知識點3營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式

1、第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式,一、簡單擴散二、促進擴散三、主動運輸四、基團轉(zhuǎn)位,微生物沒有專門的攝食器官，各種營養(yǎng)物質(zhì)通過細胞膜的滲透和選擇性吸收進入細胞。營養(yǎng)物質(zhì)從環(huán)境進入細胞的方式可分為四種類型，簡單擴散、促進擴散、主動運輸、基團轉(zhuǎn)位,在營養(yǎng)物質(zhì)運送方面，細胞壁僅簡單地排阻分子量過大(>600Da)的溶質(zhì)進入, 而具有磷脂雙分子層和嵌合蛋白分子的細胞膜則是控制營養(yǎng)物質(zhì)進入和排除的主要屏障。,1.簡單擴散,特點：擴散

2、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)擴散；在擴散過程中營養(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；擴散是一個不需要代謝能的運輸方式：因此，物質(zhì)不能進行逆濃度運輸?？蛇\送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及

3、分子量小，脂溶性、極性小的營養(yǎng)物質(zhì)。,無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴散方式輸送營養(yǎng)物質(zhì)。輸送動力：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,,2.促進擴散,特點：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，故不能進行逆濃度運輸運輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定需要細胞膜上的載體蛋白（透過酶）參與物質(zhì)

4、運輸被運輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過高時, 與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng) 促進擴散的運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。,在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴散性運輸方式。輸送動力：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，真核微生物對糖的吸收。輸送機制：被輸送的物質(zhì)與相應(yīng)的載體之間存在一

5、種親和力。,促進擴散示意圖,胞外細胞膜　胞內(nèi),3.主動運輸,特點：需要消耗代謝能可以進行逆濃度運輸?shù)倪\輸方式需要載體蛋白參與對被運輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性被運輸?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運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)運輸方式,在消耗能量的同時，

6、實現(xiàn)溶質(zhì)在細胞內(nèi)的濃縮，而沒有任何化學(xué)變化發(fā)生的輸送機制。輸送動力：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。輸送機制：代謝能量改變底物與載體之間的結(jié)合力。,4.基團轉(zhuǎn)位,基因轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動運輸，與普通的主動運輸相比，其特點：具有一個復(fù)雜的運輸酶系統(tǒng)來完成物質(zhì)運輸營養(yǎng)物質(zhì)在運輸?shù)倪^程中發(fā)生了化學(xué)結(jié)構(gòu)變化（糖在運輸?shù)倪^程中發(fā)生了磷酸化） 主要存在于厭氧和兼性

7、厭氧型細菌中，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輸 。,運送機制: 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).運送步驟:①熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活 細胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團把HPr激活。 酶1 PEP+HPr 丙酮酸+P-HPr HPr是一種低分子量的可溶性蛋白，結(jié)合在細胞膜上，具

8、有高能磷酸載體的作用。,,②糖被磷酸化后運入膜內(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)運到內(nèi)膜表面。這時，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通過酶2的作用將糖-磷酸釋放到細胞內(nèi)。 酶2 P-HPr+糖 糖-P +HPr 酶2是一種結(jié)合于細胞膜上的蛋白，它對底物具有特異性選擇作用，因此細胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶2。,,被輸送的基質(zhì)分

9、子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價的改變， 以被修飾的形式進入細胞質(zhì)的輸送機制輸送動力：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)：在細胞膜內(nèi)被磷酸化輸送機制： 例：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS） 酶Ⅰ：非特異性，存在于細胞質(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，存在于細胞質(zhì)中