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文檔簡介

1、微生物們是怎樣吃東西的?微生物們是怎樣吃東西的?第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質進入細胞的方式營養(yǎng)物質進入細胞的方式 微生物在生長過程中,所需微生物在生長過程中,所需營養(yǎng)物質營養(yǎng)物質不不斷的進入細胞,斷的進入細胞,代謝產物代謝產物及時的分泌到胞外,及時的分泌到胞外,這兩個過程就是這兩個過程就是物質的運輸物質的運輸。營養(yǎng)物質營養(yǎng)物質能否利用(即是否具有酶系)能否利用(即是否具有酶系)能否進入細胞能否進入細胞一、物質運輸?shù)恼系K一、物質運輸?shù)恼系K1.1.莢膜與粘液層莢膜與粘液層莢膜和粘液層是由一層結構疏松的多糖物質組成,莢膜和粘液層是由一層結構疏松的多糖物質組成,所以對大多數(shù)物質進入細胞影響不大。所以對大多數(shù)

2、物質進入細胞影響不大。2.2.細胞壁細胞壁肽聚糖組成的網狀結構,只允許一定分子量以下肽聚糖組成的網狀結構,只允許一定分子量以下的小分子物質進入,大分子物質就不能通過肽聚的小分子物質進入,大分子物質就不能通過肽聚糖的網眼孔。糖的網眼孔。3.3.細胞膜細胞膜 細胞膜具有細胞膜具有選擇性滲透作用選擇性滲透作用,即細胞膜只,即細胞膜只允許一種物質比另一種物質更容易通過的特性。允許一種物質比另一種物質更容易通過的特性。營養(yǎng)物質進入營養(yǎng)物質進入代謝產物排出代謝產物排出無用物質的進入無用物質的進入有用物質的漏出有用物質的漏出保證保證防止防止這是對物質運輸影響最大的,這是對物質運輸影響最大的,它能保證細胞與外

3、界合理的進行物質交換。它能保證細胞與外界合理的進行物質交換。二、物質運輸方式二、物質運輸方式 除了原生動物外,其他各大類有細胞的微生物除了原生動物外,其他各大類有細胞的微生物都是通過都是通過細胞膜的滲透和選擇吸收作用細胞膜的滲透和選擇吸收作用而從外而從外界吸取營養(yǎng)物的。界吸取營養(yǎng)物的。運運送送方方式式不通過膜上載體蛋白:不通過膜上載體蛋白:單純擴散單純擴散耗能耗能通過膜上載體蛋白通過膜上載體蛋白不耗能:不耗能:促進擴散促進擴散運送前后溶質分子改變:運送前后溶質分子改變:基團轉移基團轉移運送前后溶質分子不變:運送前后溶質分子不變:主動運輸主動運輸 1. 1.單純擴散(簡單擴散,單純擴散(簡單擴散

4、,simple diffusion)(1 1)定義)定義 單純擴散單純擴散(simple diffusion)又稱又稱被動運送被動運送(passive transport),指疏水性雙分子層細胞膜(指疏水性雙分子層細胞膜(包括孔蛋白在內)在無載體蛋白的參與下,單純依包括孔蛋白在內)在無載體蛋白的參與下,單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水性分子被動通過的一種物質運送方式。親水性分子被動通過的一種物質運送方式。單純擴散(簡單擴散,單純擴散(簡單擴散,simple diffusionsimple diffusion)(2 2)特點)特點

5、不消耗能量,物質擴散的動力來自參與擴散的物不消耗能量,物質擴散的動力來自參與擴散的物質在膜內外的濃度差;質在膜內外的濃度差;擴散是非特異性的,不需載體蛋白協(xié)助;擴散是非特異性的,不需載體蛋白協(xié)助;擴散過程中,物質不與膜上各類分子發(fā)生反應,擴散過程中,物質不與膜上各類分子發(fā)生反應,自身分子結構也不發(fā)生變化;自身分子結構也不發(fā)生變化; 通過這種方式運送的物質種類不多,主要通過這種方式運送的物質種類不多,主要是一些是一些氣體分子(氣體分子(O O2 2、COCO2 2)、脂肪酸、乙醇、脂肪酸、乙醇、甘油、苯及某些氨基酸分子甘油、苯及某些氨基酸分子。單純擴散對營養(yǎng)物的運送單純擴散對營養(yǎng)物的運送缺乏選擇

