营养物质进入微生物细胞的方式

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。

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。

中国石油大学2021年春季学期《环境工程微生物学》在线考试一、主观填空题共20题，20分11分营养物质进入细胞的方式有单纯扩散、促进扩散、主动运输、四种。

1 答案：基团移位21分酵母菌有发酵型和氧化型两种类型,其中前者是将糖转化为乙醇和的一类酵母菌。

1 答案：二氧化碳31分根据污泥膨胀的致因微生物不同,污泥膨胀分为非丝状菌污泥膨胀和。

1 答案：丝状菌污泥膨胀41分微生物的生长可分为个体微生物生长和。

1 答案：群体生长51分酶的提取方法有水溶液提取法、表面活性剂提取法和。

1 答案：有机溶剂法61分现在普遍接受的五界分类系统为:原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界、。

1 答案：植物界71分根据古菌的生活习性和生理特性,古菌可分为嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌, 三大类型。

1 答案：产甲烷菌81分细菌连续培养有恒浊连续培养和恒化连续培养两种。

绝大多数污(废)水生物处理方法均采用。

1 答案：恒化连续培养91分原生质体包括细胞质膜、细胞质及其内含物、。

1 答案：细胞核物质101分紫外辐射杀菌的机制为:破坏蛋白质结构而变性, 。

1 答案：破坏核酸分子的结构111分水的消毒方法有煮沸法、加氯消毒、臭氧消毒、过氧化氢消毒、微电解消毒、等。

1 答案：紫外辐射消毒121分细菌按形态可分为球菌、杆状、螺旋状、四种。

1 答案：丝状131分好氧活性污泥的结构和功能的中心是。

1 答案：菌胶团141分参与硫化作用的微生物有硫化细菌和。

1 答案：硫磺细菌151分细菌表面带电荷。

1 答案：负161分菌种保藏方法有定期移植法、干燥法、隔绝空气法、蒸馏水悬浮法、 5种。

1 答案：综合法171分细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和。

1 答案：拟核181分原生动物可划分为四类:鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和。

1 答案：孢子纲191分细菌的呼吸类型分为、好氧呼吸、无氧呼吸。

1 答案：发酵201分列举几种微生物所需的生长因子:B族维生素、、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、烟酸。

判断题1.微生物系统分类单元从高到低依次为界、门、纲、目、科、属、种（×）最高为域2.株是微生物分类最小单位（×）种是微生物分类最小单位3.溶原性噬菌体的DNA整合在宿主DNA上，不能独立进行繁殖（√）4.放线菌属于真核微生物（×）放线菌是原核微生物5.大多数放线菌属革兰氏阴性菌（×）除枝动菌属外，其余放线菌均为革兰氏阳性菌6.放线菌的菌体由纤细的长短不一的菌丝组成，在固体培养基上呈辐射状，菌丝分支，为单细胞（√）7.霉菌的菌落疏松，菌丝细小，与培养基结合紧密，不易用接种环挑取（×）霉菌菌落形态较大8.菌苔是细菌在固体培养基上的培养特征之一（×）菌落是细菌在固体培养基上的培养特征之一9.大肠杆菌属于单细胞微生物，金黄色葡萄球菌属于多细胞微生物（×）细菌都是单细胞10.大肠杆菌是革兰氏阴性菌，金黄色葡萄球菌是革兰氏阳性菌（√）11.碱性染料能与细胞中带正电的组分结合，常用于细菌染色（×）碱性染料是和细胞中带负电的组分结合12.革兰氏阳性菌细胞壁的脂肪含量比革兰氏阴性菌高（×）低13.红螺菌的同化作用类型为光能异养型（√）14.渗透酶属于诱导酶，其他酶属于结构酶（×）渗透酶是载体蛋白15.一切厌氧微生物都含有超氧化物歧化酶（×）耐氧厌氧微生物含超氧化物歧化酶，一切厌氧微生物都不具有过氧化氢酶16.分子氧对专性厌氧微生物的抑制和杀死作用是因为这些微生物缺乏过氧化氢酶（√）17.主动运输需要载体和能量，促进扩散不需要载体和能量（×）促进扩散要载体不要能量18.大多数微生物可以合成自身所需的生长因子，不必从外界摄取（√）19.核糖体的功能是合成蛋白质（√）20.明胶是最常用的凝固剂（×）琼脂最常用的凝固剂21.浓乳糖蛋白胨培养基是合成培养基（×）是天然培养基22.豆芽汁培养基是合成培养基（×）是天然培养基23.分批培养时，细菌首先经历一个适应期，此时细胞处于代谢活动低潮，细胞数目不增加（√）24.恒化培养与恒浊培养的区别是前者菌体始终处于对数期（×）区别前者保持细菌浓度不变，后者保持营养成分浓度不变25.乳糖操纵子是由结构基因、操纵基因、调节基因组成（√）26.操纵子的结构基因通过转录、翻译控制蛋白质的合成，操纵基因和调节基因通过转录、翻译控制结构基因的表达（√）27.细菌所有遗传信息都储存在细菌染色体上（×）细菌为原核微生物，无染色体，基因还可以存在质粒上28.遗传型相同的个体在不同环境下会有不同的表现型（√）29.低剂量的紫外线照射，对微生物没有影响，但超过某一阈值的紫外线照射，则会导致微生物基因突变（×）低剂量紫外线照射导致基因突变30.导致牛得疯牛病的朊病毒的遗传物质是DNA（×）是蛋白质31.HgCl2的杀菌机理是与微生物酶的-SH基结合，使酶失去活性，或与菌体蛋白质结合，使之变性或沉淀（√）32.反消化作用是在好氧条件下进行的（×）在厌氧条件下进行33.好氧活性污泥法处理废水过程中，去除的有机污染物全部转化为二氧化碳和水（×）大部分转化为微生物自身组成34.活性污泥法处理废水，易产生污泥膨胀问题（√）35.用霉菌、酵母菌处理有机废水时，有时会出现活性污泥丝状膨胀，这时可以通过修改工艺来解决（√）36.对厌氧消化-甲烷发酵，污水pH一般保持在6.5-7.5之间（√）37.自然界中产甲烷菌有很多种，有些是好氧的，有些是厌氧的，有些是兼性厌氧的（×）甲烷菌都是厌氧的38.导致水体富营养化的生物主要是硅藻（×）是蓝藻39.水体中有机物浓度越高，微生物代谢作用消耗的溶解氧越多（√）40.任何土质中微生物种类都按细菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类的顺序由多到少排列（×）任何土质中微生物种类都按细菌、放线菌、真菌、原生动物、藻类的顺序由多到少排列填空题1.微生物和其他类型微生物相比具有个体极小、分布广种类多、繁殖快、易变异特点。

