营养物质进入细胞的方式

4 分析营养物质进入微生物细胞的几种方式根据物质运输过程的特点，微生物营养物质运输方式可分为四种:1.自由扩散概念：自由扩散又称被动转运或单纯扩散，是指物质非特异地由浓度较高一侧被动或自由地透过细胞膜向浓度低一侧扩散的过程。

1)不需要能量，不需要载体2)驱动力：浓度梯度（细胞膜两侧物质的浓度差），故浓度梯度消失，扩散就停止3)物质在扩散过程中没有发生任何变化，为物理过程4)运输速率很慢，与膜外物质的浓度差成正比5)无特异性，无选择性，不是物质运输主要方式6)运输对象：气体、水、水溶性小分子、某些离子等2.促进扩散概念：是在不需要任何能量的情况下，利用细胞膜上的底物特异性载体蛋白在膜的外侧与溶质分子结合，而在膜的内侧释放此溶质而完成物质的输送。

1)需要载体，不需要能量2)驱动力：浓度梯度3)有特异性，有选择性4)运输对象：糖类，氨基酸等3.主动运输概念：主动运送是指需要能量和载体蛋白的逆浓度梯度积累营养物质的过程，是微生物吸收营养物质的主要机制。

1)需要能量，需要载体蛋白2)能量来源：质子动势（来自膜两侧质子浓度差）3)逆浓度梯度运输4)有特异性5)运输对象：无机离子、氨基酸、糖类、有机酸4.基团转位概念：基团移位是一种既需要特异性载体蛋白又需耗能、且溶质在运送前后会发生分子结构变化的运送方式。

1)需要能量，需要载体蛋白2)能量来源：磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）3)属主动运输，但溶质分子发生化学修饰—定向磷酸化4)运输对象：糖及其衍生物、嘌呤、嘧啶、脂肪酸等例如：半乳糖在大肠杆菌中靠促进扩散运输，而在金黄色葡萄球菌中则是通过基团转位运送.最突出的是葡萄糖不同微生物摄取葡萄糖的方式。

《物质出入细胞的方式》知识清单细胞作为生命的基本单位，不断与外界环境进行物质交换。

物质出入细胞的方式多种多样，了解这些方式对于理解细胞的生命活动至关重要。

一、被动运输（一）简单扩散简单扩散也称为自由扩散，是物质从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧转运的过程。

这一过程不需要载体蛋白的协助，也不消耗能量。

例如，氧气、二氧化碳、乙醇、甘油等小分子物质可以通过简单扩散进出细胞。

（二）协助扩散协助扩散是在载体蛋白的协助下，物质从高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。

同样，协助扩散也不消耗能量。

一些较大的分子，如葡萄糖进入红细胞，就是通过协助扩散进行的。

被动运输的特点是物质顺着浓度梯度进行转运，动力来自于浓度差，不需要细胞额外提供能量。

二、主动运输主动运输是物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输的过程，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞代谢产生的能量。

例如，植物根系吸收矿质离子、小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等营养物质，都是通过主动运输完成的。

主动运输对于细胞来说非常重要，它能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

三、胞吞和胞吐（一）胞吞当细胞摄取大分子物质时，首先大分子物质附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子物质。

然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象称为胞吞。

（二）胞吐细胞需要外排的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞，这就是胞吐。

胞吞和胞吐过程消耗能量，并且依赖于细胞膜的流动性。

四、影响物质出入细胞方式的因素（一）浓度差物质的浓度差是影响被动运输的重要因素，浓度差越大，物质运输的速度就越快。

（二）载体蛋白的数量载体蛋白的数量对协助扩散和主动运输有影响。

载体蛋白数量有限，当运输的物质达到一定量时，运输速度不再增加。

（三）能量供应主动运输需要能量供应，如果细胞能量供应不足，主动运输的速率会降低。

营养物质进入细胞的方式1. 内容除原生动物外，其他各大类有细胞的微生物都是通过细胞膜的渗透和选择吸收作用而从外界吸取营养物的。

细胞膜运送营养物质有四种方式，即：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。

2. 练习1.练习一、选择题1．基团转位和主动运输的主要差别是：（）A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构答案：C2．单纯扩散和促进扩散的主要区别是：（）A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量，后者需要能量C. 前者不需要载体，后者需要载体答案：C3. 细菌中存在的一种主要运输方式为：（）A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位答案：C二、填空题1. 在营养物质的四种运输方式中，只有__________运输方式改变了被运输物质的化学组成。

