微生物通過(guò)細胞膜與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換,因此細胞的透性與微生物吸收營(yíng)養物質(zhì)關(guān)系極為密切。物質(zhì)運輸有四種方式。
一、 單純擴散
這是物理擴散作用,被吸收的物質(zhì)是靠細胞內外的濃度差或電位差為動(dòng)力,溶質(zhì)分子從濃度高的區域向濃度低的區域擴散,細胞被動(dòng)接收這些物質(zhì),稱(chēng)為被動(dòng)吸收,這個(gè)擴散過(guò)程不消耗能量,氣體、水、溶性,脂溶性物質(zhì)都是通過(guò)這種方式進(jìn)入細胞內,細胞內外濃度相等停止進(jìn)入,由于細胞內物質(zhì)不斷消耗,使細胞內始終保持較低濃度,因此細胞外的物質(zhì)能不斷的進(jìn)入細胞內,只是物質(zhì)以這種方式進(jìn)入細胞內的速度很緩慢。大腸肝菌吸收鈉離子,就是以這種方式進(jìn)行的。
特點(diǎn):
1、物質(zhì)進(jìn)入細胞的動(dòng)力是細胞內外的濃度差。
2、這種運輸方式不消耗能量。
3、沒(méi)有特異性,被運輸物質(zhì)不與膜上物質(zhì)發(fā)生任何反應,物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化。
二、促進(jìn)擴散
促進(jìn)擴散也是以物質(zhì)的濃度梯度為動(dòng)力,與上種方式不同的是這種運輸過(guò)程有膜載體參加,起“渡船” 作用,把物質(zhì)由膜外運至膜內。(膜上蛋白種類(lèi)多主要起酶與載體的作用)。膜載體又稱(chēng)載體蛋白質(zhì)1、有很強的特異性。2、在運輸的過(guò)程中,本身不發(fā)生變化。3、能加快物質(zhì)運輸的速度。因此將這種載體蛋白歸于酶類(lèi),通稱(chēng)滲透酶細胞中有多種滲透酶,一種酶至少可幫助一種物質(zhì)進(jìn)行運輸。
運輸過(guò)程是:膜載體在膜外與營(yíng)養物質(zhì)親合力強,與這種物質(zhì)親合強,與這種物質(zhì)結合,進(jìn)入細胞親合內降低釋放營(yíng)養物質(zhì),像渡船一樣,膜外鹽貨,膜內卸貨,這種擴散方式比單純擴散速度快。膜內外親合力的改變與載體分子構型改變有關(guān)。
特點(diǎn):
1、物質(zhì)運輸動(dòng)力是細胞外的濃度差。
2、運輸過(guò)程不消耗能量。
3、有膜載體參加,膜載體(滲透霉)有特異性。運輸葡萄糖的載體只運輸葡萄糖。這種運輸方式多發(fā)生在真核微生物,原核生物少見(jiàn)。
三、主動(dòng)運輸
在能量參與下,膜載體(滲透E)逆濃度梯度在細胞內積累營(yíng)養物質(zhì)過(guò)程,稱(chēng)為主動(dòng)運輸。
微生物在繁殖過(guò)程中,需要多種營(yíng)養物質(zhì),主動(dòng)運輸的物質(zhì),不受物質(zhì)濃度梯度的影響,而進(jìn)入細胞這種物質(zhì)的攝取是逆濃度梯度被抽進(jìn)細胞內的。即物質(zhì)是從終濃度向高濃度運輸的。如大腸桿菌在運輸乳糖、半乳糖等糖類(lèi)、AA和K、Na、Ca離子等就是通過(guò)這種方式進(jìn)行的。使各種物質(zhì)在細胞內高度積累,細胞內的濃度比細胞外高得多,如半乳糖比細胞外高500倍,K+高于細胞外300倍,膜載體與被運輸物質(zhì)具很強的親合力。
運輸過(guò)程是:膜載體與被運送物質(zhì)結合成載體復合物進(jìn)入膜內,在能量的參與下,載體發(fā)生構型變化,親合力降低,運輸的營(yíng)養物質(zhì)被釋放出來(lái),運輸過(guò)程中營(yíng)養物質(zhì)不發(fā)生任何變化。
特點(diǎn):
1、被運送的物質(zhì)可逆濃度梯度進(jìn)入細胞內。
2、要消耗能量,必需有能量參加。
3、有膜載體參加,膜載體發(fā)生構型變化。
4、被運送物質(zhì)不發(fā)生任何變化。
四、基團移位(轉位)
另一種主動(dòng)運輸方式是基團轉位,是在研究糖的運輸發(fā)現的,運輸過(guò)程中需要能量,被運輸的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的運輸叫基團移位,許多糖就是靠基團移位進(jìn)行運輸的。這種運輸方式是微生物通過(guò)磷酸轉移酶系統來(lái)運輸營(yíng)養物質(zhì)的。
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