03 植物的矿质营养PPT.pptVIP

积累即活细胞吸收某些溶质(离子)，最终使其在细胞内的浓度远远高于细胞外的浓度的现象。 积累的程度可用积累率(accumulation ratio)即某离子在细胞内的浓度(Ci)与其胞外浓度(Co)的比值即[Ci/Co]来表示。 细胞对离子吸收的选择性就是指细胞吸收离子的量不与溶液中离子的量成比例。如玉米很少吸收Na+和So42-，而K+和NO3-的积累率却很高。 对K+的吸收不受Na+的影响；对Cl-的吸收不受F-、I-的影响，也不受No3-、So42-或H2PO4-等的影响。 离子间的相互作用：竞争性抑制(competitive inhibition) 如K+与Rb+、Cl-与Br-、Ca2+与Sr2+、So42-与SeO42-之间都具竞争性抑制 说明细胞对这些离子对的吸收机制是相似的，或者这些离子对在膜上有相同的结合位置，或膜上有某种类似酶的蛋白质参与离子的吸收过程。 3.3.1.2 电化学势梯度与离子转移 ◆ 细胞吸收不带电荷的溶质取决于溶质在膜两侧的浓度梯度(concentration gradient)。 ◆ 带电离子的跨膜转移则是由膜两侧的电势梯度(electrical gradient)和化学势梯度(chemical potential gradient)共同决定。 电势梯度与化学势梯度合称为电化学势梯度(electrochemical potential gradient)。 能斯特方程 ：离子 j 在膜内外的电势差 ：离子 j 在膜内外浓度的比值 R：气体常数 8.31 J·mol-1·K-1 F：法拉第常数 96500 J·V-1·mol-1 T：热力学温度 z：离子 j 所带电荷数 3.3.2 扩散作用与被动吸收 扩散(diffusion)是指物质从电化学势较高的区域向电化学势较低的区域转移(net movement)的现象；即物质顺其电化学势梯度进行转移的过程。是一种被动转移过程，也称为非代谢性吸收。 简单扩散(simple diffusion)：溶质从浓度较高区域向浓度较低区域的跨膜转移； 协助扩散(facilitated diffusion)，又称易化扩散：小分子物质借助于膜转运蛋白顺化学势梯度的跨膜转运过程，速度快。 3.3.3 膜传递蛋白 主要有两类：通道蛋白(channel protein)和载体蛋白(carrier protein)，二者被统称为传递蛋白或转运蛋白。 3.3.3.1 通道蛋白/通道(channel)或离子通道(ion channel) 其构象改变时，形成允许离子通过的水和孔，孔的大小及表面电荷等决定了通道转运离子的选择性，即一种通道通常只允许某一种离子通过。 通道进行的转运是被动的；离子的扩散速率：∽106个/S ∽ 108个/S。 细胞外侧 细胞内侧 离子通道运输离子的模式图 协助扩散(被动运输) 通道具有离子选择性，转运速率高 离子通道是门控的 离子通道的假想模型 3.3.3.2 载体蛋白 又称为载体(carrier)、传递体(transporter或porter)、透过酶(permease或penetrase)或运输酶(transport enzyme)。 载体蛋白与转运的离子专一性结合形成复合物后，依靠其构象的改变而将离子转运至膜的另一侧，具有选择性。 载体转运的方式： 被动转运(顺电化学势梯度进行，协同扩散) 主动转运(逆电化学势梯度进行，主动转运)。 载体转运的特点： 饱和效应(saturation effect)； 离子竞争性抑制(ion competitive inhibition)。 载体转运的速率:104∽105个/S，比运输通道的速率低(1/100)。 按载体转运的方向性，载体可分为： 单向传递体(uniporter)； 同向传递体(symporter)； 反向传递体(antiporter)等类型。 3.3.3.3 H+-ATP酶与主动转运 H+-ATP酶得用ATP水解释放的能量转运H+至膜的另一侧，该过程又称为初级主动转运(primary active transport)。 形成H+电化学势梯度(Δμ)：ΔE+ΔpH。 H+伴随其他溶质通过同一载体进行的转运称为共转运或协同转运(cotransport)----次级共转运(secondary cotransport)。 共转运的类型：(1) 同向