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厭氧菌或稱厭氧生物、厭氣生物，是指一種不需要氧氣生長的生物。它們大致上可以分為三種，即專性厭氧生物、兼性厭氧生物及耐氧厭氧生物 。人體內的厭氧生物多存在於消化系統中，有些種類的厭氧細菌會產生毒素。 厭氧生物可以是單細胞的（例如原生生物和細菌），但也可以是多細胞的（例如一些多毛綱生物）

專性厭氧生物

當暴露於有氧氣的環境之下，有些厭氧生物會死亡。這種生物稱為「專性厭氧生物」，它們是以發酵或無氧呼吸生存。在有氧的環境下，專性厭氧生物會出現缺乏超氧化物歧化酶及過氧化氫酶的情況，這些酶是可以幫助移走在專性厭氧生物細胞內的致命的超氧化物。

兼性厭氧生物

兼性厭氧生物是可以在有氧的環境中，利用當中的氧氣進行有氧呼吸。但當在沒有氧氣的環境下，它們部分會進行發酵，而部分則進行無氧呼吸。影響作用轉換的條件是氧氣及可發酵物質的濃度。例如當有可發酵的糖給予啤酒酵母時，它的可觀察氧氣消耗會立即停止，這稱為「巴斯德變異」。這是由於對比所產生的能量，用作呼吸作用而消耗的能量很多而不值得進行；直至當可發酵的物質出現，縱然從發酵所產生的能量遠低於呼吸所產生的能量，啤酒酵母仍會選擇進行發酵。這種由呼吸轉變為發酵的過程相比逆向的過程為快，因為它已習慣透過發酵生長，線粒體需要時間來起動所致。

兼性厭氧細菌的例子有葡萄球菌屬、棒狀桿菌屬、李斯特菌屬等，而真菌中的酵母亦是兼性厭氧的。

耐氧厭氧生物

耐氧厭氧生物可以在有氧氣的環境下生存，但它們不會使用氧氣作為最終電子受體。所有的耐氧厭氧生物都是進行發酵的。

發酵

厭氧生物有多種的發酵作用路徑，其中最常見的是乳酸發酵路徑：

C₆H₁₂O₆ + 2二磷酸腺苷（ADP） + 2磷酸鹽→ 2乳酸 + 2三磷酸腺苷（ATP）

此反應每摩爾所釋放的能量約為150kJ，並保存在ATP中。在無氧呼吸中每一個單糖分子所釋出的能量只有有氧呼吸的5%。

當氧氣有所限制時，植物及真菌一般都是使用乙醇發酵：

C₆H₁₂O₆ + 2二磷酸腺苷 + 2磷酸鹽→ 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + 2三磷酸腺苷

所釋放而保存在ATP中的能量約為每摩爾180kJ。

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