6、能力和逆濃度梯度的缺乏選擇能力和逆濃度梯度的“濃縮濃縮”能力,能力,不是細胞獲取營養(yǎng)物質的主要方式。不是細胞獲取營養(yǎng)物質的主要方式。 2.2.促進擴散(促進擴散(facilitated diffusion)(1 1)定義)定義 促進擴散促進擴散(facilitated diffusionfacilitated diffusion)指溶指溶質在運送過程中,必須借助存在于細胞膜上的質在運送過程中,必須借助存在于細胞膜上的底物特異底物特異載體蛋白(載體蛋白(carrier proteincarrier protein)的協(xié)助的協(xié)助,但,但不消耗能量不消耗能量的一類擴散性運送方式。的一類擴散性運送方式

7、。促進擴散(促進擴散(facilitated diffusionfacilitated diffusion) 載體蛋白載體蛋白有時稱作有時稱作透性酶透性酶(permease)、移位移位酶酶(translocase)或或移位蛋白移位蛋白(translocator protein),一般通過,一般通過誘導誘導產生,它借助自身構象的變化,產生,它借助自身構象的變化,在在不耗能不耗能的條件下可加速把膜外高濃度的溶質擴散的條件下可加速把膜外高濃度的溶質擴散到膜內,直至膜內外該溶質濃度相等為止。每種載到膜內,直至膜內外該溶質濃度相等為止。每種載體只運輸相應的物質,具有較高的體只運輸相應的物質,具有較高的專

8、一性專一性。(2 2)特點)特點不消耗能量,物質擴散的動力來自參與擴散的物不消耗能量,物質擴散的動力來自參與擴散的物質在膜內外的濃度差;質在膜內外的濃度差;物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物特異載物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助;體蛋白的協(xié)助;載體蛋白對被運送的物質具有高度專一性;載體蛋白對被運送的物質具有高度專一性;例如:例如:釀酒酵母(釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)對各種糖、氨基酸和維生素的吸收;對各種糖、氨基酸和維生素的吸收;E. coli 對甘油的吸收等。對甘油的吸收等。 3. 3.主動運送(主動運送(active transpor

9、t)(1 1)定義)定義 主動運送主動運送(active transportactive transport)指一類須指一類須提提供能量供能量(包括(包括ATPATP、質子動勢或質子動勢或“離子泵離子泵”等)并等)并通過細胞膜上特異性通過細胞膜上特異性載體蛋白載體蛋白構象的變化,而使構象的變化,而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質運入膜內的一種運送方膜外環(huán)境中低濃度的溶質運入膜內的一種運送方式。屬于式。屬于逆濃度梯度逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式。運送營養(yǎng)物的方式。主動運送(主動運送(active transportactive transport)須消耗能量,逆濃度梯度運送物質;須消耗能量,逆濃度梯度運送

10、物質;物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物特物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助;異載體蛋白的協(xié)助;(2 2)特點)特點 主動運送是逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式,對許主動運送是逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式,對許多生存在低濃度營養(yǎng)環(huán)境中的多生存在低濃度營養(yǎng)環(huán)境中的貧養(yǎng)菌(貧養(yǎng)菌(oligophyteoligophyte,或稱或稱寡養(yǎng)菌寡養(yǎng)菌)的生存極為重要。的生存極為重要。 4.4.基團移位(基團移位(group translocation)(1 1)定義)定義 基團移位基團移位(group translocation)指一類既指一類既需特異性需特異性載體蛋白載體蛋白的參與,又需的

11、參與,又需耗能耗能的一種物質的一種物質運送方式,其特點是溶質在運送前后還會發(fā)生運送方式,其特點是溶質在運送前后還會發(fā)生分分子結構的變化子結構的變化?;鶊F移位(基團移位(group translocationgroup translocation)需消耗能量;需消耗能量;物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物物質運送必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助;特異載體蛋白的協(xié)助;溶質在運送前后發(fā)生分子結構的變化;溶質在運送前后發(fā)生分子結構的變化;(2 2)特點)特點 基團移位主要用于運送各種糖類(葡萄糖、基團移位主要用于運送各種糖類(葡萄糖、果糖、甘露糖和果糖、甘露糖和N-N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、丁乙酰葡糖胺等)、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物質。酸和腺嘌呤等物質。例如:例如: E. coli、 金黃色葡萄球菌(金黃色葡

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