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并不是所有厌氧型的生物都不能生活在有氧环境中

(2014-09-30 21:01:25)
标签:

教育

厌氧菌

分类: 专业知识的充实

并不是所有厌氧型的生物都不能生活在有氧环境中

错误的认识:厌氧性细菌只有在无氧环境中才能生活。并不是所有厌氧型的生物都不能生活在有氧环境中,只有那些严格厌氧菌才不能生活在空气中(如光合细菌,产甲烷杆菌等),而耐氧性厌氧菌是可以生活在空气中的。

厌氧菌是正常菌群的主要组成部分,它可引起人体任何组织和器官的感染。引起病症如气性坏疽、破伤风、肉毒中毒等。厌氧菌尚无公认的确切定义,但通常认为这是一类只能在低氧分压的条件下生长,而不能在空气(18%氧气)和(或)10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长的细菌。按其对氧的耐受程度的不同,可分为专性厌氧菌、微需氧厌氧菌和兼性厌氧菌。

1.专性厌氧细菌

专性厌氧细菌有梭状芽孢杆菌,产甲烷菌,脱硫弧菌等。它们的生长不需要分子氧,而且分子氧存在对它们有害。如梭状芽孢杆菌缺乏细胞色素系统和氧化磷酸化作用,只能靠发酵过程中的底物水平磷酸化获得生命活动所需的能量。其营养细胞暴露在空气中就被杀死,而只能生长在无氧环境中。

2.耐氧性厌氧细菌

大多数乳酸细菌属于耐氧性厌氧菌。由于它们不能合成血红素辅基而缺乏呼吸链中的电子传递系统,不能进行需氧呼吸。乳酸发酵是唯一获得能量的来源。据此,它们应属于专性厌氧菌。但分子氧对它们无害,无论在有氧或无氧条件下都生长良好,而且都进行典型的乳酸发酵。在制作泡菜和酸菜的过程中就是利用乳酸菌的这一生理特点。由于乳酸菌旺盛生长产生大量乳酸,使环境的pH下降,从而抑制不耐酸的腐败细菌的生长。而乳酸菌具有高度耐酸性,它的生长不受酸抑制。但在制作过程中需要密封,隔绝空气。这并不是为乳酸菌创造无氧的生长条件,而是为了抑制好氧腐败细菌的生长。

3.兼性厌氧细菌

兼性厌氧细菌,如一些肠道细菌,硝酸盐还原菌。它们的细胞中含需氧呼吸、厌氧呼吸或发酵作用的两套酶系,有氧时进行需氧呼吸,无氧时就进行发酵或厌氧呼吸,所以它们在有氧或无氧环境中都能生长。如大肠杆菌在无氧条件下,发酵糖类积累有机酸。在有氧时,它就利用多种有机物为呼吸基质进行有氧呼吸。

硝酸盐还原菌,如一些假单胞菌、伊氏螺菌等,它们具有有氧呼吸和无氧呼吸的酶系。这些细菌常生活在土壤或水中,由于好氧生物的需氧呼吸消耗氧,造成厌氧环境。这时如有NO3-存在,它们就利用NO3-和有机物进行厌氧呼吸,即反硝化作用。如生活在有氧环境中,则进行需氧呼吸。

从上述看出兼性厌氧菌所含的酶类和生理特点使它能生活在有氧或无氧环境中。而专性厌氧菌和乳酸菌的生物氧化过程都不需氧,而且都不能进行需氧呼吸,但它们与氧的关系不同,这取决于它们是否含有抗氧化酶类。

因为这两类细菌都有催化与氧反应形成超氧化物和H2O2的氧化酶,因此,它们的细胞在有氧条件下都能合成超氧化物和H2O2。乳酸菌有超氧化物变位酶和过氧化物酶,前者把超氧化物分解成氧和H2O2,后者把H2O2分解成氧和水。在正常代谢中,这两种酶能及时分解氧参与代谢产生的氧化剂,保护细胞免受氧化剂的毒害作用,使这类细菌获得耐氧性。

专性厌氧细菌缺乏抗氧化酶类,也就不能及时清除细胞遇氧后合成的氧化剂。这些氧化剂破坏细胞膜,引起蛋白质核酸变性失活而使细胞死亡。所以这类细菌不能在有氧环境中生长。

        另外,红细胞内存在这两种酶(红细胞未成熟前已合成),生活在有氧环境中,不会受自由基的危害而抑制其代谢活动。

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