微生物營養(yǎng)和培養(yǎng)基

第三節(jié)微生物的營養(yǎng)吸收方式現(xiàn)在是1頁\一共有42頁\編輯于星期三微生物們是怎樣吃東西的？現(xiàn)在是2頁\一共有42頁\編輯于星期三所需的營養(yǎng)物質(zhì)不斷進入細胞內(nèi)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及時分泌到細胞外物質(zhì)運輸?shù)膬蓚€過程：微生物現(xiàn)在是3頁\一共有42頁\編輯于星期三一、物質(zhì)運輸?shù)恼系K第一層，莢膜與粘液層第二層，細胞壁第三層，細胞膜現(xiàn)在是4頁\一共有42頁\編輯于星期三1.莢膜與粘液層莢膜和粘液層是由一層結(jié)構(gòu)疏松的多糖物質(zhì)組成，對大多數(shù)物質(zhì)進入細胞影響不大?，F(xiàn)在是5頁\一共有42頁\編輯于星期三2.細胞壁肽聚糖組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，只允許一定相對分子質(zhì)量以下的小分子物質(zhì)進入，大分子物質(zhì)就不能通過肽聚糖的網(wǎng)眼孔。現(xiàn)在是6頁\一共有42頁\編輯于星期三3.細胞膜

細胞膜具有選擇性滲透作用，即細胞膜具有允許一種物質(zhì)比另一種物質(zhì)更容易通過的特性?，F(xiàn)在是7頁\一共有42頁\編輯于星期三細胞膜的選擇性滲透作用營養(yǎng)物質(zhì)進入代謝產(chǎn)物排出無害物質(zhì)的進入有用物質(zhì)的漏出保證防止細胞膜對物質(zhì)運輸影響最大，它能保證細胞與外界進行合理的物質(zhì)交換?，F(xiàn)在是8頁\一共有42頁\編輯于星期三二、物質(zhì)運輸方式

除了原生動物外，其他各大類有細胞的微生物都是通過細胞膜的滲透和選擇吸收作用,從外界吸取營養(yǎng)物的?，F(xiàn)在是9頁\一共有42頁\編輯于星期三單純擴散促進擴散主動運送基團移位細胞膜運送營養(yǎng)物質(zhì)的4種方式現(xiàn)在是10頁\一共有42頁\編輯于星期三1.單純擴散

單純擴散（simplediffusion）又稱簡單擴散、被動運送（passivetransport），指疏水性雙分子層細胞膜（包括孔蛋白在內(nèi)）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、非電離分子尤其是親脂性分子被動通過的一種物質(zhì)運送方式。（1）定義現(xiàn)在是11頁\一共有42頁\編輯于星期三（2）單純擴散特點②不消耗能量，動力來自參與擴散的物質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差，從高濃度向低濃度運送；①擴散是非特異性的，不需載體蛋白協(xié)助；③擴散過程中，物質(zhì)不與膜上各類分子發(fā)生反應，自身分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化。現(xiàn)在是12頁\一共有42頁\編輯于星期三物質(zhì)跨膜擴散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)！相對分子質(zhì)量小脂溶性極性小易通過擴散進出細胞現(xiàn)在是13頁\一共有42頁\編輯于星期三氣體分子（O2、CO2）脂肪酸乙醇甘油苯某些氨基酸分子單純擴散運輸?shù)奈镔|(zhì)現(xiàn)在是14頁\一共有42頁\編輯于星期三2.促進擴散

促進擴散（facilitateddiffusion）指溶質(zhì)在運送過程中，必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白（carrierprotein）的協(xié)助，但不消耗能量的一類擴散性運送方式。（1）定義現(xiàn)在是15頁\一共有42頁\編輯于星期三

載體蛋白有時稱作透性酶（permease）、移位酶

（translocase）或移位蛋白（translocatorprotein），一般通過誘導產(chǎn)生，它借助自身構(gòu)象的變化，在不耗能的條件下可加速把膜外高濃度的溶質(zhì)擴散到膜內(nèi)，直至膜內(nèi)外該溶質(zhì)濃度相等為止。每種載體只運輸相應的物質(zhì)，具有較高的專一性。載體蛋白（carrierprotein）現(xiàn)在是16頁\一共有42頁\編輯于星期三（2）促進擴散特點③不消耗能量，動力來自參與擴散的物質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差，從高濃度向低濃度運送。①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；②載體蛋白對被運送的物質(zhì)具有高度專一性；現(xiàn)在是17頁\一共有42頁\編輯于星期三釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）各種糖、氨基酸和維生素促進擴散吸收E.coli甘油促進擴散吸收現(xiàn)在是18頁\一共有42頁\編輯于星期三自由擴散和協(xié)助擴散速度的比較現(xiàn)在是19頁\一共有42頁\編輯于星期三3.主動運送