答案：基团转位2.亚硝酸细菌在氧化__________的过程中获得细胞生长所需的能量，并利用这些能量将__________还原为细胞有机物，因此该菌的营养类型属于__________。

答案：NH3，CO2，化能自养型3. 在蓝细菌和藻类的光合作用中，以_________作供氢体，有__________放出，并将__________还原为细胞有机物。

答案：H2O，O2，CO24. 在绿硫细菌的光合作用中，没有__________放出，以__________作供氢体，将__________还原为细胞有机物。

答案：氧气，H2S，CO2三、简答题1. 试述细菌通过基团转位吸收糖进入细胞内的过程。

答案：基团转位将单糖吸收运输至细胞的过程如下：热稳定蛋白HPr被PEP活化（磷酸化），由酶1完成。

热稳定蛋白将活化的磷酸基团转移给酶3。

细胞膜上的酶2将葡萄糖由外膜转运至内膜，该糖分子立即被活化的酶3磷酸化。

在这一过程中，糖分子一方面由膜外到达膜内，并同时实现磷酸化。

2. 举例说明微生物在生长过程中培养基pH值可能发生的变化，并提出解决方法。

微生物吸收营养物质的四种方式及其特点微生物吸收营养物质的四种方式及其特点微生物是一类微小且常见的生物体，它们存在于自然界的各个角落中，包括土壤、水体、空气等。

微生物对于地球生态系统的运转发挥着重要作用。

为了生存和繁殖，微生物需要从外界环境中吸收所需的营养物质。

下面将介绍微生物吸收营养物质的四种方式及其特点。

首先是主动吸收。

主动吸收是指微生物通过以能量为动力，在高浓度环境中低浓度物质浓度梯度下把溶质（营养物质）从外界环境吸附到细胞内。

主动吸收是微生物事件中最基本、最常见的方式，其特点是微生物可以选择性地吸收适合自己生长发育需要的营养物质，快速高效。

例如，细菌通过鞭毛的摆动和细胞壁的改变，主动吸收周围水域中的有机物质。

其次是扩散吸收。

扩散吸收是指微生物依靠溶质在高浓度环境下自发地向低浓度环境中扩散，并被微生物细胞膜吸附进入细胞内。

扩散吸收是微生物吸收无机物质的主要方式之一，其特点是依赖物质浓度的差异，没有选择性。

许多微生物如真菌、原生动物等通过扩散吸收营养物质。

第三是囊胞吞噬。

囊胞吞噬是指微生物通过膨胀和收缩作用使细胞膜向外凸起，将外界的营养物质包裹到细胞内部形成囊泡，然后通过细胞内部的消化酶将囊胞内的物质消化吸收。

囊胞吞噬是微生物吸收固体有机物质的主要方式之一，特点是可以吞噬大颗粒物质，并进行分解和吸收。

原核微生物如单细胞藻类、细菌等常采用囊胞吞噬来获得营养。

最后是菌丝吸收。

菌丝吸收是指真菌通过菌丝扩展到周围环境中，利用菌丝分泌的酶分解有机物质，并通过菌丝吸收营养物质。

菌丝吸收是真菌如霉菌、酵母菌等常用的吸收方式，其特点是可以在大片环境中寻找和利用营养物质，同时也可以与其他微生物进行共生。

通过以上对微生物吸收营养物质的四种方式及其特点的介绍可以看出，微生物吸收营养物质的方式多样且灵活。

不同的微生物根据生活环境和所需营养物质的特点采用不同的吸收方式，以提高吸收效率和适应环境的能力。

了解和研究微生物的吸收方式对于深入了解微生物的生态学作用以及开发和利用微生物资源具有重要的指导意义。

微生物营养和培养基营养物：必须得到的细胞结构成分，必须得到的能量储存物质。

营养：把营养物从外界吸收至细胞内，复制出新细胞结构的过程。

主要营养物及其功能主要功能：提供合成原生质和代谢产物原料；产生合成反应及生命活动所需能量；调节新陈代谢。

微生物的6大营养要素：（一）碳源定义：凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源。

功能：碳源、能源（二）氮源物质定义：凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源。

功能：氮源，一般不作能源。

氨基酸自养型和异养型生物速效氮源和迟效氮源生理碱性、酸性、中性盐（三）能源定义：能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能。

