厭氧的

厭氧的

厭氧的即不喜歡氧,無氧呼吸的簡稱。行無氧呼吸的生物叫厭氧生物。呼吸是細胞氧化分解有機燃料分子(糖、脂肪和蛋白質),釋放其化學能並轉移到ATP分子中的生化過程的總稱。

簡介

葡萄糖是主要的呼吸底物。生活在缺氧環境中的生物,如厭氧細菌及寄生蟲,不能 (或不需要) 從大氣中吸收游離氧,其體內葡萄糖的氧化分解放能不需氧的參加,而是在酶的作用下,降解為丙酮酸,最後生成醇或乳酸。在降解過程中,釋放能量,並轉移到ATP中。這種不需氧的異化方式叫厭氧呼吸。厭氧呼吸不能將葡萄糖徹底氧化分解,還有大部分能量貯存在醇和乳酸中。每分子葡萄糖生成2分子乳酸時,只生成2個ATP高能分子。厭氧呼吸是能量代謝的原始形式。

由於原始地球的缺氧還原性大氣和海洋中營養豐富的“肉湯”,一般推測原始生命是厭氧的,又是異養的。這不僅與當時的環境條件相適應,而且也與厭氧、異養方式的原始性一致。隨著原始生命的發展和繁榮,“肉湯”中的有機化合物日益被生物吞食而消耗殆盡,利用CO為碳源而自養的厭氧光合成細胞——厭氧自養原核生物應運而生。光合作用的出現,使大氣中游離氧的濃度逐漸增加,當氧濃度達到當前大氣濃度的1%時,才出現了行有氧呼吸的生物——需氧自養原核生物。一旦出現了有氧呼吸,就逐漸出現線粒體,繼而出現真核細胞。生物化學表明,喜氧 (有氧呼吸) 是在厭氧 (無氧呼吸) 的基礎上進化來的。

相關定義

厭氧

厭氧,指一個生物體或細胞能在分子氧缺乏或不存在下生長;不需要游離氧能生長的一種微生物如脫硫弧菌。厭氧菌是人體內主要的正常菌群,類桿菌屬在口腔、腸道、泌尿道、女性生殖道最多。

梭形桿菌主要存在於上呼吸道和口腔;消化球菌和消化鏈球菌存在於腸道、口腔、陰道和皮膚;丙酸桿菌常存在於皮膚、上呼吸道和陰道;韋永氏球菌則存在於口腔、上呼吸道、陰道和腸道。

厭氧生物

“厭氧”在生物界是普遍存在的。厭氧生物,或稱厭氣生物,是指一種不需要氧氣生長的生物。厭氧生物在無氧的條件下將糖蛋白質等有機物分解,但放出的能量卻很少,所以厭氧生物一般個體較小,而當中一般都是細菌。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。

厭氧菌

厭氧菌(anaerobic bacteria)是一類在無氧條件下比在有氧環境中生長好的細菌,而不能在空氣(18%氧氣)和(或)10%二氧化碳濃度下的固體培養基表面生長的細菌。這類細菌缺乏完整的代謝酶體系,其能量代謝以無氧發酵的方式進行。它能引起人體不同部位的感染,包括闌尾炎、膽囊炎、中耳炎、口腔感染、心內膜炎、子宮內膜炎、腦膿腫、心肌壞死、骨髓炎、腹膜炎、膿胸、輸卵管炎、膿毒性關節炎、肝膿腫、鼻竇炎、腸道手術或創傷後傷口感染、盆腔炎以及菌血症等。

厭氧菌是正常菌群的主要組成部分,廣泛存在於人體皮膚和腔道的深部黏膜表面,它可引起人體任何組織和器官的感染。在組織缺血、壞死,或者需氧菌感染的情況下,導致局部組織的氧濃度降低,即發生厭氧菌感染。其引起病症如氣性壞疽、破傷風、肉毒中毒等。按其對氧的耐受程度的不同,可分為專性厭氧菌、微需氧厭氧菌和兼性厭氧菌。

分類

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。

雙歧桿菌是一種革蘭氏陽性的專性厭氧菌,具有革蘭氏陽性菌的典型生物學特徵。雙歧桿菌是人和動物腸道內最重要的生理性細菌之一,它與其他生理性細菌成員構成了微生物群落,並與宿主構成一個微生態系統,它具有維持腸道微生態平衡、營養與促機體生長作用、免疫增強、抗衰老作用、防治高血壓和動脈硬化、抗腫瘤作用等。

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,它們部份會進行發酵,而部份則進行無氧呼吸。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,而真菌中的酵母也是兼性厭氧的。

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