哺乳动物成熟红细胞的呼吸方式

哺乳动物成熟红细胞的呼吸方式

哺乳动物的成熟红细胞结构很特殊，既没有细胞核也无线粒体、核糖体等各种细胞器，却富含血红蛋白，这种结构特点与其运输O2的功能是相适应的。

因为无线粒体，红细胞进行无氧呼吸供能。有些学生对此产生疑问：红细胞本身携带O2，却进行无氧呼吸供能，有O2存在时，其无氧呼吸不会受抑制吗？并列举如下理由：①很多种厌氧型的细菌若生活在空气中，其无氧呼吸受到抑制，不能正常生存。②酵母菌等兼性厌氧型的生物生活在氧气充足的环境中进行有氧呼吸，在缺氧的条件下才进行无氧呼吸。

首先明确并不是所有厌氧型的生物都不能生活在有氧环境中，只有那些严格厌氧菌才不能生活在空气中（如光合细菌，产甲烷杆菌等），而耐氧性厌氧菌是可以生活在空气中的。厌氧菌能否生活在空气中，与其体内是否含有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（或过氧化物酶）有关。细胞代谢过程中会产生自由基，自由基是指那些带有奇数电子数的化学物质，它们都带有未配对的自由电子，具有高度的化学活性。在O2存在时还会产生超氧阴离子自由基，它是活性氧的形式之一，性质极不稳定，化学反应能力极强，在细胞内可破坏各种重要生物大分子和膜结构，还可形成其他活性氧化物，故对生物体

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极其有害。好氧性生物或耐氧性厌氧菌细胞内可合成SOD和过氧化氢酶（或过氧化物酶），超氧阴离子自由基在SOD作用下被歧化成H2O2，在过氧化氢酶作用下H2O2又进一步转变成无毒的H2O，而严格厌氧菌不能合成SOD，在有O2存在时，由于无法歧化超氧阴离子自由基而身受毒害，无法生存。

红细胞内存在这两种酶（红细胞未成熟前已合成），生活在有氧环境中，不会受自由基的危害而抑制其代谢活动。

酵母菌等兼性厌氧型的生物，在缺氧的条件下进行无氧呼吸，当氧气充足时进行有氧呼吸，其无氧呼吸将会受到抑制。为什么在O2充足时，酵母菌的无氧呼吸会受到抑制呢？已知磷酸果糖激酶是无氧呼吸（糖酵解）过程中关键的限速酶，ATP对磷酸果糖激酶具有抑制作用，在有柠檬酸、脂肪酸时会加强抑制效应，而ADP、AMP、无机磷则对此酶有激活作用，酵母菌有氧呼吸会产生较多的ATP，使ATP/ADP比值增高，无机磷相对减少，有氧呼吸过程中还会使柠檬酸等物质增多，最终抑制了磷酸果糖激酶的活性，同时NADH进入线粒体中被有氧呼吸消耗，不能还原乙醛生成乙醇，还会使糖酵解过程中的NAD和NADH不能发生周转，也影响了糖酵解速度。

由以上可知，抑制无氧呼吸的直接原因，是生物细胞进行了有氧呼吸，在有氧呼吸的过程中发生的物质变化抑制了无氧呼吸的进行，并不是由于O2的存在直接抑制了无氧呼吸。成熟的红细胞内由于缺乏

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有氧呼吸酶系，不能进行有氧呼吸，所以红细胞尽管携带较多的O2也不会抑制其无氧呼吸。

红细胞进行无氧呼吸是与其运输O2的功能相适应的，因其结合和携带O2的过程中并不消耗O2，从而有效地提高了运输O2的效率。红细胞自身生命活动所消耗能量并不多，其无氧呼吸产生能量主要是保证细胞膜上离子泵的正常运转，使红细胞维持细胞内高钾、低钙和低钠的状态，还能保证低铁血红蛋白不被氧化。（若血红蛋白中的Fe2

＋

被氧化为Fe3+，形成高铁血红蛋白，高铁血红蛋白中的Fe3+与O2的结

合非常牢固，O2不能被释放出来，会造成组织细胞缺氧）。红细胞的以上特点是哺乳动物在长期进化过程中逐渐形成的。

哺乳动物的成熟红细胞能产生酶吗

学习“新陈代谢与酶”这节内容时,学生们对于酶的产生场所发生了争论。有的认为:活细胞进行各种化学反应都离不开酶,那么所有的活细胞都应该能够产生酶。有的则认为:人的成熟的红细胞没有细胞器,所以不能产生酶。那么,人以及哺乳动物的成熟红细胞是否有细胞器?是否能产生酶呢? 这首先要了解一下红细胞的产生过程:多能造血干细胞一单能造血干细胞一原红细胞一早幼红细胞*中幼红细胞、晚幼红细胞、网织红细胞、红细胞。 在红细胞分化系列中,各阶段的血细胞分别表现出特有的形态特征。人类原红细胞的核大而且有1-2个核仁,有一薄层嗜碱性细胞质。至早幼红细胞阶段,细胞体积变小,细胞质呈强嗜碱性,游离核糖体丰富,开始合成血红蛋白和生命活动所需

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