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(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 微生物在生長(zhǎng)過程中，所需微生物在生長(zhǎng)過程中，所需營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)不不斷的進(jìn)入細(xì)胞，斷的進(jìn)入細(xì)胞，代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物及時(shí)的分泌到胞外，及時(shí)的分泌到胞外，這兩個(gè)過程就是這兩個(gè)過程就是物質(zhì)的運(yùn)輸物質(zhì)的運(yùn)輸。營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)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(jìn)入細(xì)胞能否進(jìn)入細(xì)胞一、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)恼系K一、物質(zhì)運(yùn)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(jié)構(gòu)疏松的多糖物質(zhì)組成，莢膜和粘液層是由一層結(jié)構(gòu)疏松的多糖物質(zhì)組成，所以對(duì)大多數(shù)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞影響不大。所以對(duì)大多數(shù)

2、物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞影響不大。2.2.細(xì)胞壁細(xì)胞壁肽聚糖組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，只允許一定分子量以下肽聚糖組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，只允許一定分子量以下的小分子物質(zhì)進(jìn)入，大分子物質(zhì)就不能通過肽聚的小分子物質(zhì)進(jìn)入，大分子物質(zhì)就不能通過肽聚糖的網(wǎng)眼孔。糖的網(wǎng)眼孔。3.3.細(xì)胞膜細(xì)胞膜 細(xì)胞膜具有細(xì)胞膜具有選擇性滲透作用選擇性滲透作用，即細(xì)胞膜只，即細(xì)胞膜只允許一種物質(zhì)比另一種物質(zhì)更容易通過的特性。允許一種物質(zhì)比另一種物質(zhì)更容易通過的特性。營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入代謝產(chǎn)物排出代謝產(chǎn)物排出無用物質(zhì)的進(jìn)入無用物質(zhì)的進(jìn)入有用物質(zhì)的漏出有用物質(zhì)的漏出保證保證防止防止這是對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸影響最大的，這是對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸影響最大的，它能保證細(xì)胞與外

3、界合理的進(jìn)行物質(zhì)交換。它能保證細(xì)胞與外界合理的進(jìn)行物質(zhì)交換。二、物質(zhì)運(yùn)輸方式二、物質(zhì)運(yùn)輸方式 除了原生動(dòng)物外，其他各大類有細(xì)胞的微生物除了原生動(dòng)物外，其他各大類有細(xì)胞的微生物都是通過都是通過細(xì)胞膜的滲透和選擇吸收作用細(xì)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(yùn)運(yùn)送送方方式式不通過膜上載體蛋白：不通過膜上載體蛋白：?jiǎn)渭償U(kuò)散單純擴(kuò)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(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散運(yùn)送前后溶質(zhì)分子改變：運(yùn)送前后溶質(zhì)分子改變：基團(tuán)轉(zhuǎn)移基團(tuán)轉(zhuǎn)移運(yùn)送前后溶質(zhì)分子不變：運(yùn)送前后溶質(zhì)分子不變：主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸 1. 1.單純擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散，單純擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散

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

5、不消耗能量，物質(zhì)擴(kuò)散的動(dòng)力來自參與擴(kuò)散的物不消耗能量，物質(zhì)擴(kuò)散的動(dòng)力來自參與擴(kuò)散的物質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差；質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差；擴(kuò)散是非特異性的，不需載體蛋白協(xié)助；擴(kuò)散是非特異性的，不需載體蛋白協(xié)助；擴(kuò)散過程中，物質(zhì)不與膜上各類分子發(fā)生反應(yīng)，擴(kuò)散過程中，物質(zhì)不與膜上各類分子發(fā)生反應(yīng)，自身分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；自身分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化； 通過這種方式運(yùn)送的物質(zhì)種類不多，主要通過這種方式運(yùn)送的物質(zhì)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(kuò)散對(duì)營養(yǎng)物的運(yùn)送單純擴(kuò)散對(duì)營養(yǎng)物的運(yùn)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(xì)胞獲取營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。不是細(xì)胞獲取營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。 2.2.促進(jìn)擴(kuò)散（促進(jìn)擴(kuò)散（facilitated diffusion）（1 1）定義）定義 促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散（facilitated diffusionfacilitated diffusion）指溶指溶質(zhì)在運(yùn)送過程中，必須借助存在于細(xì)胞膜上的質(zhì)在運(yùn)送過程中，必須借助存在于細(xì)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(kuò)散性運(yùn)送方式。的一類擴(kuò)散性運(yùn)送方式

