厌氧菌为什么不能在有氧环境下生存？

中学生物课本上提到的光合细菌和产甲烷菌，严格来说都是厌氧菌，只能在缺氧的环境中生存，否则就会氧中毒而死。为什么好氧生物可以在空气中生存，氧气对它们不会有毒性，而严格的厌氧菌会受到致命威胁？

科学家发现，所有有氧生物细胞都含有超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶，而严格无氧细胞不含SOD，而且大多数也缺乏过氧化氢酶。可见，SOD是生物体能否在有氧环境下生存的关键。那么SOD的作用是什么呢？SOD可以保护有氧生物细胞免受超氧阴离子自由基的侵害。

自由基是如何形成的？它是如何伤害生物细胞的？

自由基是指那些具有奇数个电子的化学物质，它们都具有不成对的自由电子。细胞中自由基的产生有很多原因。比如生物氧化、辐射、污染、细胞内酶促反应都会释放自由基。自由基具有很高的化学活性。其中超氧阴离子自由基普遍存在于生物体内，是活性氧的存在形式之一。其性质极不稳定，化学反应能力极强。可对细胞内的脂质、蛋白质、核酸等生物大分子造成氧化损伤，从而导致细胞结构的损伤甚至破坏。还可以形成其他活性氧化物，对生物危害极大。

生物在长期进化过程中，逐渐形成清除超氧阴离子自由基等各种有害活性氧的机制。好氧生物体内有SOD，剧毒的超氧阴离子在歧化酶的作用下歧化为毒性稍小的H2O2，H2O2在过氧化氢酶的作用下进一步分解为无毒的H2O。而严格厌氧菌不能合成SOD，根本不能将超氧阴离子不成比例的转化为H2O2。所以在有氧的情况下，细胞内形成的超氧阴离子会伤害自己，所以严格的厌氧菌是无法在有氧环境下生存的。