【正文】 249。,膜片鉗(patch clamp，PC)技術(shù)的應(yīng)用,極大地推動了對離子通道的研究。 離子通道開閉的機(jī)制有兩類:一類可對跨膜電勢梯度發(fā)生反應(yīng),另一類則對外界刺激(如光照、激素等)發(fā)生反應(yīng).離子通道的構(gòu)像會隨環(huán)境條件的改變而發(fā)生變化,處于某些構(gòu)像時,它的中間(zhōngjiān)會形成孔,允許溶質(zhì)通過。 參比電極安放在細(xì)胞外。細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的電化學(xué)勢差為： △μ=μoμi= RTlnao/ai + ZF(EoEi) (31) RTlnao/ai為化學(xué)勢梯度項。,化學(xué)勢（μ）與分子穿透性膜運輸之間的關(guān)系 隔室A和B之間分子種類的運動取決于每個隔室中溶質(zhì)j的化學(xué)勢的相對大小，在這里用方框的大小來表示。w249。o)能量，且稱為主動運輸。f224。ng)值就代表液泡和細(xì)胞外部之間的電勢差。 K+順其電化學(xué)勢梯度(tī d249。,膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用已測到原生質(zhì)膜中有K+、Cl－、Ｃa2+等離子的通道，也可能存在著供有機(jī)離子通過(tōnggu242。,圖 36 協(xié)助擴(kuò)散簡化模型 通過載體進(jìn)行被動(b232。ng)吸收(active absorption),(一)ATP酶 (ATPase)－ 催化ATP水解生成ADP與Pi的酶，是參與能量代謝的關(guān)鍵酶。 H+、K+、Na+ 或Ca2+ 以上述方式轉(zhuǎn)運,ATP酶逆電化學(xué)勢梯度運送陽離子到膜外去的假設(shè)步驟 （A）通過ATP進(jìn)行磷酸化； （B）磷酸化作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，使得陽離子暴露在細(xì)胞(x236。oji233。所以單向傳遞體可分為主動、被動兩種。所以單向傳遞體可分為主動、被動兩種。,植物細(xì)胞吸收(xīshōu)礦質(zhì)元素的方式,第二十六頁，共五十一頁。 生理酸性鹽和生理堿性鹽是由于植物的選擇吸收而引起外界溶液逐漸變酸或變堿。,若在單鹽溶液中加入少量其它鹽類,這種毒害現(xiàn)象就會消除。)吸收礦質(zhì)元素的區(qū)域,積累量,輸出量,圖312大麥根尖不同區(qū)域３２P的積累和運出,第三十一頁，共五十一頁。,第三十三頁，共五十一頁。 離子進(jìn)入導(dǎo)管后,主要靠水的集流而運到地上器官,其動力為蒸騰拉力和根壓。,(二) 通氣(tōng q236。,濃度過高,會引起水分的反滲透,導(dǎo)致“燒苗”。故在酸性紅壤土中,常缺乏上述元素。 角質(zhì)層外連絲表皮細(xì)胞的質(zhì)膜－－葉肉細(xì)胞－其他部位,主動或被動(b232。,2.影響因素 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入葉片的量與葉片的內(nèi)外因素有關(guān) 1)葉結(jié)構(gòu) 嫩葉比老葉的吸收速率和吸收量要大,這是由于二者的表層結(jié)構(gòu)差異和生理活性不同的緣故。 常用于葉面噴施的肥料有尿素、磷酸二氫鉀及微量元素 注意：根外施肥不能代替根部施肥，只能作根肥的補充。,圖317 放射性42K向上運輸(y249。,氮、磷可多次參與重復(fù)利用。jī)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)做出開或關(guān)的反應(yīng)。,內(nèi)容(n232。 已參加到生命活動中去的礦質(zhì)元素,經(jīng)過一個時期后也可分解并運到其它部位去,被重復(fù)利用。ngsh224。一株20 年生的果樹施尿素如需2.5kg,葉面噴施只需0.1 ～ 0.2kg就足夠 2)肥效快 葉面噴施比根施見效快，KCl噴后30分鐘K＋進(jìn)入細(xì)胞；尿素噴后24小時內(nèi)吸收(xīshōu)50% ～ 75%，肥效可至7 ～10天。,角質(zhì)層,外連絲 (ectodesmata),表皮(biǎop237。)葉片的氣孔（主要）、葉面角質(zhì)層或莖表面的皮孔進(jìn)入植物體內(nèi)。)