厌氧型生物为什么在有氧条件下无氧呼吸被抑制VIP免费

厌氧型生物为什么在有氧条件下无氧呼吸被抑制1、O2会不会抑制无氧呼吸的第二阶段？如会，是怎样抑制的？在高中教学中，要求学生掌握“O2是会抑制无氧呼吸过程的”这一知识点。但是，O2究竟怎样抑制无氧呼吸的过程，学生自然是不清楚的，这就给解答相关题目带来了困难甚至会误解。下面是我对这个问题的一些认识。对既会进行有氧呼吸又会进行无氧呼吸的真核细胞，在有O2时无氧呼吸受到抑制的原因是：发生反应“1葡萄糖→2丙酮酸＋4〔H〕＋2ATP”后，若无O2，则进行反应“2丙酮酸＋4〔H〕→2酒精＋2CO2”；若有O2，因线粒体内膜上的呼吸链（电子传递链）有最终受体（O2），三羧酸循环和电子传递都得以顺利进行，因此“4〔H〕”有更好的去路，即通过线粒体内膜上的呼吸链而被重氧化，丙酮酸也就因细胞质基质中缺乏〔H〕而未能按无氧呼吸的方式被还原，反而不断进入线粒体内进行脱羧进而进入三羧酸循环。以上说明，对既会进行有氧呼吸又会进行无氧呼吸的真核细胞，O2抑制无氧呼吸并不是因为破坏或抑制了反应“2丙酮酸＋4〔H〕→2酒精＋2CO2”中某种酶的活性。因此，如将葡萄糖加入只含酵母菌细胞质基质的试管中，通入O2且其它条件适宜的情况下，应该是进行完整的无氧呼吸过程，即产物为“酒精＋CO2”。另，O2虽不抑制无氧呼吸第二阶段中任何酶的活性，却反而会因巴斯德效应而间接抑制无氧呼吸第一阶段（即糖酵解）中主要是6－磷酸果糖激酶的活性，这主要是为了限制葡萄糖的分解速度。具体原因是，细胞有氧呼吸产生的ATP和柠檬酸会成为6－磷酸果糖激酶的变构抑制剂。对如破伤风杆菌等专性厌氧菌，在有O2时难以存活（实际上不只是无氧呼吸受到抑制的现象）的原因是：有O2时细胞内极易产生O2－（超氧物阴离子自由基），而O2－反应力极强，性质不稳定，可破坏各种重要高分子和膜，也可形成其它活性氧化物，故对细胞十分有害。那么为何非专性厌氧菌可以在空气中存活呢，因它的细胞内具有SOD（超氧化合物歧化酶），它可以催化反应“O2－＋H＋→H2O2＋O2”进行，进而H2O2被过氧化氢酶或过氧化物酶转变为H2O。以上说明，即使对专性厌氧菌，O2也并不是特异性地抑制无氧呼吸第二阶段中某种酶的活性。2、将丙酮酸加入到只含酵母菌细胞质基质的试管中，会不会反应？如会，产物是什么？首先，必须阐明的是，要准确回答这个问题，只有做了实验才知道，这也是一直以来都在争议的一个问题。但只从理论上来分析，无氧呼吸第二阶段的具体过程是这样的：①丙酮酸在丙酮酸脱羧酶并以TPP（焦磷酸硫胺）为辅酶的作用下，先脱羧变为乙醛和CO2；②乙醛在醇脱氢酶的作用下，被无氧呼吸第一阶段（按高中教材讲）产生的〔H〕还原为酒精。以上说明，将丙酮酸加入到只含酵母菌细胞质基质的试管中，因为基质中并不缺乏丙酮酸脱羧酶和TPP，因此会发生反应（注：这个反应不是可逆反应，完全由酶和反应物来限速，也就是说生成物的量不影响反应速度），但是，因细胞质基质中NAD＋的含量极少，且不以NADH（即〔H〕）形式永久存在，因此，虽不缺乏醇脱氢酶，但乙醛仍不能被还原，所以产物是乙醛和CO2。3、将丙酮酸加入到只含酵母菌线粒体（实际是离心得到的沉淀物）的试管中，在隔绝空气的条件下，会不会反应？如会，产物是什么？同样的，要准确回答这个问题，也只有做了实验才知道。若只从理论上来分析，丙酮酸在线粒体内的全部反应过程包括：①丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合物的作用下，发生反应“丙酮酸＋辅酶A＋NAD＋→乙酰辅酶A＋CO2＋NADH＋H＋”；②乙酰辅酶A经三羧酸循环脱下辅酶A和生成CO2，并产生〔H〕等。在无O2的情况下，因线粒体内膜上的呼吸链没有最终受体（O2），则如NADH与NAD＋不能被循环转变，因此三羧酸循环无法进行，辅酶A与乙酰辅酶A也不能被循环转变，也就是说反应①因缺乏原料肯定是不能持续进行下去了。所以我认为将丙酮酸加入到只含酵母菌线粒体的试管中，在隔绝空气的条件下，可以认为不反应，至少实验中应该是难以检测到其产物的出现。