營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式

1、細(xì)胞膜是控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要屏障，具選擇通透性。細(xì)胞膜是控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要屏障，具選擇通透性。影響營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的主要因素：影響營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的主要因素：(1)營養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)（ 分子質(zhì)量，電負(fù)性，結(jié)構(gòu)等）分子質(zhì)量，電負(fù)性，結(jié)構(gòu)等）(2)細(xì)胞所處的環(huán)境（細(xì)胞所處的環(huán)境（ 溫度，溫度，pH值，滲透壓，表面活性劑等）值，滲透壓，表面活性劑等）(3)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能（種類，菌齡，生理狀態(tài)，代謝活性）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能（種類，菌齡，生理狀態(tài)，代謝活性） 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)胞的方式一、一、 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1、單純、單純擴(kuò)散擴(kuò)散

2、( (simple diffusion)simple diffusion)2 2、促進(jìn)擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion)3 3、主動運(yùn)輸主動運(yùn)輸(active transport)4、基團(tuán)移位基團(tuán)移位( (group translocation)group translocation)1. 單純擴(kuò)散（單純擴(kuò)散（simple diffusion）又稱又稱“被動擴(kuò)散被動擴(kuò)散”（passive transport） 屬物理擴(kuò)散。不需能量，無載體參與，以濃差為動力，屬物理擴(kuò)散。不需能量，無載體參與，以濃差為動力，高濃向低濃擴(kuò)散高

3、濃向低濃擴(kuò)散特點(diǎn)：特點(diǎn)：非特異性，高濃向低濃擴(kuò)散；非特異性，高濃向低濃擴(kuò)散；有一定選擇性（原生質(zhì)膜上含水小孔的大小和形狀）；有一定選擇性（原生質(zhì)膜上含水小孔的大小和形狀）；不發(fā)生反應(yīng)，性質(zhì)（結(jié)構(gòu)）不變；不發(fā)生反應(yīng)，性質(zhì)（結(jié)構(gòu)）不變；不需能，依靠濃差；不需能，依靠濃差；運(yùn)送速度隨濃差降低而減小。運(yùn)送速度隨濃差降低而減小。物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),分子量小、脂溶分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式,水是唯一

4、可通過擴(kuò)水是唯一可通過擴(kuò)散自由通過原生質(zhì)膜的分子散自由通過原生質(zhì)膜的分子,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。及某些氨基酸在一定程度上可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。2. 促進(jìn)擴(kuò)散（促進(jìn)擴(kuò)散（facilitated diffusion）載體蛋白參與，不需能量，以濃差為動力，由高濃向低濃運(yùn)送。載體蛋白參與，不需能量，以濃差為動力，由高濃向低濃運(yùn)送。運(yùn)送物質(zhì)：糖，氨基酸（真核微生物中作用明顯）；運(yùn)送物質(zhì)：糖，氨基酸（真核微生物中作用明顯）； 甘油（沙門氏菌，非原核生物的重要運(yùn)輸方式）；甘油（沙門氏菌，非原核生物的重

5、要運(yùn)輸方式）； 載體只影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，并不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成載體只影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，并不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成的動態(tài)平衡狀態(tài)（促進(jìn)擴(kuò)散速度比單純擴(kuò)散快）；的動態(tài)平衡狀態(tài)（促進(jìn)擴(kuò)散速度比單純擴(kuò)散快）； 這種性質(zhì)類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶；這種性質(zhì)類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶； 透過酶大都是誘導(dǎo)酶透過酶大都是誘導(dǎo)酶,只有在環(huán)境中存在機(jī)體生長所需的營養(yǎng)只有在環(huán)境中存在機(jī)體生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)時，相應(yīng)的透過酶才合成。物質(zhì)時，相應(yīng)的透過酶才合成。濃度梯度運(yùn)輸速度被動擴(kuò)散被動擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散特點(diǎn)：特點(diǎn)： 質(zhì)膜上的載體蛋白具較高的專質(zhì)膜上的載體蛋白具較高的專一性

