植物细胞跨膜离子运输.pptVIP

SSCoCiCSoCSiSSSSCSoCSiCoCi（A）动力学（B）物理学模型图4-10离子通过载体自膜的一侧被运送到膜的另一侧的过程示意图。（引自Buchanan等，2000）第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日图4-9通过载体的离子跨膜运输动力学（引自Buchanan等，2000）第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日离子载体运输的物质矿质营养元素离子部分K+、Cl-等离子呈离子状态的有机代谢物（例如一些氨基酸、有机酸）第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日离子载体分类：离子载体分为执行离子被动运输的载体和执行离子主动运输的载体（离子泵）第34页，共46页，星期日，2025年，2月5日三离子泵 离子泵是一些具有ATP水解酶功能、并利用水解ATP的能量将离子逆着其电化学势梯度进行跨膜运输的膜载体蛋白。可分为致电离子泵和中性离子泵。第35页，共46页，星期日，2025年，2月5日DATP膜外侧N膜内侧C图4-11植物细胞膜H+-ATP酶结构式意图（引自Buchanan等，2000）第36页，共46页，星期日，2025年，2月5日ATP酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤1.当未与Pi结合时,对M+有高亲合性；2.与M+结合,并与ATP末端的Pi结合(称为磷酸化),第37页，共46页，星期日，2025年，2月5日3.当磷酸化后,ATP酶构象发生了变化,会将M+暴露于膜的外侧，同时对M+的亲合力降低；4.关闭膜内侧蛋白质空口的同时打开膜外侧的蛋白质空口而将M+释放出去，并将结合的Pi水解释放回膜的内侧。5.ATP酶又恢复至原先的构象，开始下一个循环。第38页，共46页，星期日，2025年，2月5日由于这种转运造成了膜内外正、负电荷的不一致，所以形成了跨膜的电位差,这种现象称为致电。因为这种转运是逆电化学势梯度而进行的主动转运，所以也将ATP酶称为一种致电泵。H+是最主要的通过这种方式转运的离子，所以我们可以将转运H+的ATP酶称为H+-ATPase或H+泵。第39页，共46页，星期日，2025年，2月5日植物细胞上确认的离子泵质膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶液泡膜上的H+-ATP酶和Ca2+-ATP酶内膜系统上的H+-焦磷酸酶第40页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日重点：离子跨膜运输蛋白的种类，离子跨膜运输机理。要求：了解细胞离子跨膜运输意义，掌握离子跨膜运输的机理。第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日第一节生物膜的物理化学特性生物膜的化学组成与生物膜的“两亲性”和“绝缘性”跨膜电化学势梯度和膜电位第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日细胞膜 细胞膜是活细胞与环境间进行物质与能量交换的界限。活细胞的膜对所通过的各种物质具有严格的选择性及调控机制，使得细胞质内相对稳定的微环境得以维持。第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日两亲性：生物膜的化学组成决定了膜具有两亲性 (亲水性和疏水性)绝缘性：带电物质不易通过脂质双分子膜。第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日生物膜由蛋白质、脂类、糖、水等组成一个磷脂酰碱基（称为头部）磷酸碱基极性，亲水非极性，疏水两条脂肪酸链（称为尾部）磷脂分子结构特点（1）“两亲性”生物膜第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日水系统中会形成的双分子层磷脂结构生物膜的基本结构自我装配自我闭合流动性第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日（2）“绝缘性”疏水层带电离子亲水部分疏水性较强或具有两亲性的物质较易通过膜结构而亲水性的带电物质（如各种离子）通过脂质双层膜时阻力很大第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日膜的相对通透性增高膜对溶质的相对通透性极强亲水性难通过膜Relativepermeability(cm/s)?人工膜生物膜H2O10-2H2O甘油10-4甘油10-6