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微生物是怎么“摄食”的

时间:2019-10-03 22:08来源:海猎人
微生物的“摄食”
微生物由于个体小,结构简单,没有专门用于摄取营
养的器官。因此,微生物的营养物质的吸收以及代谢产物 的排出都是依靠细胞膜的功能来完成的。
蛋白质、脂肪和多糖等大分子的营养物质需要由微生 物分泌的胞外酶作用分解成小分子物质才能被吸收。根据微生物周围存在的营养物质的种类和浓度,按照细胞膜上 有无载体参与、运送过程是否消耗能量以及营养物是否发 生变化等,将微生物对营养物质的吸收方式分为被动扩 散、促进扩散、主动运输和基团转位四种方式,如表14- 1所示。
表14-1四种吸收方式的比较(周兰,2013)
项目 被动扩散 促进扩散 主动运输 基团转位
特异性载体蛋白
运输速度
平衡时细胞
膜内外浓度
内外相等 内外相等 内部浓度 内部浓度
高得多 高得多
运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性
能量消耗 不需要 不需要 需要 需要
溶质运送方向 由高浓度到
低浓度
由高浓度到 由低浓度到 由低浓度到
低浓度 尚浓度 高浓度
运送前后溶质分子 不变 不变 不变 改变
 
 
 

 
(1)被动扩散简单扩散,当细胞外营养物质的浓度 高于细胞内营养物质的浓度时,存在浓度差异,营养物质自然从高浓度的地方(胞外)向低浓度的地方(胞内)扩 散,当胞内外的营养物质浓度达到平衡时,扩散便停止。 以这种方式进人细胞的物质只有水、二氧化碳、乙醇和某 些氨基酸。
特点:①扩散是非特异性的,速度取决于浓度差、分 子大小、溶解性、pH、离子强度和温度等;②不消耗能量;③不需要载体蛋白,不能逆浓度梯度进行,运输速 度慢。
缺点:很难满足微生物的营养需要,没有选择性。
  1. 促进扩散(或称协助扩散)利用营养物质的浓 度差进行。需要细胞膜上的酶或载体蛋白的可逆性结合来 加速运输速度。即载体在膜外与高浓度的营养物质可逆性结合,扩散到膜内再将营养物质释放。
特点:①动力来源于浓度差;②不消耗能量,不能逆 浓度运输;③需要载体蛋白参与,能提前达到平衡;④被运送的物质不发生结构变化;⑤运送的物质具有选择性或 高度专一性。
  1. 主动运输这是微生物吸收营养物质的主要方 式。在提供能量和载体蛋白协助的前提下,将营养物质逆 浓度梯度运送。这种方式可使微生物在稀薄的营养环境中吸收营养,如无机离子、有机离子、一些糖类(如葡萄 糖、蜜二糖)。
特点:①消耗代谢能;②可逆浓度运输;③需要载体 蛋白参与,运送前后营养物质不改变结构;④被运送的物质具有高度的立体专一性。
能量来源:好氧微生物来自呼吸能,厌氧微生物来自 化学能,光合微生物来自光能。
  1. 基团转位一种既需要载体,又消耗能量,并且转运前后营养物质发生分子结构变化的运输方式。以磷酸 转移酶系转运葡萄糖为例,葡萄糖在转运过程中,在细胞 膜上发生磷酸化反应而被转送到细胞内。每输送一个葡萄糖分子,就消耗一个人丁?的能量。葡萄糖分子进人细胞 后以磷酸糖的形式存在于细胞内,磷酸糖是不能透过细胞 膜的。这样,随着磷酸糖不断积累,葡萄糖不断进入,表 现为葡萄糖的逆浓度梯度运输。
    特点:①消耗代谢能;②可逆浓度运输;③需要载体 蛋白参与;④转运前后营养物质会改变分子结构;⑤被运送的物质具有高度的立体专一性。
    主要用于运送:葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、丁 酸和腺嘌呤等。
    需要指出的是,各种细菌转运营养物质的方式不同, 即使对同一物质,不同细菌的摄取方式也不一样。
     
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