Паглынанне мінеральных рэчываў з глебы і транспарт іёнаў праз клеткавыя мембраны. Паходжанне і роля трансмембранного патэнцыялу ў транспарце іёнаў

Вы знаходзіцеся: Паглынанне мінеральных рэчываў з глебы і транспарт іёнаў праз клеткавыя мембраны

Бо ўсе іёны зараджаны, хуткасць іх дыфузіі і размеркаванні ў раўнаважкім стане вызначаецца не толькі пранікальнасцю мембраны і адрозненнямі ў канцэнтрацыі іёнаў па абедзве яе бакі (хімічны патэнцыял), але таксама і электрычным патэнцыялам, якія ўзнікаюць паміж унутранай і ;вонкавай бакамі мембраны. Таму мы кажам, што рух іёнаў абумоўлена градыентам электрахімічнага патэнцыялу. Звычайна раслінныя клеткі на ўнутраным боку сваіх мембран маюць адмоўны патэнцыял, што прыводзіць да пераважнага паглынання катыёнаў ( + ) у параўнанні з аніёнамі (-). Неабходна больш дэталёва абмеркаваць гэты патэнцыял. Качественная база данных таможня импорт.

Калі падзяліць мембранай растворы з рознай канцэнтрацыяй вольна якія дыфузіююць іёнаў, то паміж двума яе бакамі паўстане напруга, званае трансмембранным патэнцыялам. Яго можна вымераць з дапамогай дзвюх микроэлектродов, злучаных з адчувальным вальтметрам. Адзін электрод, зроблены са шклянога капіляра з дыяметрам прыблізна 1 мкм, уводзіцца праз клеткавую сценку і плазмалемму ўнутр клеткі, а іншы, электрод параўнання, размяшчаецца па-за клеткай (мал. 7.8). ванна купить У клетках з вялікай цэнтральнай вакуоляй унутраны электрод звычайна пранікае не толькі праз плазмалемму, але і праз тонопласт, так што вымяраныя велічыні ўяўляюць сабою рознасць патэнцыялаў паміж вакуоляй і клеткавым асяроддзем. Падобныя вымярэнні паказваюць, што рознасць патэнцыялаў вагаецца ад 50 да 200 мв, прычым змесціва клеткі характарызуецца больш адмоўным зарадам.

Трансмембранный патэнцыял часткова абумоўлены выбарчай пранікальнасцю клеткавай мембраны, што абмяжоўвае хуткасць руху аднаго іёна адносна іншага. Да+, напрыклад, можа пранікаць праз мембрану значна хутчэй, чым С1-. Калі абодва гэтых іёна ўсярэдзіне клеткі маюць больш высокую канцэнтрацыю, чым вакол яе, то хутчэйшая нета-дыфузія іёнаў Да+ вонкі па градыенце канцэнтрацыі ў канчатковым! выніку прывядзе да ўзнікнення больш высокага адмоўнага зарада ўсярэдзіне клеткі, бо там застанецца залішняя колькасць С1. прокат автомобилей без водителя

Актыўны транспарт (прокачивание іёнаў праз мембрану) уяўляе сабою, верагодна, самы важны рэгулятар трансмембранного патэнцыялу. Некаторыя дэталі гэтага працэсу мы абмяркуем пазней. Спачатку разгледзім наступствы актыўнага транспарта іёнаў якога-небудзь аднаго тыпу толькі ў адным кірунку. Такі працэс завецца электрогенным, бо: вядзе да назапашвання адмоўных зарадаў на адным боку мембраны і дадатных - на іншай. Адным з галоўных іёнаў, якія ўдзельнічаюць у стварэнні трансмембранного патэнцыялу, з'яўляецца Н+. Пры адпампоўванні Н+ з клеткі ўсярэдзіне яе ўзнікае адмоўны патэнцыял.

Паўстаўшы аднойчы, трансмембранный патэнцыял у сваю чаргу можа ўплываць на наступны рух іёнаў. Выкажам здагадку, напрыклад, што трансмембранный патэнцыял клеткі складае -166 мв, прычым унутранае змесціва клеткі

зараджана адмоўна. Гэты ўнутрыклеткавы адмоўны патэнцыял выклікае дыфузію ў клетку дадатна зараджаных іёнаў, такіх, як Да+. Адначасова будзе падушана паступленне адмоўна зараджаных іёнаў, напрыклад С1-. Колькасную залежнасць паміж траномембранным патэнцыялам і дыфузійнымі струменямі якога-небудзь іёна, напрыклад Да+, можна разлічыць па формуле, званай раўнаннем Нернста (гл. ніжэй).

Некаторыя незараджаныя малекулы, такія, як цукроза, пранікаюць праз мембрану разам з тым ці іншым іёнам, звычайна Н+. Гэты працэс, званы котранспортом ці симпортом, гуляе асабліва важную ролю ў рэгуляцыі руху цукрозы ў флаэму і з яе (гл. гл. 8).

Паступленне ў клеткі флаэмы комплексу Н+ - цукроза ('загрузка') і яго вылучэнне з клетак флаэмы ('разгрузка'), верагодна, адбываюцца шляхам перасоўвання малекул праз мембрану з удзелам пермеазы. Незараджаныя малекулы цукрозы 'прапіхваюцца' праз пермеазу іёнамі Н+, прычым кірунак нета-дыфузіі вызначаецца электрахімічным градыентам Н+.

Раўнанне Нернста злучае электрычны патэнцыял усярэдзіне клеткі з размеркаваннем зараджаных іёнаў:

дзе Е - трансмембранный патэнцыял (мв), вымераны з выкарыстаннем заземленага электрода па-за клеткай; п - валентнасць і зарад іёна;

d - канцэнтрацыя (молярность) іёна ўсярэдзіне клеткі; С0 - канцэнтрацыя (молярность) іёна па-за клеткай. Выкажам здагадку, што Е=-116 мв. Для одновалентных катыёнаў, напрыклад Na+ ці Да+, п=1 і lg С1/С0=-116/-58=2. Бо

2 - гэта lg 100, Да+ і Na+ будуць дыфузіяваць у клетку без выдатку метабалічнай энергіі датуль, пакуль унутраная канцэнтрацыя кожнага іёна не будзе роўная 102, ці 100Хна-ружная канцэнтрацыя. З іншага боку, дыфузія одновалентного аніёну, напрыклад С1_, прывядзе да таго, што яго ўнутраная канцэнтрацыя будзе складаць толькі 10-2, ці 0,01Х вонкавая канцэнтрацыя.

Тыповыя велічыні трансмембранного патэнцыялу і канцэнтрацыі Да+, Na+ і С1- усярэдзіне вакуолі клеткі вышэйшай расліны паказаны ніжэй. Канцэнтрацыя Na+ усярэдзіне клеткі менш велічыні, разлічанай па раўнанні Нернста, а канцэнтрацыя

K+ і GI- - больш. Відавочна, Na+ актыўна транспартуецца з клеткі, а Да+ і С1- - у клетку. Да+- адзіны элемент, фактычная канцэнтрацыя якога блізкая да разлічанай па раўнанні Нернста.