微生物營養(yǎng)和培養(yǎng)基

微生物營養(yǎng)和培養(yǎng)基第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)微生物的營養(yǎng)吸收方式第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四微生物們是怎樣吃東西的？第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四所需的營養(yǎng)物質不斷進入細胞內產生的代謝產物及時分泌到細胞外物質運輸?shù)膬蓚€過程：微生物第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四一、物質運輸?shù)恼系K第一層，莢膜與粘液層第二層，細胞壁第三層，細胞膜第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四1.莢膜與粘液層莢膜和粘液層是由一層結構疏松的多糖物質組成，對大多數(shù)物質進入細胞影響不大。第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四2.細胞壁肽聚糖組成的網狀結構，只允許一定相對分子質量以下的小分子物質進入，大分子物質就不能通過肽聚糖的網眼孔。第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四3.細胞膜

細胞膜具有選擇性滲透作用，即細胞膜具有允許一種物質比另一種物質更容易通過的特性。第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四細胞膜的選擇性滲透作用營養(yǎng)物質進入代謝產物排出無害物質的進入有用物質的漏出保證防止細胞膜對物質運輸影響最大，它能保證細胞與外界進行合理的物質交換。第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四二、物質運輸方式

除了原生動物外，其他各大類有細胞的微生物都是通過細胞膜的滲透和選擇吸收作用,從外界吸取營養(yǎng)物的。第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四單純擴散促進擴散主動運送基團移位細胞膜運送營養(yǎng)物質的4種方式第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四1.單純擴散

單純擴散（simplediffusion）又稱簡單擴散、被動運送（passivetransport），指疏水性雙分子層細胞膜（包括孔蛋白在內）在無載體蛋白的參與下，單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親脂性分子被動通過的一種物質運送方式。（1）定義第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四（2）單純擴散特點②不消耗能量，動力來自參與擴散的物質在膜內外的濃度差，從高濃度向低濃度運送；①擴散是非特異性的，不需載體蛋白協(xié)助；③擴散過程中，物質不與膜上各類分子發(fā)生反應，自身分子結構也不發(fā)生變化。第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四物質跨膜擴散的能力和速率與該物質的性質有關！相對分子質量小脂溶性極性小易通過擴散進出細胞第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四氣體分子（O2、CO2）脂肪酸乙醇甘油苯某些氨基酸分子單純擴散運輸?shù)奈镔|第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四2.促進擴散

促進擴散（facilitateddiffusion）指溶質在運送過程中，必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白（carrierprotein）的協(xié)助，但不消耗能量的一類擴散性運送方式。（1）定義第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四

載體蛋白有時稱作透性酶（permease）、移位酶

（translocase）或移位蛋白（translocatorprotein），一般通過誘導產生，它借助自身構象的變化，在不耗能的條件下可加速把膜外高濃度的溶質擴散到膜內，直至膜內外該溶質濃度相等為止。每種載體只運輸相應的物質，具有較高的專一性。載體蛋白（carrierprotein）第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四（2）促進擴散特點③不消耗能量，動力來自參與擴散的物質在膜內外的濃度差，從高濃度向低濃度運送。①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；②載體蛋白對被運送的物質具有高度專一性；第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）各種糖、氨基酸和維生素促進擴散吸收E.coli甘油促進擴散吸收第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四自由擴散和協(xié)助擴散速度的比較第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四3.主動運送

主動運送（activetransport）指一類須提供能量（包括ATP、質子動勢或“離子泵”等）并通過細胞膜上特異性載體蛋白構象的變化，而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質運入膜內的一種運送方式。屬于逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式。（1）定義第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四②消耗能量，逆濃度梯度運送物質；①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；（2）主動運送特點③

溶質在運送前后不發(fā)生分子結構的變化。第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四“選擇”能力—載體蛋白“濃縮”能力—逆濃度梯度第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四作用步驟:1.ATP酶(E)在細胞內側與3個Na+結合,同時消耗能量;2.磷酸化ATP酶(E+)構象變化將Na+排除胞外,并與2個K+

結合;3.K+激發(fā)E+脫磷酸化恢復為E,同時將K+運入細胞.第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四主動運送可以運輸某些無機和有機離子以及糖類等。主動運送是逆濃度梯度運送營養(yǎng)物的方式，對許多生存在低濃度營養(yǎng)環(huán)境中的貧養(yǎng)菌（oligophyte，或稱寡養(yǎng)菌）的生存極為重要。第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四4.基團移位

基團移位（grouptranslocation）指既需特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質運送方式，其特點是溶質在運送前后還會發(fā)生分子結構的變化。（1）定義第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四②消耗能量，逆濃度梯度運送物質；①需要細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助；③

溶質在運送前后發(fā)生分子結構的變化。（2）基團移位特點第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四基團移位運送的物質各種糖類核苷酸丁酸腺嘌呤等葡萄糖果糖甘露糖N-乙酰葡糖胺等第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四

在E.coli

中研究得較為清楚，主要靠磷酸轉移酶系統(tǒng)（phosphotrasferasesystem）即磷酸烯醇式丙酮酸－己糖磷酸轉移酶系統(tǒng)進行。基團移位的運送機制第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四

此系統(tǒng)由24種蛋白組成，運送某一具體糖，至少有4種蛋白參與，其特點是每輸入一個葡萄糖分子，就要消耗一個ATP的能量。磷酸轉移酶系統(tǒng)（phosphotrasferasesystem）第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四具體運送分兩步進行：（1）熱穩(wěn)載體蛋白的激活細胞內高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團通過酶Ⅰ的作用激活HPr：PEP+HPrPyr（丙酮酸）+P～HPr

酶Ⅰ第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四HPr（heat-stablecarrierprotein，HPr）是一種低相對分子質量的可溶性蛋白，結合在細胞膜上，起著高能磷酸載體的作用。

酶Ⅰ是一種可溶性細胞質蛋白。HPr和酶Ⅰ在磷酸轉移酶系統(tǒng)中，均無底物特異性。第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四（2）糖經磷酸化而運入細胞膜內

膜外環(huán)境中的糖先與細胞膜外表面上的底物特異膜蛋白——酶Ⅱc結合，接著糖分子被由P～HPr→酶Ⅱa→酶Ⅱb逐級傳遞來的磷酸基團激活，最后通過酶Ⅱc再把這一磷酸糖釋放到細胞質中。第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四糖分子

＋

酶Ⅱc結合P～HPr酶Ⅱa酶Ⅱb磷酸基團磷酸基團磷酸糖酶Ⅱc細胞質中逐級傳遞磷酸基團激活釋放第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四酶Ⅱ酶Ⅱa酶Ⅱb酶Ⅱc細胞質蛋白，無底物特異性均為膜蛋白，具有底物特異性，可通過誘導產生第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四例如：

E.coli、

金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、

枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）

和巴氏梭菌（Clostridiumpasteurianum）中，葡萄糖是通過基團移位方式自外環(huán)境運送入細胞內的。第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四簡單擴散協(xié)助擴散主動運輸基團移位需要載體需要能量發(fā)生化學變化四種運輸方式的本質區(qū)別第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四請預習下一節(jié)：培養(yǎng)基第39頁，共43頁，2023年，2月20日，星期四單純擴