【正文】 4。zǐ)通過離子(l237。 S1 ～108個(gè),第十頁，共五十一頁。所謂膜片鉗技術(shù)，是指使用微電極從一小片細(xì)胞膜上獲取電子學(xué)信息的技術(shù)，即將跨膜電壓保持恒定(電壓鉗位)，測(cè)量通過(tōnggu242。,膜片鉗技術(shù)的應(yīng)用已測(cè)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。在液泡膜上也有相應(yīng)的離子通道。一個(gè)表面積為4000 μm2的保衛(wèi)細(xì)胞膜約有250個(gè)K+通道。,圖34膜片鉗技術(shù)(j236。)測(cè)定離子通道示意圖,A.測(cè)定原理與裝置：a.測(cè)定原理圖，在玻璃微電極尖端截取的膜片上，如有開放的離子通道時(shí)，離子通過(tōnggu242。,第十二頁，共五十一頁。 由載體轉(zhuǎn)運(yùn)(zhuǎn y249。n)物質(zhì)暴露于膜的另一側(cè),并釋放出去。,圖 36 協(xié)助擴(kuò)散簡(jiǎn)化模型 通過載體進(jìn)行被動(dòng)(b232。ng)轉(zhuǎn)運(yùn)的示意圖。,溶質(zhì)(r243。)是經(jīng)通道蛋白還是經(jīng)載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn),二者區(qū)別：,轉(zhuǎn)運(yùn)載體結(jié)合位點(diǎn)的飽和，使呈現(xiàn)速率達(dá)飽和狀態(tài)（Vmax）在理論上，通過通道的擴(kuò)散速率是與運(yùn)轉(zhuǎn)溶質(zhì)或離子(l237。,第十四頁，共五十一頁。 ②經(jīng)通道轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)是被動(dòng)吸收，由載體進(jìn)行的轉(zhuǎn)運(yùn)可以(kěyǐ)是被動(dòng)吸收(順電化學(xué)勢(shì)梯度)，也可以是主動(dòng)吸收,圖 經(jīng)通道(tōngd224。ngd249。,－利用呼吸釋放的能量，逆電化學(xué)勢(shì)梯度吸收礦質(zhì)，這種過程稱為主動(dòng)吸收,第十五頁，共五十一頁。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。質(zhì)膜ATP酶催化反應(yīng)如下(r): ATP + H2O ATP酶 ADP + Pi ΔＧ＝－32kJ即把細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的陽離子（H+、K+、Na+ 、Ca2+）向膜外“泵”出。 由于ATPase這種逆電化學(xué)勢(shì)梯度主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)陽離子造成了膜內(nèi)外正、負(fù)電荷的不一致,形成了跨膜的電位差,故這種現(xiàn)象稱為致電, ATP酶稱為一種致電泵(electrogenic pump)。,第十六頁，共五十一頁。 當(dāng)未與Pi結(jié)合時(shí),M+的結(jié)合部位對(duì)M+有高親合性,它在膜的內(nèi)側(cè)與M+結(jié)合,同時(shí)與ATP末端的Pi結(jié)合(稱為磷酸化),并釋放ADP。u xi224。 H+、K+、Na+ 或Ca2+ 以上述方式轉(zhuǎn)運(yùn),ATP酶逆電化學(xué)勢(shì)梯度運(yùn)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。,第十七頁，共五十一頁。 由于ATPase這種逆電化學(xué)勢(shì)梯度主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)陽離子造成了膜內(nèi)外正、負(fù)電荷的不一致,形成了跨膜的電位差,故這種現(xiàn)象稱為致電,又因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)運(yùn)是逆電化學(xué)勢(shì)梯度而進(jìn)行的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),所以也將ATP酶稱為一種致電泵。o k242。,使細(xì)胞質(zhì)的pH值升高 使細(xì)胞壁的pH值降低 使細(xì)胞質(zhì)相對(duì)(xiāngdu236。n)中的作用,第十八頁，共五十一頁。 Ca２+是另一種通過ATP酶轉(zhuǎn)運(yùn)的離子。 Ca２+ATPase逆電化勢(shì)梯度將Ca２+從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞壁或液泡中。oji233。,第十九頁，共五十一頁。n) cotransport,質(zhì)膜ATPase水解ATP產(chǎn)生能量,把細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的H+向膜外“泵”出。 跨膜的H+梯度和膜電位具有的能量合稱為H+電化學(xué)勢(shì)差Δ μH+ .