害怕氧气的家族——厌氧微生物
害怕氧气的家族——厌氧微生物
大家知道,氧气是维持生命活动必不可少的物质。人可以几天不吃饭而不危及生命,但五分钟左右不呼吸就会死亡。其他一些高等动、植物和人一样,时时刻刻都在进行呼吸,要呼吸就必须有氧气,没有氧气就会窒息而死。可见氧气对维持生命活动多么重要。
微生物对氧气的态度就各不相同了。有些微生物的脾气特别古怪,见到氧气就不能好好生活,甚至死亡。由于这类对氧气十分的讨厌,所以把它们叫做厌氧微生物。
厌氧微生物为什么这么害怕氧气呢?经过科学家的研究,原来是氧气对它们有毒害作用。当这些微生物生活在有氧环境时,它们的细胞内会产生一种叫做过氧化氢(H2O2)的物质。由于过氧化氢有强烈的氧化作用,可以破坏微生物体内的蛋白质、酶,从而导致微生物生长不好或死亡。而在没有氧气的条件下,它们利用有机物质在细胞内分解过程中,在酶的催化作用下不断地脱氢来完成呼吸作用过程,通过生物氧化作用获得它们生命活动中所需要的能量。这样它们反而比有氧时生长得更好。
当不小心弄伤了皮肤,如果随便使用脏东西或抓把土放在伤口处止血,这样做是很危险的。这时你去找大夫,总要给你清洗伤口,虽然一时很痛,但是有益处的。如果伤口较深时,大夫还要给你注射疫苗,这是为了防止引起破伤风的细菌——破伤风杆菌的感染。破伤风杆菌是一种创伤的特殊感染菌,存在于动物和人的肠道内,随粪便排出体外,污染泥土。这种菌为厌氧菌,当机体遭到创伤时,有时会受到这种菌的侵染,伤口愈深,空气愈少,它就生长的愈好,并且产生强烈的外毒素,作用于神经系统,导致特有的痉挛病症发生,从而危害人的健康。
还有一类被称为甲烷细菌的厌氧菌,它们对厌气条件要求十分的严格,当它们暴露在空气中时,常迅速死亡。它们广泛地分布于湖泊池沼、积水沼泽的污泥中、一些动物的消化道中(如牛胃)。在无氧条件下,它们分解有机物质,利用低分子量的碳水化合物以获得能量和营养,它们能把其他厌氧菌发酵产生的二氧化碳、氢、甲酸等转变成甲烷。目前在农村各地推广的沼气发酵,就是对这一类细菌的具体应用,利用这类厌氧微生物产生甲烷气体,以供作燃料。
在工业生产上人们还利用厌氧微生物通过酵解作用产生丙酮、丁醇、丙酸、丁酸、乳酸等有机酸和有机溶剂。如芽孢梭菌属的一些严格厌氧微生物,代谢作用为酵解,能分解糖产生各种有机酸,通常为乙酸和丁酸,以及少量的乙醇和丙酮。这个属中的丁酸芽孢梭菌是工业生产丁酸的主要菌种,它除能生产丁酸外,还能生产醋酸、丙醇、丙酮、乙醇、丁醇。可见,这些脾气古怪的厌氧微生物对人类的贡献还不小呢。