知識(shí)點(diǎn)3-營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式課件

第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、簡(jiǎn)單擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散三、主動(dòng)運(yùn)輸四、基團(tuán)轉(zhuǎn)位第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、簡(jiǎn)單擴(kuò)散微生物沒有專門的攝食器官，各種營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜的滲透和選擇性吸收進(jìn)入細(xì)胞。營養(yǎng)物質(zhì)從環(huán)境進(jìn)入細(xì)胞的方式可分為四種類型，簡(jiǎn)單擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基團(tuán)轉(zhuǎn)位在營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送方面，細(xì)胞壁僅簡(jiǎn)單地排阻分子量過大(>600Da)的溶質(zhì)進(jìn)入,而具有磷脂雙分子層和嵌合蛋白分子的細(xì)胞膜則是控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入和排除的主要屏障。微生物沒有專門的攝食器官，各種營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜的滲1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散特點(diǎn)：擴(kuò)散是非特異性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)擴(kuò)散；在擴(kuò)散過程中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細(xì)胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同不需要載體參與；擴(kuò)散是一個(gè)不需要代謝能的運(yùn)輸方式：因此，物質(zhì)不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。可運(yùn)送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量小，脂溶性、極性小的營養(yǎng)物質(zhì)。1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散特點(diǎn)：無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴(kuò)散方式輸送營養(yǎng)物質(zhì)。輸送動(dòng)力：濃度梯度輸送方向：順濃度梯度輸送物質(zhì)：水、氣體、脂溶性物質(zhì)、極性小的分子輸送機(jī)制：通過親水小孔或脂雙分子層。影響因素：分子的大小、溶解性、極性和環(huán)境的溫度等無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴(kuò)散方式輸送營養(yǎng)物質(zhì)。2.促進(jìn)擴(kuò)散特點(diǎn)：營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化不消耗能量，故不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定需要細(xì)胞膜上的載體蛋白（透過酶）參與物質(zhì)運(yùn)輸被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)

促進(jìn)擴(kuò)散的運(yùn)輸方式多見于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌是通過這種方式完成的。2.促進(jìn)擴(kuò)散特點(diǎn)：在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴(kuò)散性運(yùn)輸方式。輸送動(dòng)力：濃度梯度輸送方向：順濃度梯度載體蛋白：需要，具有特異性輸送物質(zhì)：極性大的分子，真核微生物對(duì)糖的吸收。輸送機(jī)制：被輸送的物質(zhì)與相應(yīng)的載體之間存在一種親和力。在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴(kuò)散性運(yùn)輸方式。促進(jìn)擴(kuò)散示意圖

胞外細(xì)胞膜

胞內(nèi)促進(jìn)擴(kuò)散示意圖胞外3.主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)：需要消耗代謝能可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式需要載體蛋白參與對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化

不同的微生物在主動(dòng)運(yùn)輸過程中所需的能量的來源不同，好氧微生物中直接來自呼吸能，厭氧微生物主要來自化學(xué)能，光合微生物中則主要來自光能。

這是廣泛存在于微生物中的主要物質(zhì)運(yùn)輸方式3.主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)：在消耗能量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的濃縮，而沒有任何化學(xué)變化發(fā)生的輸送機(jī)制。輸送動(dòng)力：代謝能量輸送方向：逆濃度梯度載體蛋白：需要，具有特異性輸送物質(zhì)：氨基酸、某些糖、Na、K等。輸送機(jī)制：代謝能量改變底物與載體之間的結(jié)合力。在消耗能量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的濃縮，而沒有任何化學(xué)變化4.基團(tuán)轉(zhuǎn)位基因轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，與普通的主動(dòng)運(yùn)輸相比，其特點(diǎn)：具有一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸酶系統(tǒng)來完成物質(zhì)運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了化學(xué)結(jié)構(gòu)變化（糖在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了磷酸化）主要存在于厭氧和兼性厭氧型細(xì)菌中，也主要是用于單（或雙）糖與糖的衍生物，以及核苷與脂肪散的運(yùn)輸。4.基團(tuán)轉(zhuǎn)位基因轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，與普通的主運(yùn)送機(jī)制:

是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng),即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng).運(yùn)送步驟:①熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團(tuán)把HPr激活。

酶1

PEP+HPr丙酮酸+P-HPrHPr是一種低分子量的可溶性蛋白，結(jié)合在細(xì)胞膜上，具有高能磷酸載體的作用。運(yùn)送機(jī)制:②糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)

膜外環(huán)境中的糖先與外膜表面的酶2結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜表面。這時(shí)，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通過酶2的作用將糖-磷酸釋放到細(xì)胞內(nèi)。

酶2

P-HPr+糖糖-P+HPr酶2是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對(duì)底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶2。②糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)被輸送的基質(zhì)分子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價(jià)的改變，以被修飾的形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的輸送機(jī)制輸送動(dòng)力：代謝能量,PEP上的高能磷酸鍵輸送方向：逆濃度梯度載體蛋白：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)被輸送物質(zhì)在輸送前后的存在狀態(tài)：在細(xì)胞膜內(nèi)被磷酸化輸送機(jī)制：例：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）酶Ⅰ：非特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中酶Ⅱb.c：特異性(誘導(dǎo)型)，存在于膜上,可誘導(dǎo)產(chǎn)生。酶Ⅱa：非特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中

HPr(組氨酸蛋白質(zhì)/熱穩(wěn)定蛋白質(zhì))：非特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中被輸送的基質(zhì)分子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價(jià)的改變，以被修飾的形式進(jìn)入四種運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白運(yùn)輸速度物質(zhì)運(yùn)輸方向胞內(nèi)外濃度運(yùn)輸分子能量消耗運(yùn)輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無慢由濃至稀相等無特異性不需要不變有快由濃至稀