6、；被運(yùn)輸物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一性；被運(yùn)輸物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化；不發(fā)生變化；運(yùn)輸速率與胞內(nèi)運(yùn)輸速率與胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差成正比，外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差成正比，當(dāng)濃度差達(dá)到一定值時，載體當(dāng)濃度差達(dá)到一定值時，載體產(chǎn)生飽和效應(yīng)，運(yùn)輸速度不再產(chǎn)生飽和效應(yīng)，運(yùn)輸速度不再隨胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度差的增加隨胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度差的增加而增加。而增加。3. 主動運(yùn)輸（主動運(yùn)輸（active transport） 一類需要提供能量（包括一類需要提供能量（包括ATP、質(zhì)子動勢或離子泵等）并、質(zhì)子動勢或離子泵等）并通過細(xì)胞膜上特異性載體蛋白構(gòu)型的變化，而使膜外環(huán)境中通過細(xì)胞膜上特異性載體蛋白構(gòu)型的變化，而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)

7、運(yùn)入膜內(nèi)的一種物質(zhì)運(yùn)送方式。低濃度的溶質(zhì)運(yùn)入膜內(nèi)的一種物質(zhì)運(yùn)送方式。運(yùn)輸物質(zhì)所需能量運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來源：來源： 好氧型微生物與好氧型微生物與兼性厭氧微生物直兼性厭氧微生物直接利用呼吸能；接利用呼吸能； 厭氧型微生物利厭氧型微生物利用化學(xué)能用化學(xué)能(ATP)； 光合微生物利用光合微生物利用光能；光能； 嗜鹽細(xì)菌通過紫嗜鹽細(xì)菌通過紫膜利用光能膜利用光能運(yùn)送物質(zhì)：運(yùn)送物質(zhì)： 無機(jī)離子（無機(jī)離子（ K+等）；等）； 糖（乳糖，麥芽糖，葡萄糖等糖（乳糖，麥芽糖，葡萄糖等 ）；）； 大部分氨基酸和有機(jī)酸。大部分氨基酸和有機(jī)酸。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 需載體蛋白參與；需載體蛋白參與； 載體蛋白具有較強(qiáng)的專一性；載體

8、蛋白具有較強(qiáng)的專一性； 載體蛋白通過構(gòu)象變化而改變與被運(yùn)送物質(zhì)之間的親和載體蛋白通過構(gòu)象變化而改變與被運(yùn)送物質(zhì)之間的親和力，載體蛋白構(gòu)象變化需消耗能量；力，載體蛋白構(gòu)象變化需消耗能量；4. 基團(tuán)移位基團(tuán)移位(group translocation)需載體蛋白，耗能，被運(yùn)送物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化需載體蛋白，耗能，被運(yùn)送物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化特點(diǎn)：特點(diǎn)： 需能量；需能量； 需載體蛋白；需載體蛋白； 逆濃差運(yùn)輸；逆濃差運(yùn)輸； 運(yùn)輸具有專一性；運(yùn)輸具有專一性； 物質(zhì)在運(yùn)送過程中物質(zhì)在運(yùn)送過程中發(fā)生化學(xué)變化（磷發(fā)生化學(xué)變化（磷酸化），磷酸基團(tuán)酸化），磷酸基團(tuán)來源于來源于PEP(1) PEP + HPr 磷酸

9、磷酸HPr + 丙酮酸丙酮酸磷酸磷酸HPr +葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + HPr運(yùn)送機(jī)制：運(yùn)送機(jī)制： 磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS） 包括包括: 酶酶（非特異性，胞內(nèi)）（非特異性，胞內(nèi)） 酶酶a （非特異性，胞內(nèi)）非特異性，胞內(nèi)） 酶酶b （特異性，親水性，接近膜）特異性，親水性，接近膜） 酶酶c（特異性，疏水性，膜上）特異性，疏水性，膜上） HPr （熱穩(wěn)載體蛋白）（熱穩(wěn)載體蛋白） （非特異性，膜上）（非特異性，膜上） 基團(tuán)移位位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，基團(tuán)移位位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，主要用于糖的運(yùn)輸。主要用于糖的運(yùn)輸。 目前尚未在好氧型細(xì)菌及真核生物中發(fā)現(xiàn)這種運(yùn)輸目前尚未在好氧型細(xì)菌及真核生物中發(fā)現(xiàn)這種運(yùn)輸方式；方式； 尚未發(fā)現(xiàn)氨基酸通過這種方式運(yùn)輸。尚未發(fā)現(xiàn)氨基酸通過這種方式運(yùn)輸。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