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1、第二节 微生物的营养类型,营养类型：根据微生物生长所需要的主要营养要素即能源和碳源的不同而划分的微生物类型,局限性：极易忽略事物从量变到质变发展过程中存在的许多中间类型，过度类型和兼性类型，例如：贝日阿托氏菌可利用无机硫作能源的化能自养型和利用有机物的化能异养型,*NH4+、NO2-、S、H2S、Fe2+等,光能无机营养型（光能自养型）,以蓝细菌和藻类为代表：利用光作为能源，以CO2为唯一碳源或主要碳源，以还原态无机物（如水、硫化氢、硫代硫酸钠等）作为供氢体或电子供体，使CO2还原成细胞物质。,CHOH+CO2,H3C,H3C,2,光能,光合色素,2 CH3C0CH3+CH2O+H2O,光能有
2、机营养型（光能异养型）,这类微生物不以CO2作为唯一碳源或主要碳源，需以简单有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞物质。以紫色非硫菌为例：,这类微生物利用无机物氧化过程中释放出的化学能作为它们生长所需的能量。,以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作为电子供体使CO2还原成细胞物质。,化能无机营养型（化能自养型）,代表细菌：硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌等。例如氢细菌,化能有机营养型（化能异养型）,这类微生物生长所需的能量来自有机物氧化过程中放出的化学能。生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。化能有
3、机营养型微生物的有机物通常既是它们生长的碳源物质又是能源物质。目前在已知的微生物中大多数属于化能有机营养型：绝大多数的细菌、全部真菌以及原生动物。,微生物营养类型存在交叉现象：,如微生物在不同生长条件下生长时，其营养类型也会发生改变；紫色非硫细菌没有有机物时，同化CO2，为自养型微生物；有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物；光照和无氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物；黑暗与有氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物,第三节 营养物质进入细胞的方式,单纯扩散,定义：又称被动运送，指疏水性双分子层细胞膜在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子，非
4、电离分子尤其是亲水分子被动通过的一种物质运送方式。特性：扩散物质：为O2、CO2、水、水溶性小分子(乙醇、甘油)、某些离子(Na+)和某些氨基酸分子 无特异性或选择性，且无逆浓度梯度的“浓缩”能力，扩散速度很慢，是物质进入细胞的最简单方式，对营养物的运送缺乏选择能力，不是细胞获取营养的主要方式。,单纯扩散模式图,细胞膜外,细胞膜内,细胞膜上,特点 载体蛋白，又叫渗透酶，移位酶或移位蛋白，运送过程中载体蛋白构象变化，运输前后不变,二、促进扩散,概念溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式。,扩散物质：酿酒酵母对各类糖类、氨基酸和维生素等的吸收
5、，以及部分细菌对甘油的吸收。促进扩散是可逆的，可以把细胞内浓度较高的某些营养物运至细胞外。一般的，促进扩散在真核细胞中比原核细胞中更普遍。,特点需借助于载体蛋白，有载体蛋白构象变化。扩散物质：无机离子、有机离子如氨基酸和有机酸、一些糖类(乳糖，葡萄糖，麦芽糖，半乳糖等)可逆浓度梯度运送营养物质，对生存在低浓度营养环境中的贫养菌生存极为重要。,主动运送,概念指一类须提供能量(包括ATP，质子动势或“离子泵”等)并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式,主动运送模式图,离子泵（Na+-K+-ATP酶系统）,Na+-K+-ATPase：是存在于原生质膜
6、上的一种重要离子通道蛋白，该酶由大小两个亚基组成（MW:12万,5.5万）功能：利用ATP能量将Na+由细胞内“泵”出胞外,并将K+“泵”入胞内。,E,E+,关键步骤：ATP酶的磷酸化与脱磷酸化,耗能,产能,具体步骤:1.ATP酶(E)在细胞内侧与3个Na+结合,同时消耗能量;2.磷酸化ATP酶(E+)构象变化将Na+排除胞外,并与2个K+结合;3.K+激发E+脱磷酸化恢复为E,同时将K+运入细胞.,基团移位,概念 一类既需要特异性载体蛋白的参与，有需要耗能的一种物质运送方式，特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化。特点具磷酸转移酶系统，由24种蛋白组成，运送某一具体的糖至少需要四种蛋白参
7、与，每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP能量。,有特异性或选择性，不是物质运输的主要方式扩散物质：各种糖类(葡萄糖、果糖、甘露糖和N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、碱基、脂肪酸等,1、热稳载体蛋白（HPr)的激活 细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)的磷酸基团通过酶1的作用而把HPr激活：PEP+HPr 酶1 Pyr(丙酮酸）+P-HPr2、糖经磷酸化进入细胞膜：膜外环境中的糖先与外膜表面的酶c结合，接着糖分子被由P-HPr a酶b酶逐级传递来的磷酸基团激活，最后通过酶c再把这一磷酸糖释放到细胞质中。酶 P-HPr+糖 糖-P+HPr 酶 共有酶c、酶a和酶b3种。其中酶a为细胞质蛋白，无底物特异性，而酶b和c均为膜蛋白，它对底物具有特异性选择作用，可通过诱导产生，种类很多。酶1无底物特异性,以大肠杆菌为例，具体运送步骤：,低相对分子质量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，起高能磷酸载体的作用。,基团移位模式图,
