使用二氧化碳作为最终受体。反应的最终产物是甲烷气（CH 4）。
这些生物仅生活在非常特殊的生态系统区域中，在这些区域中氢的浓度很高，因为氢是反应所必需的元素之一，例如湖泊的底部或某些哺乳动物的消化道。
发酵
葡萄酒发酵
如前所述，发酵是不需要氧气就可以进行的代谢过程。请注意，它与上一节中提到的无氧呼吸的区别在于没有电子传输链。
发酵的特征是从糖或其他有机分子开始释放能量，不需要氧，不需要克雷布斯循环或电子传输链的过程，其最终受体是有机分子并产生少量的ATP - 一个或两个。
一旦细胞完成了糖酵解过程，就为每个葡萄糖分子获得两个丙酮酸分子。
在没有氧气的情况下，细胞可以依靠某种有机分子的生成来实现NAD +或NADP +的生成，而NAD +或NADP +可以再次进入糖酵解的另一个循环。
取决于进行发酵的生物，最终产物可以是乳酸，乙醇，丙酸，乙酸，丁酸，丁醇，丙酮，异丙醇，琥珀酸，甲酸，丁二醇等。
这些反应通常也与二氧化碳或二氢分子的排泄有关。
厌氧呼吸的生物
无氧呼吸过程是原核生物的典型特征。这组生物体的特征是缺乏真正的细胞核（由生物膜界定）和亚细胞区室，例如线粒体或叶绿体。在这一类中是细菌和古细菌。
严格厌氧菌
受到氧气致命影响的微生物被称为严格厌氧微生物，例如梭菌属。
具有厌氧代谢能力的微生物可使这些微生物在无氧的极端环境中定殖，而这些环境是有氧生物无法栖息的地方，例如深水，土壤或某些动物的消化道。
兼性厌氧菌
另外，根据它们的需要和环境条件，有些微生物能够在需氧和厌氧代谢之间交替。
但是，有些细菌必须进行严格的有氧呼吸，这些细菌只能在富氧环境中生长。
在微生物科学中，有关代谢类型的知识是有助于识别微生物的特征。
具有发酵能力的生物
此外，还有其他一些生物可以在不需要氧气或运输链的情况下产生气道，也就是说，它们可以发酵。
其中我们发现了某些类型的酵母菌（酵母菌），细菌（链球菌，乳杆菌，芽孢杆菌，丙酸杆菌，大肠埃希氏菌，沙门氏菌，肠杆菌），甚至我们自己的肌肉细胞。在此过程中，每个物种的特征是排出不同的产物。
生态相关性
从生态学的角度来看，厌氧呼吸实现了生态系统中的先验功能。此过程发生在不同的栖息地，例如海洋沉积物或淡水体，深层土壤环境等。
一些细菌吸收硫酸盐形成硫化氢，并利用碳酸盐形成甲烷。其他种类也能够使用硝酸根离子并将其还原为亚硝酸根离子，一氧化二氮或氮气。
这些过程对于氮和硫的自然循环至关重要。例如，厌氧途径是固定氮并能够以气体形式返回大气的主要途径。
有氧呼吸的区别
这两个代谢过程之间最明显的区别是氧气的利用。在有氧运动中，该分子充当最终的电子受体。
从能量上来说，有氧呼吸更为有益，它释放出大量能量-约38个ATP分子。相反，在没有氧气的情况下，呼吸的特征是ATP的数量低得多，ATP的数量随生物体的不同而有很大差异。
排泄产物也不同。有氧呼吸以二氧化碳和水的产生结束，而有氧呼吸中的中间体是多种多样的，例如乳酸，酒精或其他有机酸。
就速度而言，有氧呼吸需要更长的时间。因此，厌氧过程代表了生物的快速能源。
参考文献
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