微生物對氧的需要和耐受力在不同的類(lèi)群中變化很大,根據微生物與氧的關(guān)系,可把它們分為幾種類(lèi)群:
專(zhuān)性好氧菌(strict aerobe)
必須在有分子氧的條件下才能生長(cháng),有完整的呼吸鏈,以分子氧作為最終氫受體,細胞含有超氧物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)和過(guò)氧化氫酶。
微好氧菌(microaerophilic bacteria)
只能較低的氧分壓下才能正常生長(cháng),通過(guò)呼吸鏈并以氧為最終氫受體而產(chǎn)能,
兼性好氧菌(facultative aerobe)
在有氧或無(wú)氧條件下均能生長(cháng),但有氧情況下生長(cháng)得更好,在有氧時(shí)靠呼吸產(chǎn)能,無(wú)氧時(shí)接發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能;細胞含有SOD和過(guò)氧化氫酶。
耐氧菌(aerotolerant anaerobe)
可在分子氧存在下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。生活不需要氧,分子氧也對它無(wú)毒害。不具有呼吸鏈,依靠專(zhuān)性發(fā)酵獲得能量。細胞內存在SOD和過(guò)氧化物酶,但缺乏過(guò)氧化氫酶。
厭氧菌(anaerobe)
分子氧對它有毒害,短期接觸空氣,也會(huì )抑制其生長(cháng)甚至致死;在空氣或含有10%CO2的空氣中,在固體培養基表面上不能生長(cháng),只有在其深層的無(wú)氧或低氧化還原電勢的環(huán)境下才能生長(cháng);生命活動(dòng)所需能量通過(guò)發(fā)酵、無(wú)氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供;細胞內缺乏SOD和細胞色素氧化酶,大多數還缺乏過(guò)氧化氫酶。
厭氧菌的氧毒害機制—— SOD學(xué)說(shuō):
嚴格厭氧微生物并不是被氣態(tài)的氧所殺死,而是由于不能解除某些氧代謝產(chǎn)物的毒性而死亡。
在氧還原為水的過(guò)程中,可形成某些有毒的中間產(chǎn)物,例如,過(guò)氧化氫(H2O2)、超氧陰離子( O2· )等。超氧陰離子為活性氧,兼有分子和離子的性質(zhì),反應力極強,極不穩定,可破壞膜和重要生物大分子,對微生物造成毒害或致死。
好氧微生物具有降解這些產(chǎn)物的酶,如過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶等,
而嚴格厭氧菌缺乏SOD,故易被生物體內極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基毒害致死。
在培養不同類(lèi)型的微生物時(shí),要采用相應的措施保證不同微生物的生長(cháng)。
培養好氧微生物:需震蕩或通氣,保證充足的氧氣。
培養專(zhuān)性厭氧微生物:需排除環(huán)境中的氧氣,同時(shí)
在培養基中添加還原劑,降低
培養基中的氧化還原電位勢。
培養兼性厭氧或耐氧微生物:可深層靜止培養。
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