植物细胞跨膜离子运输

植物中atp蛋白运输
植物中的ATP蛋白运输是指植物细胞内部通过ATP驱动的蛋白
通道或泵将物质从一个区域转运到另一个区域的过程。

这些蛋白通
道或泵能够利用细胞内的ATP分子的能量将物质跨越细胞膜，完成
细胞内物质运输的功能。

植物细胞中最常见的ATP驱动蛋白运输系统包括ABC转运蛋白
和离子泵。

ABC转运蛋白是一类跨膜蛋白，它们能够利用ATP的能
量将物质从细胞内转运到细胞外，或者从细胞外转运到细胞内。

这
些蛋白在植物细胞中扮演着重要的角色，例如在植物的根部吸收营
养物质和在叶片中排出代谢废物等方面发挥作用。

另一方面，离子泵是通过ATP酶活性将离子跨越细胞膜的蛋白
通道，它们在植物细胞中起着维持离子平衡和调节细胞内外环境的
重要作用。

比如，质子泵能够利用ATP的能量将质子从细胞内排出，维持细胞内的酸碱平衡。

总的来说，植物中的ATP蛋白运输系统对于维持细胞内外物质
平衡、细胞代谢和生长发育等过程至关重要。

这些蛋白通道和泵的
运作机制及其在植物生物学中的作用，是植物生理学和分子生物学领域的重要研究课题。

1、将一植物细胞放入0.1mol.L-1的蔗糖溶液中，水分交换达到平衡时该细胞的Ψw值（）（2010年真题）A、等于0.1MPaB、大于0.1MPaC、等于0 MPaD、小于0 MPa2、下列学说中，不属于解释气孔运动机制的是（）（2010年真题）A、K+积累学说B、压力流动学说C、淀粉-糖互变学说D、苹果酸代谢学说3．能够促使保卫细胞膜上外向K+通道开放而导致气孔关闭的植物激素是（）（2009年真题）A．CTK B．IAA C．GA D．ABA4．干种子的吸水力取决于种子的（）（2009年真题）A．重力势B．压力势C．衬质势D．渗透势5．某植物制造100g 干物质消耗了75kg 水，其蒸腾系数为（）（08年真题）A．750 B．75 C．7．5 D．0．756．把一发生初始质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞的体积、水势、渗透势、压力势如何变化? （08年真题）7．简述环境因索对蒸腾作用的影响。

（09年真题）8.植物体内水分的形式和种类？它们与代谢，抗逆有何关系？（2013年南农年真题）1、确定植物必需元素的标准是什么？根据该标准已确定必需元素有哪些？（2010年真题）2、论述植物细胞的离子跨膜运输机制（2009年真题）3、下列元素缺乏时，导致植物幼叶首先出现病症的元素是（）（2008年真题）A．N B．P C.Ca D．K4．植物细胞中质子泵利用ATP 水解释放的能量，逆电化学势梯度跨膜转运H+，这一过程称为（）（2008年真题）A．初级主动运输B．次级主动运输C．同向共运输D．反向共运输5．植物叶片中进行亚硝酸还原的主要部位是（）（2008年真题）A．线粒体B．细胞基质C．液泡D．叶绿体6 平衡溶液（2014年真题）7.油菜缺少元素，会导致花而不实; 元素是叶绿素分子中唯一的金属元素。

（2014年真题）8.白天和夜晚硝酸还原酶速度是否相同?为什么? （2014年真题）答案：通常白天硝酸还原速度显著较夜间为快，这是因为：(1)光合作用可直接为硝酸、亚硝酸还原和氨的同化提供还原力NAD(P)H、Fdred和ATP。

物质的跨膜运输通道蛋白20世纪中叶，科学家提出在细胞膜上存在通道蛋白。

1976年，德国科学家内尔和萨克曼创造了研究单个离子通道的生理学特征的膜片钳法，在神经元上首次发现了离子通道。

直到1998年，美国科学家麦金农解析了钾离子通道蛋白的立体结构。

目前发现的通道蛋白已有100余种，普遍存在于各种类型真核细胞的质膜及其他类型的膜上。

通道蛋白与载体蛋白之间的主要不同在于他们以不同的方式辨别溶质：通道蛋白主要根据溶质的大小和电荷进行辨别，载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相适应的溶质分子通过。

