生物能學與代謝
有氧與無氧
/ air-OH-bik vs an-uh-ROH-bik /
從存錢罐裡取錢有兩種辦法:快速砸開它,撿掉出來的錢;或者小心地擰開底蓋,把每一枚硬幣都取出來。快的辦法迅速卻浪費;細緻的辦法更慢卻完整得多。細胞在從燃料中提取能量時面臨同樣的選擇,而決定因素是有沒有氧氣。有氧氣,過程就是有氧的;沒有,就是無氧的。
有氧(aerobic)意為「有空氣」,具體指有氧氣。有氧呼吸會跑完全部四個階段,以那條需要氧氣作最終電子受體的電子傳遞鏈收尾,從每個葡萄糖中提取出大量ATP。無氧(anaerobic)意為「沒有氧氣」。當氧氣缺失或不足時,依賴氧氣的那些階段就會停擺,於是細胞退而求其次,依靠像發酵這樣無需氧氣的途徑。這些無氧路線只產出糖解作用那一小份ATP,但能讓細胞維持運轉,而且關鍵在於,它們再生了電子載體,好讓糖解作用得以繼續。
有些生物在這件事上很嚴格:專性需氧生物沒有氧氣就會死,而專性厭氧生物則會被氧氣毒害。許多細胞——包括你的——是靈活的,在氧氣不足時短暫切換到無氧代謝。最該如實指出的是這個權衡:無氧代謝快速且不需氧氣,但每個燃料分子產出的能量,遠少於有氧路線。
釀啤酒的酵母在無氧下工作(沒有氧氣、能量不多、以酒精為副產物);同樣的酵母若給足氧氣,就會切換到有氧呼吸,生長得快得多。
有氧=有氧氣,ATP多得多;無氧=沒有氧氣,快但ATP很少。
無氧並非偶然地「低效」——它是一個真實的權衡:換來速度和不依賴氧氣,代價是每個葡萄糖收穫的ATP少得多。
又稱
另見