微生物通過細胞膜與外界環境進行物質交換,因此細胞的透性與微生物吸收營養物質關係極為密切。物質運輸有四種方式。
一、 單純擴散
這是物理擴散作用,被吸收的物質是靠細胞內外的濃度差或電位差為動力,溶質分子從濃度高的區域向濃度低的區域擴散,細胞被動接收這些物質,稱為被動吸收,這個擴散過程不消耗能量,氣體、水、溶性,脂溶性物質都是通過這種方式進入細胞內,細胞內外濃度相等停止進入,由於細胞內物質不斷消耗,使細胞內始終保持較低濃度,因此細胞外的物質能不斷的進入細胞內,隻是物質以這種方式進入細胞內的速度很緩慢。大腸肝菌吸收鈉離子,就是以這種方式進行的。
特點:
1、物質進入細胞的動力是細胞內外的濃度差。
2、這種運輸方式不消耗能量。
3、沒有特異性,被運輸物質不與膜上物質發生任何反應,物質不發生化學變化。
二、促進擴散
促進擴散也是以物質的濃度梯度為動力,與上種方式不同的是這種運輸過程有膜載體參加,起“渡船” 作用,把物質由膜外運至膜內。(膜上蛋白種類多主要起酶與載體的作用)。膜載體又稱載體蛋白質1、有很強的特異性。2、在運輸的過程中,本身不發生變化。3、能加快物質運輸的速度。因此將這種載體蛋白歸於酶類,通稱滲透酶細胞中有多種滲透酶,一種酶至少可幫助一種物質進行運輸。
運輸過程是:膜載體在膜外與營養物質親合力強,與這種物質親合強,與這種物質結合,進入細胞親合內降低釋放營養物質,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。
特點:
1、物質運輸動力是細胞外的濃度差。
2、運輸過程不消耗能量。
3、有膜載體參加,膜載體(滲透黴)有特異性。運輸葡萄糖的載體隻運輸葡萄糖。這種運輸方式多發生在真核微生物,原核生物少見。
三、主動運輸
在能量參與下,膜載體(滲透E)逆濃度梯度在細胞內積累營養物質過程,稱為主動運輸。
微生物在繁殖過程中,需要多種營養物質,主動運輸的物質,不受物質濃度梯度的影響,而進入細胞這種物質的攝取是逆濃度梯度被抽進細胞內的。即物質是從終濃度向高濃度運輸的。如大腸杆菌在運輸乳糖、半乳糖等糖類、AA和K、Na、Ca離子等就是通過這種方式進行的。使各種物質在細胞內高度積累,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+高於細胞外300倍,膜載體與被運輸物質具很強的親合力。
運輸過程是:膜載體與被運送物質結合成載體複合物進入膜內,在能量的參與下,載體發生構型變化,親合力降低,運輸的營養物質被釋放出來,運輸過程中營養物質不發生任何變化。
特點:
1、被運送的物質可逆濃度梯度進入細胞內。
2、要消耗能量,必需有能量參加。
3、有膜載體參加,膜載體發生構型變化。
4、被運送物質不發生任何變化。
四、基團移位(轉位)
另一種主動運輸方式是基團轉位,是在研究糖的運輸發現的,運輸過程中需要能量,被運輸的物質發生化學變化的運輸叫基團移位,許多糖就是靠基團移位進行運輸的。這種運輸方式是微生物通過磷酸轉移酶係統來運輸營養物質的。
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