离子通道绝大多数通道蛋白是离子通道。

与载体蛋白相比，离子通道具有3个显著特征：具有极高的转运速率没有饱和值并非连续开放而是门控的：电压门通道、配体门通道、应力激活通道。

水通道1950年，科学家在用氢的同位素标记的水分子进行研究时，发现水分子在通过细胞膜时的速率高于通过人工膜，推断细胞中存在特殊的输送水分子的通道；1988年，美国科学家阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来，证实水通道蛋白的存在；2000年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界上第一张水通道蛋白的高清晰度照片。

水通道蛋白是由4个亚基组成的四聚体，每个亚基都有6个跨膜α螺旋组成，相对分子质量为28000。

每个亚基单独形成一个供水分子运动的中央孔，孔的直径稍大于水分子直径，只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。

水通道蛋白又称水孔蛋白，英文简写AQP，广泛存在于动物、植物和微生物中，种类很多，仅人体内就有11种。

水通道蛋白功能AQP-1近曲肾小管水分重吸收；腓中水平衡；中枢神经系统脑脊髓液分泌AQP-2肾集液管中水通透力（突变产生肾源性糖尿病）AQP-3肾集液管中水的保持AQP-4中枢神经系统中脑脊髓液的重吸收；脑水肿的调节AQP-5唾液腺、泪腺和肺泡上皮细胞的液体分泌γ-TIP植物液泡水的摄入，调节膨压水孔蛋白应与孔蛋白进行区分，孔蛋白是存在于革兰氏阴性细菌的外膜、线粒体或叶绿体的外膜上非选择性的通道蛋白,它们允许较大的分子通过。

细胞的跨膜物质运输的方式及特点细胞膜是细胞与外界环境的屏障,也是细胞内外物质交换的通道。

细胞需要通过膜来获取营养物质和排出代谢产物,因此物质的跨膜运输对于细胞的生存和代谢活动至关重要。

细胞跨膜物质运输主要有以下几种方式及特点:1. 简单扩散简单扩散是最基本的跨膜运输方式,不需要消耗细胞能量。

小分子和无电荷的极性分子可以通过这种方式自由地穿过细胞膜,从高浓度区域向低浓度区域扩散,直至两侧浓度达到平衡。

扩散速率取决于浓度差和膜的通透性。

2. 促进扩散对于一些无法直接穿过膜的极性分子或离子,细胞膜上存在特殊的蛋白质载体,可以将这些物质结合并转运到细胞内外。

这种过程称为促进扩散,也不需要消耗细胞能量,但有一定的专一性和饱和性。

3. 主动转运主动转运是指细胞利用ATP等能量源,通过膜上的转运蛋白将物质从低浓度区域转移到高浓度区域的过程。

这种过程违背了浓度梯度,需要消耗能量。

主动转运具有高度的专一性和饱和性。

4. 胞吞作用和胞吐作用胞吞作用是细胞通过膜的凹陷将外界的固体颗粒或液滴包裹进入细胞内的过程。

胞吐作用则是细胞将不需要的物质包裹成小泡,排出细胞外的过程。

这两种作用都需要消耗细胞能量。

细胞跨膜物质运输的特点可总结为:1)选择性:细胞膜对不同物质具有不同的通透性。

2)调节性:细胞可以根据需要调节物质的进出。

3)方向性:物质运输有特定的方向,可以与浓度梯度相同或相反。

4)能量依赖性:部分运输过程需要消耗细胞能量。

细胞通过多种方式有序地进行跨膜物质运输,从而维持细胞内环境的稳态,满足细胞的生存和代谢需求。

细胞膜运输方式归纳细胞膜是细胞的外部边界，起到保护细胞内部结构和调控物质进出的作用。

细胞膜运输是指通过细胞膜实现物质在细胞内外之间的转运过程。

细胞膜运输方式多种多样，可以总结为主动转运、被动转运和胞吞作用。

一、主动转运主动转运是细胞膜运输中的一种重要方式，它需要消耗细胞内的能量，将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。

