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发酵细菌与氧的关系 范玉贞 初中生物有关细菌的发酵是这样讲的：“有些细菌在生活过程中不需要氧气，这叫做发酵。进行发酵的细菌叫做厌氧性细菌，如制作泡菜和酸奶所需要的乳酸菌。厌氧性细菌只有在无氧环境中才能生活。”有关发酵的概念对学生可以这样讲述，但并不是所有进行发酵的细菌而是专性厌氧菌。 教材中所说的发酵是指不需氧的生物氧化过程，这样对于细菌就应包括发酵和无氧呼吸。这两种生物氧化都是以有机物为氧化基质，前者以有机物为最终电子受体，后者以无机氧化物为最终电子受体，因而发酵和无氧呼吸都不需要氧参加。但能进行发酵或无氧呼吸的细菌除了专性厌氧菌以外，还有耐氧性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。这类细菌有的进行发酵，有的进行无氧呼吸。所以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，不能进行有氧呼吸。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。它们的细胞中含有氧呼吸、无氧呼吸或发酵作用的两套酶系，有氧时进行有氧呼吸，无氧时就进行发酵或无氧呼吸，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，由于好氧生物的有氧呼吸消耗氧，造成厌氧环境。这时如有NO3-存在，它们就利用NO3-和有机物进行无氧呼吸，即反硝化作用。如生活在有氧环境中，则进行有氧呼吸。 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，而且都不能进行有氧呼吸，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。而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。 自生物学通报，1995年1期 肺炎双球菌 肺炎双球菌是是双球菌属的细菌，又称胸膜炎双球菌。常存在于正常人的鼻咽腔中，菌体成双排列，无鞭毛和芽孢。也有把此菌列入链球菌属，称肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae）因有时菌体呈短链状，例如在痰和脓液中。此菌存在着两种类型：（1）粗糙型或称R型（“R”来自英文“Rough”），菌体无荚膜，菌落粗糙，一般无致病性；（2）光滑型或称S型（“S”来自英文“Smooth”），菌体有荚膜，菌落光滑，致病性较强，为有毒株。菌的致病性在于荚膜能抵抗人体的吞噬作用，致使其在体内大量繁殖引起疾病。主要引起大叶性肺炎、支气管炎、胸膜炎、败血症等，并能产生细胞内溶血霉素，因菌体自溶而释出，可溶解红血细胞，对动物有致死作用。无论粗糙型或光滑型，均可区分成许多不同的血清型。因为肺炎双球菌的荚膜多糖是一种可溶性的特异性物质，称为荚膜抗原。在不同菌株中，荚膜多糖的特异性是不同的，故可用血清学方法，例如，凝集反应、沉淀反应或荚膜膨胀试验等进行区分，分别以RⅠ、RⅡ、RⅢ或SI、SⅡ、SⅢ表示。1928年格里菲斯就是以 RI和SⅢ型作为实验材料而发现了细菌转化现象的。有毒株可在机体内形成荚膜，但人工培养后荚膜逐渐消失。其抵抗力较弱，通常在52～56 ℃，15～20分钟菌体即被杀死。 (责任编辑：admin) |