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比較營養素進入微生物細胞的幾種方式的特點。

微生物沒有吸收營養物質的特殊器官,它們對營養物質的吸收依賴於整個細胞表面。目前認為,各種營養物質的吸收依賴於質膜的作用,質膜有許多小孔,各種營養物質通過不同的吸收方式穿透細胞膜。營養物質能否進入細胞取決於三個因素:

①營養素的性質(相對分子量、質量、溶解度、電負性等。);②環境(溫度、PH值)

等等。);③微生物細胞的滲透屏障(質膜、細胞壁、被膜等。).根據物質輸運過程的特點,物質的輸運方式可分為自由擴散、促進擴散、主動輸運和群轉移。

壹、自由擴散自由擴散也叫簡單擴散。原生質膜是壹種半透膜,營養物質通過質膜上的小孔從高濃度的胞外環境向低濃度的胞內擴散。自由擴散是非特異性的,但質膜中含水孔隙的大小和形狀對參與擴散的營養分子是選擇性的。它具有以下特點:①擴散過程中沒有反應;②無能耗;不能逆濃度運輸;③

傳輸速率與膜內外物質的濃度差成正比。自由擴散不是微生物細胞吸收營養的主要方式。水是唯壹可以通過擴散自由穿過質膜的分子。脂肪酸、乙醇、甘油、壹些氣體(

O2,CO2)和壹些氨基酸也可以在壹定程度上通過自由擴散進出細胞。二、易化擴散和自由擴散壹樣,易化擴散也是壹種物質跨膜的被動轉運模式,在這種模式下①不消耗能量,②。

參與轉運的物質分子結構不發生變化,③不能逆濃度轉運,④轉運速率與膜內外物質的濃度差成正比。⑤

需要運營商參與。通過易化擴散進入細胞的營養物質主要有氨基酸、單糖、維生素和無機鹽。壹般來說,微生物通過特定的載體蛋白來轉運相應的物質,但有些微生物通過不止壹種載體蛋白來轉運同壹種物質。三、主動運輸主動運輸是廣泛存在於微生物中的壹種主要的物質運輸方式。與上述兩種輸送方式相比,它的壹個重要特點是物料在輸送過程中需要消耗能量,可以逆向集中輸送。在主動運輸過程中,不同的微生物運輸物質所需的能源是不同的。好氧微生物和兼性厭氧微生物直接利用呼吸能,厭氧微生物利用化學能,光合微生物利用光能。主動運輸和易化擴散的相似之處在於物質運輸過程中也需要載體蛋白。載體蛋白通過構象變化發展與被轉運物質的親和力,使兩者可逆地結合和分離,從而完成相應物質的跨膜轉運。不同的是,主動轉運過程中載體蛋白的構象變化需要能量。4.群位移群位移是另壹種主動運輸方式,與主動運輸方式不同的是,它有壹個復雜的運輸系統來完成物質的運輸,物質在運輸過程中發生化學變化。基團轉移主要存在於厭氧和兼性厭氧細胞中,主要用於運輸糖。脂肪酸、核苷、堿基等也可以這樣轉運。在研究大腸桿菌吸收葡萄糖和乳糖的過程中,發現這些糖進入細胞後以磷酸糖的形式存在於細胞質中,說明這些糖在運輸過程中被磷酸化,磷酸基團來自細胞內的磷酸烯醇式丙酮酸(

PEP),所以該組易位也稱為磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸糖基轉移酶轉運系統(PTS)。PTS通常由五種蛋白質組成,包括酶I和酶II。

和具有低相對分子量的熱穩定蛋白質(HPr)。在糖的運輸過程中,PEP上的磷酸基團被酶I和HPr逐漸磷酸化和去磷酸化,最後在酶II中。

轉移到糖的作用下,在細胞質中生成磷酸糖。PEP-P+HPr→HPr-P+酶I →酶I+丙酮酸I-P+HPr →酶III+酶IHPr-P+酶III →酶III-P+HPr糖+酶III-P →糖-P+酶III。