第三章 植物的矿质与氮素营养课件.ppt

《第三章 植物的矿质与氮素营养课件.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前者以被动吸收为主;后者以主动吸收为主。主动吸收胞饮作用离子泵共转运（协同运转）被动吸收载体离子通道扩散作用协助扩散三种膜运输蛋白：通道、载体、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

2、输（通过简单扩散和协助扩散）一、被动吸收(passiveabsorption)不需要代谢来提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。包括自由扩散和协助扩散(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。取决于浓度梯度或电化学势梯度(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。细胞质膜上有内在蛋

3、白质构成的圆形孔道，横跨膜的两侧；离子通道可由化学方式及电化学方式激活，控制离子顺着浓度梯度（concentrationgradient）和膜电位差（membranepotentialgradient），即电化学势梯度（electrochemicalpotentialgradient），被动地和单方向地跨质膜运输。质膜上的离子通道运输是一种简单扩散的方式，是一种被动运输（passivetransport）。K+K+K+K+质膜感应蛋白整合蛋白整合蛋白K+K+K+SO4-K+K+K+K+K+SO4-SO4-SO4-

4、outerinner离子通道示意图+++++-----+++++-----高速跨膜运转离子的方式（106-108个·秒-1），离子通道象一种门系统，有开放、部分开放和关闭三种状态。离子通道主要通过门的开闭来控制离子的流动。K+通道、Na+通道、Ca2+通道、NO3-通道和Cl-通道。一类受膜电势调控：如K+通道，在膜过极化(<-100mv)时，IK+in被激活，K+内流进入细胞；在膜去极化(<-40mv)时，IK+out开放，K+外流运出细胞。一类受外部因素调控：如光照、激素等调控。2.离子载体（ioncarri

5、er）由载体转运的物质首先与载体蛋白的结合部位结合,结合后载体蛋白产生构象变化,将被转运物质暴露于膜的另一侧,并释放出去。图3-6协助扩散简化模型通过载体进行被动转运的示意图。溶质是经通道蛋白还是经载体蛋白转运,二者区别：通道蛋白载体蛋白没有饱和现象有饱和现象（结合部位有限）顺电化学势梯度转运顺电化学势梯度也可逆电化学梯度转运被动吸收被动吸收或主动吸收转运载体结合位点的饱和，使呈现速率达饱和状态（Vmax）在理论上，通过通道的扩散速率是与运转溶质或离子的浓度成正比的，跨膜的电化学势梯度差成正比。二、主动吸收(ac

6、tiveabsorption)利用呼吸释放的能量，逆电化学势梯度吸收矿质，这种过程称为主动吸收包括泵（ATP酶）和共转运(一)ATP酶(ATPase)催化ATP水解生成ADP与Pi的酶H+-ATPase或H+泵。由于ATPase造成了膜内外正、负电荷的不一致,形成了跨膜的电位差,故这种现象称为致电,ATP酶称为一种致电泵(electrogenicpump)。质膜H+-ATPase是植物生命活动过程中的主宰酶(masterenzyme)。使细胞质的pH值升高使细胞壁的pH值降低使细胞质相对于细胞壁表现电负性H+-A

7、TPase在矿质转运中的作用控制细胞质中的pH环境(pH自动恒定仪)；提供细胞吸收养分所需的动力（通过共转运，Nextslide)；调控细胞的伸长生长（壁酸化学说）；参与打破种子休眠；参与根系对土壤的酸化；参与控制因膨压变化引起的气孔和叶柄的运动；参与植物的极性生长过程（根、根毛、花粉管的极性生长）；(二)共转运cotransport共转运--把H+伴随其他物质通过同一传递体进行转运称为共转运或协同转运。H+-ATPase“泵”出H+的过程,称为初级共运转（primarycotransport）也称原初主动运转(

8、primaryactivetransport)ΔμH+作为驱动力的离子运转称为次级共运转(secondarycotransport)。根据运转物质的方向，传递体可分为：①共向传递体②反向传递体③单向传递体H＋/K+H＋/NO3－H＋/H2PO43－H＋/蔗糖H＋/氨基酸ATP+H2OADP-+Pi2H+CytosolpH=~7CellwallpH=~5H+NO3H+Suc