化学能：有机物-化能异养微生物无机物-化能自养微生物光能：光能自养和光能异养微生物（四）生长因子定义：一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。

种类：维生素、AA、base、FA等。

作用：辅酶或酶活化来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等，复合维生素。

（五）无机盐所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素所需浓度在10-6-10-8M为微量元素。

主要功能：构成菌体成分；酶活性基组成或维持酶活性；调节渗透压、pH、Eh；化能自养微生物能源等。

（六）水存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成）生理作用：组成成分；反应介质；物质运输媒体；热的良导体。

微生物营养类型依碳源不同：异养型（不能以CO2为主要或唯一碳源）自养型（能以CO2为主要或唯一碳源）依能源不同：光能营养型（光反应产能）化能营养型（物质氧化产能）化能自养型微生物:氧化无机物而获得能量的微生物；化能自养微生物必须从氧化磷酸化所获得的能量中，花费一大部分A TP以逆呼吸链传递的方式把无机氢（H++e-）转变成还原力[H]；光能自养型微生物:能利用日光辐射的微生物。

在光能自养微生物中，A TP是通过循环光合磷酸化、非循环光合磷酸化或紫膜光合磷酸化产生的，而还原力[H]则是直接或间接利用这些途径产生的。

4 营养物质进入细胞的途径营养物质进入细胞的过程叫运输。

营养物质只有进入细胞后才能参与微生物细胞内的生命活动。

影响营养物质进入细胞的因素主要有三个：1、营养物质本身的性质，如相对分子质量、溶解性、电负性、极性等都影响营养物质进入细胞的难易程度。

2、微生物所处的环境，如温度、pH、离子强度等。

3、细胞膜的透过屏障作用。

根据物质运输过程的特点，可将物质的运分为扩散、促进扩散、主动运输与膜泡运输。

（1）单纯扩散又称扩散（称被动扩散）被吸收物质依靠其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地区向浓度低的胞内扩散的过程。

单纯扩散的特点：单纯扩散是非特异性的，取决于物质分子的大小，而不取决于分子种类；吸收过程中，营养物质不发生化学变化；运输动力来自物质的浓度势，无需能量。

通过扩散运输的营养物质主要是水以及部分脂肪酸、乙醇、甘油、苯和一些气体分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通过扩散进出细胞。

（2）促进扩散被吸收的物质以细胞内外的浓度梯度为动力，在载体物质参与下，从浓度高的胞外向浓度低的胞内扩散。

真核微生物的载体：是位于细膜上的与特定的营养物质具有亲和力的转运蛋白。

促进扩散独有的特点：即载体与被运输物质之间存在着高度的专一性；载体参与，提高了营养物质的运输速率。

通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、单糖、维生素及无机盐。

与单纯扩散的相同点：都是被动的扩散，即都是以溶质分子在膜内外的浓度差为动力；吸收过程中，营养物质均不发生化学变化；不需要消耗代谢能量。

（3）主动运输主动运输(activetransport)是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。

主动运输又主动吸收，该吸收方式的特点是需要载体蛋白和能量，可逆浓度差的吸收营养物质，使细胞积累某些物质。

载体蛋白在细胞膜外侧有选择性地与溶质分子结合，当进入细胞膜内侧后，在能量参与下，载体蛋白发生构型变化，与溶质得亲和力降低，将其释放出来。

载体蛋白恢复原来构型，又可重复利用。