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细胞离子交换是什么反应

发布时间:2025-05-17 16:52:35

❶ 离子进入根细胞有哪些阶段

关于养分如何进入根细胞,有多种解释和假说。目前,普遍被人们所接受的是离子进入根细胞可划分为主动吸收和被动吸收两个阶段。

①离子的被动吸收。离子的被动吸收主要通过截获、扩散、质流或离子交换先进入根中的“自由空间”。它是从细胞壁到原生质膜,还包括细胞间隙。因为细胞壁带有负电荷,所以阳离子进入根中较阴离子多,而且在很短时间内就与外界溶液达到平衡。在最初阶段阴、阳离子的吸收属被动吸收。

果树根系被动吸收不仅受外界环境条件的影响,而且与根系的阳离子代换量以及根的自由空间有关。离子态养分的来源除了土壤外,根系的呼吸作用产生的二氧化碳和水形成碳酸(H2CO3),碳酸解离成H+和HCO-3,然后分别与土壤溶液中的阴、阳离子进行交换而被吸收(

图3-6根外H+和土壤溶液中阳离子的离子交换

图3-7根分泌的碳酸与黏土所吸附的离子进行离子交换

)。

②离子的主动吸收。许多研究资料证明,果树体内离子态养分的浓度常比外界土壤溶液浓度高,有时竟高达数十倍甚至数百倍,而仍能逆浓度吸收,且吸收养分还有选择性。这种现象很难从被动吸收来解释。所以,离子的扩散、质流以及离子的交换只能说明离子态养分吸收的一个现象,而不能说明其原因与机理。目前,相关研究人员从能量的观点和酶动力学原理来研究主动吸收离子态养分,并提出载体解说和离子泵解说。

载体是生物膜上能携带离子穿过膜的蛋白质或其他物质。载体学说的理论依据是酶动力学。它能够较圆满地从理论上解释关于离子吸收中的3个基本问题,即:离子的选择性吸收、离子通过质膜以及在质膜上的转移、离子吸收与代谢的关系。

载体运输的机理有几种不同模型,即:载体载着离子在膜内扩散的扩散模型、载体蛋白变构使载体与底物的亲和力改变而将离子释放到膜内的变构模型、载体带着离子在质膜上旋转将离子“甩”进质膜内的旋转模型。在这些作用机理中,常用扩散模型和变构模型来解释离子的主动吸收(

图3-8离子经载体蛋白的变构运转模型

M+为阳离子P为结合态磷Pi为无机态磷

图3-9离子泵养分运输

)。

离子载体的作用有两种:一是离子载体和被运载的离子形成配合物,以促进离子在膜的脂相部分扩散,使离子扩散到细胞内,或者使离子扩散到载体中;另一种是离子载体能在膜内形成临时性的充水孔,离子通过充水孔透过质膜。由于离子载体对各种离子有选择性,所以根系就会有选择性地吸收养分。

离子泵是存在于细胞膜上的一种蛋白质,它在有能量供应时可使离子在细胞膜上逆电化学势梯度主动地吸收。离子泵能够在介质中离子浓度非常低的情况下,吸收和富集离子,致使细胞内离子的浓度与外界环境中相差很大(

图3-9离子泵养分运输

)。通过细胞化学技术和电子显微镜技术证实,在根细胞原生质膜上有ATP酶,它不均匀地分布在细胞膜、内质网和线粒体膜系统上。ATP酶可被K+、Rb+、Na+、NH+4、Cs+等阳离子活化,促进ATP酶水解,产生质子泵,将质子(H+)泵出膜外,进入外界溶液,同时一价阳离子则可进入细胞质。由于膜内外产生质子梯度,又促使2H+与阴离子一起运入细胞质中。

总之对养分的跨膜运输来说,尤其是离子态养分,运输的主要驱动力是引起跨膜电位梯度的H+-ATP酶。离子吸收与ATP酶活性之间有很好的相关性。阴阳离子的运输速率与电位和化学位的梯度、离子的理化性质等有关。

❷ 高钾血症为什么细胞外钾离子往细胞内转移

通常细胞膜上有氢离子抄和钾离子交换泵,当血液中钾离子升高后,细胞外液中的钾离子也会随之升高,这时细胞膜就会进行氢离子和钾离子交换,钾离子向细胞内运动,氢离子被从细胞内置换出来进入血液,引起的氢离子浓度增高,出现代谢性酸中毒,简单点说就是一个氢钾交换的过程。

❸ 根部离子交换吸附原理

根系吸收矿质的过程
1.离子被吸附在根系细胞表面
Ø根部细胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3, H2CO3能解离出H+和HCO3-离子,这些离子同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换,如K+、Cl-、NCO3-等进行交换,使土壤中的离子被吸附到根表面。
Ø离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能同阴离子交换,而且价数必须相等。
Ø根系还可分泌出一些柠檬酸、苹果酸等有机酸来溶解一些难溶性盐类,并进一步加以吸收。岩石缝中生长的树木、岩石表面的地衣等植物就是通过这种方式来获取矿质营养的。
http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/nljx/sfja/sfjafile/chap3-2.files/frame.htm#slide0100.htm

❹ 什么叫阳离子交换什么叫阴离子交换

、离子交换树脂的组成
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构专高分子化合物,其结构由三部分组成属:不溶性的三维空间网状骨架,连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。
阳离子交换树脂:骨架上结合有磺酸基(-SO3H)(强酸性阳离子交换树脂)或羧酸基(-COOH)(弱酸性阳离子交换树脂)。
阴离子交换树脂:骨架上结合有季铵基(强碱性阴离子交换树脂),伯胺基、仲胺基、叔胺基(弱碱性阴离子交换树脂)。
二、离子交换树脂的分类
按骨架结构不同:凝胶型(干态无孔,吸水后产生微孔)和大孔型(树脂内部无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比凝胶型树脂更大、更多的孔)。
根据所带的功能基团的特性:阳离子交换树脂(带酸性功能基,能与阳离子进行交换)、阴离子交换树脂(带碱性功能基,能与阴离子进行交换)和其它树脂。

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