植物对营养元素的吸收.ppt

第三章 植物对营养元素的吸收 ;第一节 养分进入根细胞的机理 ;一、细胞膜结构与特点 ;（一） 细胞膜结构;Phosphatidyl-cholin: （磷酯酰胆碱）Beispiel eines Phopholipids;外;流动镶嵌模型是70年代提出的。该模型认为生物膜上的蛋白质分为“外在蛋白”和“内在蛋白”。膜上蛋白质分布是不均匀的，所以膜的结构是不对称的。脂质的双分子层大部分为液晶状，可自由流动。膜上有一些蛋白质酶的作用，对离子的运输或分子的穿透有透过酶的功能。 细胞膜上的蛋白质对离子运输具有专一性，可以转运同一类物质。;流动镶嵌模型中离子传递与信息传导机理示意图;生物膜的流动镶嵌模型：;（二） 细胞膜特点; 活细胞的细胞膜具有选择透过性，是细胞生命活动的体现。这种膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。这样可保证细胞按生命活动需要吸收和排出物质；而物质选择性的透过细胞膜等各项生理功能的实施，又需要细胞膜的流动性这一结构特点来保障，这就是结构特点和功能特性的统一 ;;二、载体、通道概念 ;（一） 离子载体;缬氨霉素的分子结构;通道离子载体：短杆菌肽A ;（二） 通道蛋白;各类离子通道;不同通道对不同离子的通透性不同，即离子选择性(ionic selectivity)。这是由通道的结构所决定的，只允许具有特定离子半径和电荷的离子通过。根据离子选择性的不同，通道可分为钠通道、钙通道、钾通道、氯通道等。但通道的离子选择性只是相对的而不是绝对的。比如，钠通道除主要对Na+通透外，对NH4+也通透，甚至于对K+也稍有通透。;三、质子泵、膜电位、 主动运输与被动动输;质子泵有三类：P-type、V-type、F-type;质子推动力 ( Proton Motive Force)与细胞膜电位（Electro-chemical potentials of plasma membrane）;细胞膜电位的形成与质子泵; 质子推动力： (Proton Motive Force－ pmf）;dμ/dx: 化学势梯度 化学驱动力  chemical potential gradient chemical driving force）;其中： μ = chemical potential z = valency of the ion Ψ= electrical potential F = Faraday constant, 92 J/mV/mol;; 当???种离子在细胞内外处于平衡时，该离子在细胞膜内外的电化学势应该相等，即下式成立：;; 对于一价阳离子来说，当膜内某离子浓度是膜外该离子浓度的100倍时，z = 1, log(1/100) = -2 , 则： E ＝ －116 mV 对于一价阴离子来说，当膜外某离子浓度是膜内该离子浓度的100倍时，z = -1, log(100/1) = 2 , 则： E ＝ －116 mV 由此可见，膜内负电势的存在对阳离子吸收有利。 如何根据外界某离子浓度和现有的膜电位判断该离子吸收是主动吸收还是被动吸收呢？ ; 前提： ① 测定得到细胞内外的某离子浓度（ ao，ai ） ② 测量得到细胞内外的电势差（ Em )； ③ 按照Nernst方程计算出该离子平衡时的电势差（ Ecal ) 根据 Em 和 Ecal 之间的差可以判断离子的跨膜转移属于被动运输还是主动运输： Em－ Ecal ＝ Ed (离子推动力） 对于阳离子来说，如果Ed为负值，则表明阳离子的吸收是被动吸收；如果Ed为正值，则表明阳离子的吸收是主动吸收。 对于阴离子来说，如果Ed为负值，则表明阴离子的吸收是主动吸收；如果Ed为正值，则表明阳离子的吸收是被动吸收。;举例说明：;从能量角度划分： 离子的被动运输 被动运输是离子顺电化学势梯度进行的扩散运动，这一过程不需要能量 离子的主动运输 植物细胞逆电化学势梯度(化学势和电势）、需能量的离子选择性吸收过程 ;Comparison of passive and active transport;易化扩散 a.通道蛋白 b. 运输蛋白; 机理 (1) 载体解说 ① 载体（carrier）－－指生物膜上存在的能携带离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要能量（ATP）