主動運送（activetransport）指一類須提供能量（包括ATP、質(zhì)子動勢或“離子泵”等）并通過細胞膜上特異性載體蛋白構(gòu)象的變化，而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)運入膜內(nèi)的一種運送方式。屬于逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式。（1）定義現(xiàn)在是20頁\一共有42頁\編輯于星期三②消耗能量，逆濃度梯度運送物質(zhì)；①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；（2）主動運送特點③

溶質(zhì)在運送前后不發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化。現(xiàn)在是21頁\一共有42頁\編輯于星期三“選擇”能力—載體蛋白“濃縮”能力—逆濃度梯度現(xiàn)在是22頁\一共有42頁\編輯于星期三作用步驟:1.ATP酶(E)在細胞內(nèi)側(cè)與3個Na+結(jié)合,同時消耗能量;2.磷酸化ATP酶(E+)構(gòu)象變化將Na+排除胞外,并與2個K+

結(jié)合;3.K+激發(fā)E+脫磷酸化恢復為E,同時將K+運入細胞.現(xiàn)在是23頁\一共有42頁\編輯于星期三主動運送可以運輸某些無機和有機離子以及糖類等。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)境中的貧養(yǎng)菌（oligophyte，或稱寡養(yǎng)菌）的生存極為重要?，F(xiàn)在是24頁\一共有42頁\編輯于星期三4.基團移位

基團移位（grouptranslocation）指既需特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質(zhì)運送方式，其特點是溶質(zhì)在運送前后還會發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化。（1）定義現(xiàn)在是25頁\一共有42頁\編輯于星期三②消耗能量，逆濃度梯度運送物質(zhì)；①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；③

溶質(zhì)在運送前后發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化。（2）基團移位特點現(xiàn)在是26頁\一共有42頁\編輯于星期三基團移位運送的物質(zhì)各種糖類核苷酸丁酸腺嘌呤等葡萄糖果糖甘露糖N-乙酰葡糖胺等現(xiàn)在是27頁\一共有42頁\編輯于星期三

在E.coli

中研究得較為清楚，主要靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（phosphotrasferasesystem）即磷酸烯醇式丙酮酸－己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)進行。基團移位的運送機制現(xiàn)在是28頁\一共有42頁\編輯于星期三

此系統(tǒng)由24種蛋白組成，運送某一具體糖，至少有4種蛋白參與，其特點是每輸入一個葡萄糖分子，就要消耗一個ATP的能量。磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（phosphotrasferasesystem）現(xiàn)在是29頁\一共有42頁\編輯于星期三具體運送分兩步進行：（1）熱穩(wěn)載體蛋白的激活細胞內(nèi)高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團通過酶Ⅰ的作用激活HPr：PEP+HPrPyr（丙酮酸）+P～HPr

酶Ⅰ現(xiàn)在是30頁\一共有42頁\編輯于星期三HPr（heat-stablecarrierprotein，HPr）是一種低相對分子質(zhì)量的可溶性蛋白，結(jié)合在細胞膜上，起著高能磷酸載體的作用。

酶Ⅰ是一種可溶性細胞質(zhì)蛋白。HPr和酶Ⅰ在磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中，均無底物特異性?，F(xiàn)在是31頁\一共有42頁\編輯于星期三（2）糖經(jīng)磷酸化而運入細胞膜內(nèi)

膜外環(huán)境中的糖先與細胞膜外表面上的底物特異膜蛋白——酶Ⅱc結(jié)合，接著糖分子被由P～HPr→酶Ⅱa→酶Ⅱb逐級傳遞來的磷酸基團激活，最后通過酶Ⅱc再把這一磷酸糖釋放到細胞質(zhì)中。現(xiàn)在是32頁\一共有42頁\編輯于星期三糖分子

＋

酶Ⅱc結(jié)合P～HPr酶Ⅱa酶Ⅱb磷酸基團磷酸基團磷酸糖酶Ⅱc細胞質(zhì)中逐級傳遞磷酸基團激活釋放現(xiàn)在是33頁\一共有42頁\編輯于星期三酶Ⅱ酶Ⅱa酶Ⅱb酶Ⅱc細胞質(zhì)蛋白，無底物特異性均為膜蛋白，具有底物特異性，可通過誘導產(chǎn)生現(xiàn)在是34頁\一共有42頁\編輯于星期三例如：

E.coli、

金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、

枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）

和巴氏梭菌（Clostridiumpasteurianum）中，葡萄糖是通過基團移位方式自外環(huán)境運送入細胞內(nèi)的?，F(xiàn)在是35頁\一共有42頁\編輯于星期三現(xiàn)在是36頁\一共有42頁\編輯于星期三簡單擴散協(xié)助擴散主動運輸基團移位需要載體需要能量發(fā)生化學變化四種運輸方式的本質(zhì)區(qū)別現(xiàn)在是37頁\一共有42頁\編輯于星期三請預習下一節(jié)：培養(yǎng)基現(xiàn)在是38頁\一共有42頁\編輯于