7、。促進(jìn)擴(kuò)散（促進(jìn)擴(kuò)散（facilitated diffusionfacilitated diffusion） 載體蛋白載體蛋白有時(shí)稱作有時(shí)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(dǎo)誘導(dǎo)產(chǎn)生，它借助自身構(gòu)象的變化，產(chǎn)生，它借助自身構(gòu)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(zhì)擴(kuò)散的條件下可加速把膜外高濃度的溶質(zhì)擴(kuò)散到膜內(nèi)，直至膜內(nèi)外該溶質(zhì)濃度相等為止。每種載到膜內(nèi)，直至膜內(nèi)外該溶質(zhì)濃度相等為止。每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專

8、一性專一性。（2 2）特點(diǎn)）特點(diǎn)不消耗能量，物質(zhì)擴(kuò)散的動(dòng)力來自參與擴(kuò)散的物不消耗能量，物質(zhì)擴(kuò)散的動(dòng)力來自參與擴(kuò)散的物質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差；質(zhì)在膜內(nèi)外的濃度差；物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)胞膜上的底物特異載物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)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(duì)被運(yùn)送的物質(zhì)具有高度專一性；載體蛋白對(duì)被運(yùn)送的物質(zhì)具有高度專一性；例如：例如：釀酒酵母（釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）對(duì)各種糖、氨基酸和維生素的吸收；對(duì)各種糖、氨基酸和維生素的吸收；E. coli 對(duì)甘油的吸收等。對(duì)甘油的吸收等。 3. 3.主動(dòng)運(yùn)送（主動(dòng)運(yùn)送（active transpor

9、t）（1 1）定義）定義 主動(dòng)運(yùn)送主動(dòng)運(yùn)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(zhì)子動(dòng)勢(shì)或質(zhì)子動(dòng)勢(shì)或“離子泵離子泵”等）并等）并通過細(xì)胞膜上特異性通過細(xì)胞膜上特異性載體蛋白載體蛋白構(gòu)象的變化，而使構(gòu)象的變化，而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)運(yùn)入膜內(nèi)的一種運(yùn)送方膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)運(yùn)入膜內(nèi)的一種運(yùn)送方式。屬于式。屬于逆濃度梯度逆濃度梯度運(yùn)送營養(yǎng)物的方式。運(yùn)送營養(yǎng)物的方式。主動(dòng)運(yùn)送（主動(dòng)運(yùn)送（active transportactive transport）須消耗能量，逆濃度梯度運(yùn)送物質(zhì)；須消耗能量，逆濃度梯度運(yùn)送

10、物質(zhì)；物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)胞膜上的底物特物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)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(diǎn)）特點(diǎn) 主動(dòng)運(yùn)送是逆濃度梯度運(yùn)送營養(yǎng)物的方式，對(duì)許主動(dòng)運(yùn)送是逆濃度梯度運(yùn)送營養(yǎng)物的方式，對(duì)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(tuán)移位（基團(tuán)移位（group translocation）（1 1）定義）定義 基團(tuán)移位基團(tuán)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(zhì)的一種物質(zhì)運(yùn)送方式，其特點(diǎn)是溶質(zhì)在運(yùn)送前后還會(huì)發(fā)生運(yùn)送方式，其特點(diǎn)是溶質(zhì)在運(yùn)送前后還會(huì)發(fā)生分分子結(jié)構(gòu)的變化子結(jié)構(gòu)的變化。基團(tuán)移位（基團(tuán)移位（group translocationgroup translocation）需消耗能量；需消耗能量；物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)胞膜上的底物物質(zhì)運(yùn)送必須借助存在于細(xì)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(zhì)在運(yùn)送前后發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化；溶質(zhì)在運(yùn)送前后發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化；（2 2）特點(diǎn)）特點(diǎn) 基團(tuán)移位主要用于運(yùn)送各種糖類（葡萄糖、基團(tuán)移位主要用于運(yùn)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(zhì)。酸和腺嘌呤等物質(zhì)。例如：例如： E. coli、 金黃色葡萄球菌（金黃色葡