细菌的营养——营养物质的吸收

营养物质的吸收

细菌是单细胞生物，没有摄取营养物质的器官，通常通过细胞膜的扩散、吸附、化合等作用来进行营养物质的吸收。下列各因索与营养物质的吸收有重要关系：

1 ．细胞膜的通透性

包围菌体的膜有两层，外层称为细胞壁，内层称为细胞膜或胞浆膜。

细胞壁的主要功能是维待细菌的外形。另方面，菌体内渗透压很高（5 -25 个大气压），由于细胞壁的保护作用，使细胞膜不易受渗透压的破坏能在比菌体内渗透压低的一般培养基中生长。细胞壁上有很多细微的小孔，具有相对成通透性，直径1nm 。大小的可溶性分子可自由通过。

细胞膜位于细胞壁与细胞浆之间，是一个独立的膜，可与细胞浆分开厚约5 ～10nm。其总干重约为菌体的10%。细胞膜含有约75%的蛋白质、20～30%的脂类（磷脂）和2%的碳水化合物，还有一些酶类和载体。

细胞膜的通透性是有选择性的。这种通透性和原浆表层的性质。如化学组成，电荷，膜孔为大小等有关。细菌体的通透性一般较其他生物为高，听以细菌与外界环境间物质的交流很便利。由于细菌种类和菌龄的不同，通透性也随之有所差异，一般幼龄菌细胞膜的通透性较大。当细菌受损伤或死亡时．细胞膜的通透性增加，菌体内容物可逸出体外。

2 .细胞内外营养物质的浓度和营养物质在细胞内的转化

一般说来，当细胞外物质的浓度高于细胞内的浓度时，物质由外面经细胞膜渗透入细胞内。但菌体内对某些营养物质，如葡萄糖和钾的浓缩力很强，胞内的浓度可超过胞外。这是由于透入细胞的营养物质和细胞内或细胞膜的物质结合，如葡萄糖和磷酸、钾和蛋白质的结合，因而改交其原来的性质，或者在细胞内合成种种复杂的有机化合物，如蛋白质、多糖、脂类等。由于这些转化作用，细胞内这些营养物质的浓度降低了。细胞外的营养物质又可透入细胞内。

各种细菌吸收氨基酸的情况是不同的。革兰氏阳性菌可以浓缩氨基酸于细袍内，对某些氨基酸如谷氨酸的浓缩需要能量，而对另外一些氨基酸如赖氨酸则可直按透入细胞内。大肠杆菌也可以浓缩缬氨酸和其他氨基酸于细胞内。这种浓缩作用很快并需要能源如柠檬酸盐或葡萄糖。构造相似的氨基酸可以互相干扰它们彼此的吸收，如透膜酶（Permease）。这个酶有促进氨基酸透过细胞膜的作用。

3 ．营养物质的溶解性

细胞膜是由糖类、脂类和蛋白质分子镶嵌排列而成。能溶于水的营养物质由极性基（亲水）部分透入细胞内，能溶于脂类自物质则由肪类部分进入细胞。所以，只有能溶于水或脂类的物质才能透入细胞内。不能溶解于水或脂的物质，由细菌的胞外酶先水解为可溶性物质，再透入细胞内。

4.不同营养物质的化学通透特性

碳氢化合物和其他不能电离的化合物，可以很快地进入菌体细胞内。在这些化台物中导入氨基、醇基或羟基等（都是极性基）时，则通透性降低。上述化学基的数目越多，通透性越小。例如乙醇只有一个醇基，较易透入细胞内；甘油有三个醇基、就较难透过。因为离子或极基能吸引水分而形成水层，因此容积增大。不利于透过。电荷愈强的离子愈难进入细胞。例如一价的钠和钾离子，进入细胞内的速度较二价的钙和铁离子为快，而二价的离于又较三价的铁离子为快。

同理，一价的阴离子如氯化物或碘化物进入细胞内、较二价的硫酸盐或酒石酸盐为快。相同原子价的离子进入细胞内的速度也不尽相同，例如铵、钾、钠、锂中以铁离子透入最快，钾和钠次之，锂最慢。这种现象可以用离子吸水后容积不同义解释。各种离子的吸水能力不同，钾的原子核被多层电子包围，因此电荷量较锂为少，所以吸引的水分较少、容积也较小，锂离子能吸引较多的水分，容积较大，因而透入的速度较慢。

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