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第三节营养物质进入细胞的方式 环境中的营养物质只有吸收到细胞内,才能被微生物逐步利用。微生物在生 长中不断产生多种代谢产物,必须及时排到胞外,以避免在细胞内积累产生毒害 作用,微生物才能正常生长。 它们没有专门的摄食和排泄器官,营养物质主要是通过细胞的渗透屏障进入 细胞内部。渗透屏障主要由细胞膜、细胞壁、荚膜及粘液层组成。荚膜与粘液层 结构疏松,对营养物质吸收的影响较小。细胞壁对营养物质的吸收有一定影响 能阻挡分子过大的物质进入。 营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素: ①营养物质本身的性质(相对分子量、质量、溶解性、电负性等)②微生物 所处的环境(温度、PH等):③微生物细胞的透过屏障(原生质膜、细胞壁、英 膜等)。 和其他因素相比,细胞膜是控制营养物质进入和代谢产物排出的主要屏障。 微生物一般直接吸收水溶性和脂溶性的小分子物质。大分子的营养物质,如多糖 蛋白质、核酸、脂肪等,必须经相应的胞外酶水解成小分子物质,才能被微生物 细胞吸收。 目前,根据对细胞膜结构及物质运输的研究结果,一般认为营养物质通过质 膜的方式有4种:单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转移。 一、单纯扩散(Simple Diffusion) 单纯扩散也称被动扩散,它是由于细胞质膜内外营养物质的浓度差而产生的 物理扩散作用。由于进入细胞的营养物质不断被消耗,使细胞内始终保持较低的 浓度,所以胞外的营养物质能够源源不断地通过这种方式进入细胞内部。扩散是 非特异性的。扩散速度取决于营养物的浓度差、分子大小、溶解性、极性、p、 离子强度和温度等因素。营养物的扩散将使细胞内外的浓度差不断减小,直至两 者相等并达到动态平衡。 单纯扩散不需膜上载体蛋白参与,也不消耗能量,因此它不能逆浓度梯度运 输养料,而运输速度慢,运输的养料种类也十分有限。所以这种不太高明的方 式细胞自然不会选择他成为主要的运输方式。能以单纯扩敢方式进入细胞的物质 主要有水、溶于水的气和小的极性分子(如尿素、甘油、乙醇等)。大肠杆菌吸收
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