陽離子吸收,有利(yǒul236。),據(jù)試驗,當(dāng)土壤溶液濃度很低時,根系吸收礦質(zhì)元素的速度,隨著濃度的增加而增加,但達(dá)到某一濃度時,再增加離子濃度,根系對離子的吸收速度不再增加。 ④高溫(40℃以上)使酶鈍化,從而影響根部代謝。nh242。 自由空間的大小無法直接測定,只能由實驗值間接估算。n s249。B.NaCl+CaCl２。)從溶液中有選擇地吸收離子后使溶液酸度降低的鹽類。(B)經(jīng)反向傳遞體，能量通過(tōnggu242。 H+經(jīng)過反向(fǎn xi224。,第二十頁，共五十一頁。 Ca２+是另一種通過ATP酶轉(zhuǎn)運的離子。 當(dāng)未與Pi結(jié)合時,M+的結(jié)合部位對M+有高親合性,它在膜的內(nèi)側(cè)與M+結(jié)合,同時與ATP末端的Pi結(jié)合(稱為磷酸化),并釋放ADP。ngd249。 由載體轉(zhuǎn)運(zhuǎn y249。,第十頁，共五十一頁。一個表面積為4000 μm2的保衛(wèi)細(xì)胞膜約有250個K+通道。 微電極是由玻璃毛細(xì)管打制而成，尖端口徑僅為1μm，能刺入細(xì)胞內(nèi)部，微電極內(nèi)放入電解質(zhì)和金屬導(dǎo)線。,設(shè)細(xì)胞內(nèi)的離子濃度為ai，膜電勢為Ei，電化學(xué)勢為μi；細(xì)胞外的離子濃度為a0，膜電勢為E0，電化學(xué)勢為μ0。,第二頁，共五十一頁。)的礦質(zhì)與氮素營養(yǎng)（二）,第二節(jié)植物細(xì)胞對溶質(zhì)的吸收(xīshōu) 第三節(jié)植物對礦質(zhì)元素的吸收及運輸,第一頁，共五十一頁。,第三頁，共五十一頁。ng)離子 當(dāng)△μ=0，即膜內(nèi)外離子移動平衡時 △E=(RT/ZF)ln(ai/ao )或 △E=－( RT/ZF)ln(ao/ai ) (34) (34)式就是著名的楞斯特(Nernst)方程式,表示了膜內(nèi)外離子移動平衡時，膜電勢差與膜內(nèi)外離子活度比的對數(shù)成正比。,圖33測定細(xì)胞膜電勢差的示意圖 微電極插入細(xì)胞內(nèi)，而面積大的參比電極安放在細(xì)胞外，二極間的電勢差由靜電計測量(c232。)(注意通道右側(cè)過量的負(fù)電荷)、但逆著濃度梯度(tī d249。)的通道。id242。 根細(xì)胞膜上的ATP酶，是膜上的插入蛋白，體積大，橫跨整個膜，也是一種特殊的離子載體。bāo)外，從蛋白質(zhì)上釋放陽離子； （C）、（D）磷酸鹽離子從蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞質(zhì)中的過程重新恢復(fù)了膜蛋白的最初構(gòu)象，使得新一輪泵循環(huán)開始。)Ca２+ATPase的活性使細(xì)胞質(zhì)中Ca２+保持一定水平。,在植物細(xì)胞中最常見(ch225。,第二十三頁，共五十一頁。,第三節(jié)植物對礦質(zhì)元素的吸收(xīshōu)及運輸,—、植物吸收礦質(zhì)元素的特點 (一) 根系吸收礦質(zhì)與吸收水分的相互(xiāngh249。 如果在土壤中長期施用某一種化學(xué)肥料,就可能引起土壤酸堿度的改變,從而破壞土壤結(jié)構(gòu)，所以施化肥應(yīng)注意肥料類型的合理搭配。這種離子間能夠互相消除毒害的現(xiàn)象,稱離子頡頏(xi233。,(二) 根系(gēnx236。,各種離子通過擴(kuò)散作用進(jìn)入根部自由空間,但是因為(yīn w232。,胞間連絲如何連接(li225。)狀況,土壤通氣狀況直接影響到根系的呼吸作用，通氣良好時根系吸收礦質(zhì)元素速度快。所以，向土壤中施用化肥過度,或葉面噴施化肥及農(nóng)藥的濃度過大,都會引起植物死亡,應(yīng)當(dāng)(yīngdāng)注意避免。,土壤酸性過強(qiáng)時(如我國南方地區(qū)紅黃壤）,Al、Fe、Mn等溶解度增大,當(dāng)超過一定含量(h225。id242。 對角質(zhì)層厚的葉片(如柑橘類)效果較差。 噴施濃度稍高,易造成葉片傷害， “燒苗” 。nshū)的試驗,第四十八頁，共五十一頁。有的從衰老器官轉(zhuǎn)到幼嫩器官(如從老葉轉(zhuǎn)到上部幼葉幼芽)。由載體轉(zhuǎn)