主动转运主要通过离子泵和载体蛋白实现。

1. 离子泵离子泵是细胞膜上的跨膜蛋白，能够将离子从低浓度区域转运到高浓度区域。

其中最为常见的是钠钾泵。

钠钾泵通过耗费ATP的能量，将细胞内的钠离子排出，同时将细胞外的钾离子吸入，维持了细胞内外钠离子和钾离子的浓度差。

2. 载体蛋白载体蛋白是细胞膜上的一种跨膜蛋白，它能够与特定的物质结合，使物质通过细胞膜转运。

载体蛋白可以分为通道蛋白和载体蛋白两类。

通道蛋白形成一个通道，物质通过蛋白通道直接进出细胞；载体蛋白则通过构象变化将物质从一侧转运到另一侧。

二、被动转运被动转运是细胞膜运输中的一种 passively方式，不需要消耗细胞内的能量，物质沿浓度梯度自然地从高浓度区域转运到低浓度区域。

被动转运主要包括扩散、渗透和载体蛋白介导的转运。

1. 扩散扩散是指物质在浓度梯度作用下自由移动的过程。

物质的扩散速率与浓度梯度成正比，与分子大小和溶剂的温度有关。

细胞膜的磷脂双层具有一定的通透性，小分子物质如氧气、二氧化碳等可以通过扩散进出细胞。

2. 渗透渗透是指溶质通过半透膜从高浓度溶液移动到低浓度溶液的过程。

渗透有两种情况，一种是液体渗透，即水分子通过细胞膜的水通道蛋白（如水蛋白）进出细胞；另一种是溶质渗透，即溶质通过细胞膜的载体蛋白进出细胞。

三、胞吞作用胞吞作用是一种细胞膜运输方式，细胞通过改变细胞膜的形状将大分子物质或其他细胞完整地包围进入细胞内部。

胞吞作用分为胞吞和胞噬两种形式。

1. 胞吞胞吞是指细胞通过细胞膜的变形将固体颗粒或大分子物质包围进入细胞内部。

细胞内的囊泡与细胞膜融合形成胞吞泡，胞吞泡内的物质被逐渐降解消化。

植物生理学思考题第一章植物细胞1.细胞有哪些共性？比较原核细胞和真核细胞。

2.植物细胞与动物细胞相比有哪些独特的亚细胞结构？其主要生理功能为何？3.原生质胶体有何特性，在植物适应环境方面有何重要意义。

4.说明细胞壁在动态变化中的形成过程。

5.从细胞壁的组成和结构说明细胞壁的功能。

6.举例说明微丝在植物生命活动中的生理功能。

7.有哪些实验证据表明微管细胞骨架参与植物细胞信息传递。

8.讨论液泡在植物生命活动过程中的作用。

9.举两例说明细胞器在细胞生命活动中的相互协调作用。

10.什么是内膜系统？说明细胞的分室作用及其在细胞生命活动中的意义。

11..说明植物胞间连丝的亚微结构, 胞间连丝是如何控制细胞间物质运输的。

第二章水与植物细胞1．水分子的氢键对水的物理化学性质有何重要影响？2．什么是水势？水势的基本组成有哪些？3．水的基本运动形式有哪些？它们各自是如何被驱动的？4．植物细胞的水势有哪些基本组成？它们对水的进出细胞有何影响？5．细胞膜和细胞壁在水分进出细胞过程中的作用是什么？6．测定植物水势、渗透势和膨压的方法有哪些？它们各自有何优缺点？第三章植物整体的水分平衡1．土壤中的水分状况如何影响植物根的水分吸收？2．水是如何通过植物的根进入植物体的？3．水是通过什么机制经木质部向上运输的？4．木质部有哪些类型的细胞，它们的结构特征及其与水分运输的关系是什么？5．何谓蒸腾作用？蒸腾作用有哪些方式？6．什么是气孔复合体？它有哪些类型？气孔如何控制叶片的气体交换？7．气孔是如何感知外界条件的变化而调控保卫细胞的运动的？8．保卫细胞中参与气孔运动调控的信号转导途径有哪些，它们是如何协调以控制气孔运动的？9．有关气孔运动渗透调节的假说有哪些？它们都有哪些研究的证据？10．气孔运动受哪些因素的影响？第四章植物细胞跨膜离子运输机制1、在正常情况下，植物细胞膜外侧环境中的钾离子浓度约为1-10mM, 而膜内侧(细胞质内)的钾离子浓度在100mM左右；即：细胞质内带正电荷的钾离子浓度远高于膜外侧；但据膜两侧之间钾离子浓度差由Nernst方程计算出的跨膜电位却为内负外正，请解释为什么？2、较为低等的海生植物能在钠盐较高的环境中生长，高等陆生植物则一般对钠盐较为敏感；而高等陆生植物一般被认为是自低等的海生植物进化而来。