1、第三节 营养物质进入细胞的方式,一、简单扩散二、促进扩散三、主动运输四、基团转位,微生物没有专门的摄食器官，各种营养物质通过细胞膜的渗透和选择性吸收进入细胞。营养物质从环境进入细胞的方式可分为四种类型，简单扩散、促进扩散、主动运输、基团转位,在营养物质运送方面，细胞壁仅简单地排阻分子量过大(600Da)的溶质进入, 而具有磷脂双分子层和嵌合蛋白分子的细胞膜则是控制营养物质进入和排除的主要屏障。,1.简单扩散,特点：扩散是非特异性的营养物质吸收方式：如营养物质通过细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散；在扩散过程中营养物质的结构不发生变化：即不与膜上的分子发生反应，本身的分子结
2、构也不发生变化；物质运输的速率较慢：速率与胞内外营养物质的浓度差有关，即随细胞膜内外该物质浓度差的降低而减小，直到胞内外物质浓度相同不需要载体参与；扩散是一个不需要代谢能的运输方式：因此，物质不能进行逆浓度运输。可运送的养料有限：限于水、溶于水的气体，及分子量小，脂溶性、极性小的营养物质。,无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式输送营养物质。输送动力：浓度梯度输送方向：顺浓度梯度输送物质：水、气体、脂溶性物质、极性小的分子输送机制：通过亲水小孔或脂双分子层。影响因素：分子的大小、溶解性、极性和环境的温度等,2.促进扩散,特点：营养物质本身在分子结构不发生变化不消耗能量，故不能进行逆浓度运输运输
3、的速率由胞内外该物质的浓度差决定需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质运输被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性养料浓度过高时, 与载体蛋白出现饱和效应 促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的。,在特异性载体蛋白的协助下，不消耗能量的一类扩散性运输方式。输送动力：浓度梯度输送方向：顺浓度梯度载体蛋白：需要，具有特异性输送物质：极性大的分子，真核微生物对糖的吸收。输送机制：被输送的物质与相应的载体之间存在一种亲和力。,促进扩散示意图,胞外细胞膜胞内,3.主动运输,特点：需要消耗代谢能可以进行逆浓度运输的运输方式需要载
4、体蛋白参与对被运输的物质有高度的立体专一性被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化 不同的微生物在主动运输过程中所需的能量的来源不同，好氧微生物中直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，光合微生物中则主要来自光能 。 这是广泛存在于微生物中的主要物质运输方式,在消耗能量的同时，实现溶质在细胞内的浓缩，而没有任何化学变化发生的输送机制。输送动力：代谢能量输送方向：逆浓度梯度载体蛋白：需要，具有特异性输送物质：氨基酸、某些糖、Na、K 等。输送机制：代谢能量改变底物与载体之间的结合力。,4.基团转位,基因转位是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，其特点：具有一个复杂的运输酶系统来完成物
5、质运输营养物质在运输的过程中发生了化学结构变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化） 主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中，也主要是用于单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪散的运输 。,运送机制: 是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统.运送步骤:热稳载体蛋白(HPr)的激活 细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团把HPr激活。 酶1 PEP+HPr 丙酮酸+P-HPr HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。,糖被磷酸化后运入膜内 膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过
6、酶2的作用将糖-磷酸释放到细胞内。 酶2 P-HPr+糖 糖-P +HPr 酶2是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系列与底物分子相应的酶2。,被输送的基质分子在膜内经受了共价的改变， 以被修饰的形式进入细胞质的输送机制输送动力：代谢能量, PEP上的高能磷酸键输送方向：逆浓度梯度载体蛋白：磷酸转移酶系统被输送物质在输送前后的存在状态：在细胞膜内被磷酸化输送机制： 例：磷酸转移酶系统（PTS） 酶：非特异性，存在于细胞质中 酶b.c：特异性(诱导型)，存在于膜上,可诱导产生。 酶a：非特异性，存在于细胞质中 HPr(组氨酸蛋白质/热稳定蛋白质)：非特异性，存在于细胞质中,四种运输营养物质方式的比较,基团移位,主动运输,