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。

1、酱油的酿造是利用（）降解蛋白质。

（2.0）A、毛霉B、曲霉C、芽孢杆菌D、酵母菌正确答案： B2、对于厌氧菌正常生长影响关系最大的物理化学条件是（）。

（2.0）A、 pH值B、渗透压C、氧化还原电势D、水分活度正确答案： C3、（）不是基因重组方式。

（2.0）A、转化B、转导C、接合D、诱变正确答案： D4、对低温保藏菌种来说，（）保藏时间最长。

（2.0）A、0℃B、 -20℃C、 -70℃D、-196℃正确答案： D5、微生物五大共性的基础是（）。

（2.0）A、体积小，比表面积大B、吸收多，转化快C、生长旺，繁殖快D、适应性强，易变异E、种类多，分布广正确答案： A6、微生物产生的蛋白酶主要是（）。

（2.0）A、胞外酶B、胞内酶C、连接酶D、异构酶正确答案： A7、革兰氏阴性菌细胞壁中缺少的化学成分是（）。

（2.0）A、肽聚糖B、磷壁酸C、类脂质D、蛋白质正确答案： B8、抗干燥能力较强的微生物是（）。

（2.0）A、酵母菌B、霉菌菌丝C、乳酸菌D、霉菌孢子正确答案： D9、下列属于真菌毒素的是（）。

（2.0）A、黄曲霉毒素B、志贺氏菌毒素C、葡萄球菌肠毒素D、肉毒毒素正确答案： A10、显微镜观察效果除了放大倍数外，还取决于（）两个重要的因素。

（2.0）A、分辨率与反差B、分辨率与光源C、光源与反差D、入射光角度与分辨率正确答案： A11、某株大肠杆菌与野生型菌株相比，不能合成赖氨酸，则此菌株称之为（）。

（2.0）A、营养缺陷型B、抗性突变株C、原养型D、营养敏感型正确答案： A12、微生物之间的寄生关系具有（）。

（2.0）A、随意性B、可代替性C、高度专一性D、适应性正确答案： C13、产生多不饱和脂肪酸的微生物主要是（）。

（2.0）A、霉菌B、细菌C、酵母菌D、 A和B正确答案： D14、病毒以（）方式进行增殖。

（2.0）A、二分裂法B、复制方式C、出芽D、形成孢子正确答案： B15、酵母的繁殖以（）方式为主。

第4章微生物的营养和培养基填空题1.微生物生长繁殖所需六大营养要素是、、、、和。

碳源氮源无机盐生长因子水能源2．根据，微生物可分为自养型和异养型。

碳源3．根据，微生物可分为光能营养型和化能营养型。

能源4. 根据，微生物可分为无机营养型和有机营养型。

氢供体5. 根据碳源、能源和氢供体性质的不同，微生物的营养类型可分为、、和。

光能无机自养光能有机异养化能无机自养化能有机异养6．设计、配制培养基所要遵循的原则包括、、和。

目的明确营养协同理化适宜经济节约7．按所含成分划分，培养基可分为、、和。

天然培养基组合培养基半组合培养基8．按物理状态划分，培养基可分为、、和。

固体半固体液体脱水培养基9．按用途划分，培养基可分为、、和等4种类型。

基础加富鉴别选择10．营养物质进入细胞的方式有、、和。

单纯扩散促进扩散主动运输基团移位11. 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分子结构.基团移位12. 在营养物质运输中, 能逆浓度梯度方向进行营养物运输的运输方式是__________,__________。

主动运输、基团移位13. 在营养物质运输中顺浓度梯度方向运输营养物质进入微生物细胞的运输方式是__________ 和__________。

单纯扩散、促进扩散14. 在营养物质运输中既消耗能量又需要载体的运输方式是__________,__________。

主动运输、基团移位15、化能自养型和化能异养型微生物,生长所需的能量前者来自于_______的氧化放能,而后者则来自于_______的氧化放能；生长所需的碳源前者以_______为主,后者则以______为主要来源。

无机物有机物CO2 有机物16、光能自养型和光能异养型微生物的共同点是都能利用__________; 不同点在于前者能以__________ 作唯一碳源或主要碳源, 而后者则以__________ 作主要碳源, 前者以__________ 作供氢体而后者则以__________ 作供氢体。