ΔμH+也是其它種溶質(zhì)越膜進(jìn)入細(xì)胞以及(yǐj237。 共轉(zhuǎn)運(yùn)把H+伴隨其他物質(zhì)通過同一傳遞體進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)稱為共轉(zhuǎn)運(yùn)或協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)。 具有水合層的無機(jī)離子不能通過疏水的膜脂層，若要進(jìn)出細(xì)胞膜,除ΔμH+外,還須通過傳遞體transporter)才能完成。,第二十頁，共五十一頁。 質(zhì)膜H+－ATP酶也是單向傳遞體,把H+分泌到膜外,它是一種消耗(xiāoh224。所以單向傳遞體可分為主動(dòng)、被動(dòng)兩種。nɡ ji224。,第二十一頁，共五十一頁。ch233。有這些泵建立的化學(xué)勢(shì)被用來運(yùn)輸許多離子與小的代謝物穿過完整的膜通道與載體。,圖39在植物細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜上被證實(shí)或設(shè)想(sh232。 H+經(jīng)過反向(fǎn xi224。 由于膜電位的過極化,增加了膜內(nèi)的負(fù)電位,這樣陽離子如K+、NH4+順著電勢(shì)進(jìn)入細(xì)胞,這是一種被動(dòng)的單向傳遞體。所以單向傳遞體可分為主動(dòng)、被動(dòng)兩種。,次級(jí)主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)假定模式 驅(qū)動(dòng)這過程的能量被貯存在ΔμH+（A圖左邊，紅色箭頭表示），正被用來逆底物濃度梯度吸收底物（S）（A 圖左邊紅色箭頭）。（B）結(jié)果導(dǎo)致發(fā)生僅能結(jié)合S分子的構(gòu)象變化。bāo)內(nèi)側(cè)。bāo)內(nèi)部的釋放重新恢復(fù)了載體的原初構(gòu)象，使得新一次的“泵”循環(huán)開始。,兩個(gè)與原初質(zhì)子梯度有關(guān)的次級(jí)主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的例子 (A)在共向傳遞體中，能量通過(tōnggu242。(B)經(jīng)反向傳遞體，能量通過(tōnggu242。)次級(jí)主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程被運(yùn)輸。,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。)關(guān)系 1)相互關(guān)聯(lián)：鹽分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并隨水流進(jìn)入根部的質(zhì)外體。這也叫做以水調(diào)肥，肥水互促。o)是以蒸騰作用引起的被動(dòng)吸水為主,而礦質(zhì)吸收則是主動(dòng)吸收為主。,礦質(zhì)吸收與水分吸收成比例,第二十七頁，共五十一頁。zǐ)吸收具有選擇性,離子的選擇吸收是指植物對(duì)同一溶液中不同離子或同一鹽的陽離子和陰離子吸收的比例不同的現(xiàn)象。)從溶液中有選擇地吸收離子后使溶液酸度降低的鹽類。如 (NH４）２SO４ 3.生理中性鹽（physiologically acid salt） 植物吸收其陰、陽離子的量很相近,而不改變周圍介質(zhì)pH的鹽類, 稱生理中性鹽。 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。,第二十八頁，共五十一頁。)吸收單鹽會(huì)受毒害,任何植物,假若培養(yǎng)在某一單鹽溶液中,不久即呈現(xiàn)不正常狀態(tài),最后(zu236。u)死亡。 單鹽毒害無論是營養(yǎng)元素或非營養(yǎng)元素都可發(fā)生,而且在溶液濃度很稀時(shí)植物就會(huì)受害。,圖 311小麥(xiǎom224。B.NaCl+CaCl２。 D.NaCl,許多陸生植物的根系浸入Ca、Mg、Na、K等任何一種單鹽溶液中,根系都會(huì)停止生長,且分生區(qū)的細(xì)胞壁粘液化,細(xì)胞破壞,最后變?yōu)橐粓F(tuán)無結(jié)構(gòu)的細(xì)胞團(tuán)。,若在單鹽溶液中加入少量其它鹽類,這種毒害現(xiàn)象就會(huì)消除。h225。 植物只有在含有適當(dāng)比例的多鹽溶液中才能良好生長,這種溶液稱平衡溶液(balanced solution)。對(duì)于海藻來說，海水就是平衡溶液。 金屬離子間的頡頏作用因離子而異,鈉不能頡頏鉀,鋇不能頡頏鈣,而鈉和鉀是可以頡頏鈣和鋇的(不同族元素的離子之間)。,第三十頁，共五十一頁。n s249。)是植物吸收礦質(zhì)的主要器官, 吸收礦質(zhì)的部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。)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(yùn)出,第三十一頁，共五十一頁。)吸收礦質(zhì)的過程,1.離子被吸附在根系細(xì)胞表面 根部細(xì)胞呼吸作用放出CO２和H２O。