生物能学与代谢

有氧与无氧

/ air-OH-bik vs an-uh-ROH-bik /

从存钱罐里取钱有两种办法:快速砸开它,捡掉出来的钱;或者小心地拧开底盖,把每一枚硬币都取出来。快的办法迅速却浪费;细致的办法更慢却完整得多。细胞在从燃料中提取能量时面临同样的选择,而决定因素是有没有氧气。有氧气,过程就是有氧的;没有,就是无氧的。

有氧(aerobic)意为“有空气”,具体指有氧气。有氧呼吸会跑完全部四个阶段,以那条需要氧气作最终电子受体的电子传递链收尾,从每个葡萄糖中提取出大量ATP。无氧(anaerobic)意为“没有氧气”。当氧气缺失或不足时,依赖氧气的那些阶段就会停摆,于是细胞退而求其次,依靠像发酵这样无需氧气的途径。这些无氧路线只产出糖酵解那一小份ATP,但能让细胞维持运转,而且关键在于,它们再生了电子载体,好让糖酵解得以继续。

有些生物在这件事上很严格:专性需氧生物没有氧气就会死,而专性厌氧生物则会被氧气毒害。许多细胞——包括你的——是灵活的,在氧气不足时短暂切换到无氧代谢。最该如实指出的是这个权衡:无氧代谢快速且不需氧气,但每个燃料分子产出的能量,远少于有氧路线。

酿啤酒的酵母在无氧下工作(没有氧气、能量不多、以酒精为副产物);同样的酵母若给足氧气,就会切换到有氧呼吸,生长得快得多。

有氧=有氧气,ATP多得多;无氧=没有氧气,快但ATP很少。

无氧并非偶然地“低效”——它是一个真实的权衡:换来速度和不依赖氧气,代价是每个葡萄糖收获的ATP少得多。

又称
with or without oxygen需氧与厌氧需氧與厭氧