资源描述：
《第三章-植物的矿质与氮素营养分析ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三章植物的矿质与氮素营养（二）第二节植物细胞对溶质的吸收第三节植物对矿质元素的吸收及运输第二节植物细胞对溶质的吸收当植物根从外部吸收溶质时,首先有一个溶质迅速进入的阶段，称为第一阶段,然后吸收速度变慢且较平稳，这称为第二阶段。在第一阶段溶质进入质外体,在第二阶段溶质进入原生质及液泡。图3-2植物组织对溶质的吸收将实验材料从溶液转入水中,原来进入质外体的那些溶质会泄漏出来用无O２、低温或用抑制剂来抑制呼吸作用,则第一阶段的吸收基本上不受影响,而第二阶段被抑制。这表明,溶质进入质外体与其跨膜进入细胞质和液泡的机制不同，前者以被动吸收为主;后者以主动吸收为主。化学势（μ）与分子穿透性膜运输
2、之间的关系隔室A和B之间分子种类的运动取决于每个隔室中溶质j的化学势的相对大小，在这里用方框的大小来表示。顺化学势梯度的运动自发进行，且称为被动运输。逆化学势梯度的运动需要消耗能量，且称为主动运输。三种膜运输蛋白：通道、载体、和泵。通道蛋白和载体蛋白可以调节溶质顺电化学势梯度穿膜的被动运输（通过简单扩散和协助扩散）一、被动吸收(passiveabsorption)(一)扩散作用指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。不带电的中性分子和粒子的扩散取决于其化学势梯度或浓度梯度。带电粒子的扩散除了其化学势梯度或浓度梯度以外，还受体系间电势高低的影响，亦即取决于其电化学势的梯度。在压力
3、、重力等因素忽略不计的情况下，某一体系中某种离子的电化学势可定量描述为：μ=μ0+RTlna+ZFE式中：μ为该离子的电化学势；μ0为标准状态下离子的电化学势；R为气体常数；T为热力学温度；a为离子的相对活度；Z为带电荷数（带正电为正数，带负电为负数）；F为法拉第常数；E为离子所处体系的电势设细胞内的离子浓度为ai，膜电势为Ei，电化学势为μi；细胞外的离子浓度为a0，膜电势为E0，电化学势为μ0。，细胞外和细胞内的电化学势差为：△μ=μo-μi=RTlnao/ai+ZF(Eo-Ei)(3-1)RTlnao/ai为化学势梯度项;ZF(Eo-Ei)即ZF△E为电势梯度项当△μ＞0时，△E
4、＞(RT/ZF)ln(ai/ao)(3-2)细胞外离子向细胞内扩散，表现为细胞吸收离子。当△μ＜0时，△E＜(RT/ZF)ln(ai/ao)(3-3)细胞内离子向细胞外扩散，表现为细胞释放离子当△μ=0，即膜内外离子移动平衡时△E=(RT/ZF)ln(ai/ao)或△E=－(RT/ZF)ln(ao/ai)(3-4)(3-4)式就是著名的楞斯特(Nernst)方程式,表示了膜内外离子移动平衡时，膜电势差与膜内外离子活度比的对数成正比。如仅研究分子扩散，(3-1)式中电势梯度项可视为0，△μ=RTln(ao/ai)(3-5)当△μ＞0时，即RTln(ao/ai)＞0，此时ao＞ai，因而分
5、子扩散是顺化学势梯度或浓度梯度扩散的。典型的植物细胞,在细胞膜的内侧具有较高的负电荷,而在细胞膜的外侧具有较高的正电荷。按照化学势梯度,细胞内的阳离子应向外扩散;而按电势梯度,由于细胞内有较高的负电荷,则这种阳离子又应该从细胞外向内扩散。那么离子究竟向什么方向扩散呢?这要取决于化学势梯度与电势梯度相对数值的大小。也就是电化学势梯度的大小。---+++K+K.+K+K+K+K+K+K+细胞的膜电势可用由微电极、参比电极和高灵敏度的电位计组成的测定装置(图3-3)测定。微电极是由玻璃毛细管打制而成，尖端口径仅为1μm，能刺入细胞内部，微电极内放入电解质和金属导线。参比电极安放在细胞外。当微
6、电极刺入细胞质，测定到的是质膜内外的电势差；如刺入液泡，测量值就代表液泡和细胞外部之间的电势差。图3-3测定细胞膜电势差的示意图微电极插入细胞内，而面积大的参比电极安放在细胞外，二极间的电势差由静电计测量，电势差经放大器放大后由记录仪记录(二)协助扩散(facilitateddiffusion)物质经膜转运蛋白顺电化学梯度跨膜的转运。它不需要细胞直接提供能量。膜转运蛋白可分为两类:通道蛋白和载体蛋白（部分）。1.离子通道(ionchannel)－由细胞膜上内在蛋白构成的允许离子通过膜的孔道。离子通道有多种类型，如根据它转运溶质的选择性有K+、Cl－、Ｃa2+通道，也可能存在着供有机离子
7、通过的通道。从保卫细胞中已鉴定出两种K+通道,一种是允许K+外流的外向通道，另一种则K+的内向通道。一个表面积为4000μm2的保卫细胞膜约有250个K+通道。离子通道开闭的机制有两类:一类可对跨膜电势梯度发生反应,另一类则对外界刺激(如光照、激素等)发生反应.离子通道的构像会随环境条件的改变而发生变化,处于某些构像时,它的中间会形成孔,允许溶质通过。见图：一个跨膜的内部蛋白的中央孔道允许K+通过。K+顺其电化学势梯度(注意通道右侧过量的负电荷
