简单易行的离子跨膜运输实验

中学生物学教学中采用构建模型法完成离子主动运输方式的教学,对学生来说比较抽象,缺乏直观认知感受,特别是缺少对此动态过程的理解,进而影响对细胞稳态这一核心概念的深入理解。本实验设计在质壁分离实验的基础上拓展延伸,实验条件要求较低,具备极强的推广性。利用钼酸钠可跨膜运输的特点,通过洋葱外表皮细胞中花青素的变色规律,反应钠离子跨膜运输程度,直观呈现钠离子跨膜运输的事实,为主动运输实验教学提供了很好的案例。     

盐爪爪Na^＋/H^＋逆向转运蛋白和焦磷酸酶的亚细胞定位

将盐爪爪Na+/H+逆向转运蛋白基因(KfNHX1)和焦磷酸酶基因(KfVP1)分别构建至植物表达载体,利用基因枪介导的方法转化洋葱表皮细胞,通过荧光显微镜观察研究其亚细胞定位.结果表明,转化了KfNHX1(或KfVP1)-GFP融合蛋白的洋葱表皮细胞仅膜系统散发荧光,而对照组即未转入KfNHX1(或KfVP1)基因的细胞则整体均匀发出荧光.说明KfNHX1和KfVP1可能定位于细胞的膜系统,作为跨膜转运蛋白在离子的调控运输中发挥重要作用.     

洋葱鳞叶外表皮在植物实验中的应用

1)洋葱鳞叶外表皮可观察初生纹孔场　撕取长 5mm、宽 3mm的洋葱鳞叶外表皮 ,制片 ,光学显微镜下观察 ,可以看到洋葱细胞的壁厚度是不均匀的 ,有的地方较厚 ,有的地方较薄 ,这较薄的区域即初生纹孔场。2 )用紫色洋葱鳞叶外表皮观察花青素　取 3mm见方的紫色洋葱外表皮、制片 ,显微镜下观察 ,即可看到一个个紫色的细胞 ,这些紫色细胞的液泡中就含有花青素。如果在装片上分别滴加酸液和碱液 ,这些细胞则会呈现不同的颜色。3)用紫色洋葱鳞叶外表皮观察质壁分离现象　用紫色洋葱鳞叶外表皮观察质壁分离 ,不用染色 (因液泡中含有花青素 ) ,在制好…     

植物细胞质与溶质跨膜运输

细胞膜运输蛋白─—载体、质子泵、离子通道负责环境与细胞间的物质交流,由质子泵形成的跨膜质子驱动力（PMF）,可用于ATP形成,被认为是溶质跨膜运输的主要动力。70年代末发现的植物细胞质膜氧化还原系统,也参与溶质的跨膜运输,它是质膜H ─—ATPase外的另一种能量转换系统。     

蔗糖膜运输系统与植物整体碳分配相关（综述）

蔗糖是光合作用的主要产物,作为碳同化的产物在植物体内进行分配。蔗糖的转运机制和效率通过减弱产物抑制来影响光合产率,通过控制源／库关系和生物量分配来调控植物活性。蔗糖在细胞质合成,或通过胞间连丝进行细胞问转运,或跨膜区域化,或外输入质外体被相邻细胞吸收。作为相对大极性的化合物,蔗糖的有效膜转运需要转运蛋白协助。跨液泡膜运输机制可能通过异化扩散、质子对向运输和同向运输;而跨质膜的运输则可能通过质子同向运输和异化扩散类似机制。近几十年仅在分子水平对质子同向运输进行了较为详尽的研究。这篇综述旨在综合介绍最近和过去关于蔗糖跨膜转运与植物整体碳分布机制。     

利用洋葱鳞叶表皮细胞观察植物细胞结构实验的改进

以洋葱表皮细胞为研究材料,通过中性红液泡染色和质壁分离实验相结合,将能更清晰地观察到细胞壁,细胞质膜,细胞质,液泡膜,液泡,细胞核,核仁等结构,达到光学显微镜下观察植物细胞基本结构的教学目的。改进后的实验大大提高了利用洋葱表皮细胞观察植物细胞结构实验的教学效果,同时可以通过观察不同部位液泡体积变化,了解植物细胞的动态发育,使学生掌握了更多的知识点。     

葡萄糖的跨膜运输方式简介

阐述了哺乳动物细胞如何通过钠-葡萄糖共转运体和葡萄糖转运体促进葡萄糖的跨膜运输,解答了中学生物学教学中有关葡萄糖跨膜运输问题的一些疑惑。     

洋葱表皮撕取方法的改进

“临时装片的观察”和“质壁分离及复原”实验中,撕取的洋葱表皮是否卷曲往往影响实验进程和效果。如果按照课本上介绍的方法撕取,表皮很难展平。我们在实验教学中发现：用口径为０４ｃｍ的打孔器,在洋葱鳞片叶的外表皮上轻轻旋转扎一下,划出一个小圆形,然后用镊子...     

外源NO和H2O2对洋葱鳞片外表皮气孔开度的调控

以洋葱(Allium cepa L.)肉质鳞片外表皮为材料,研究不同浓度及不同处理时间的外源NO和H2O2对洋葱鳞片外表皮上气孔开度的调节作用,并结合NO清除剂血红蛋白(Hb)和H2O2清除剂过氧化氢酶(CAT)研究调控过程中NO和H2O2的相互关系.结果显示:单独施用不同浓度的NO和H2O2均可诱导洋葱鳞片外表皮气孔不同程度关闭,并且浓度越大时间越长,其诱导气孔关闭效应越明显;NO和H2O2共同施用所诱导气孔关闭的效应大于其单独施用效应;Hb和CAT能明显减弱NO和H2O2诱导的气孔关闭.研究表明,NO和H2O2能有效诱导洋葱鳞片上气孔关闭,存在明显的浓度效应和时间效应,且两者可能互相依赖,具有协同效应.     

红细胞膜对NO_2~-通透性的研究

本文采用NO_2~-快速测量红细胞膜对阴离子的通透特性.NO_2~-跨膜运输进红细胞内后,和血红蛋白相互作用,使后者变为高铁血红蛋白,改变了红细胞内血红蛋白的吸收光谱,进而影响细胞悬浮液的光学特性.据此,测量加入NO_2~-后红细胞悬浮液在特定波长处光密度的时间变化,即能追踪阴离子跨膜运输的动态过程.红细胞膜阴离子运输专一性抑制剂DIDS能抑制约70%的NO_2~-跨膜运输.在15-38℃温度范围检测了NO_2~-跨膜通透速率的温度特性,给出活化能为60KJ·mol~(-1).     

春玉米叶片衰老中激素变化,Ca^2＋跨膜运输和膜脂过氧化三者之间的关系

通过离体玉米（ZeamaysL．）叶片培养和叶肉质膜微囊45Ca2 吸收等实验,探索春玉米叶片衰老过程中激素变化、Ca2 跨膜运输及膜脂过氧化三者之间的联系。结果认为,玉米叶片衰老的可能过程首先是内源激素含量变化,继而影响到Ca2 跨膜运输,进而导致膜脂过氧化,由此引起叶绿素和蛋白质降解。     

“物质跨膜运输的方式”一节基于理性思维的教学设计

在"物质跨膜运输的方式"一节的教学中,通过分析人工脂双层膜对不同分子通透性的实验,对H_2O、O_2、葡萄糖、离子等物质的跨膜运输方式提出假说。补充水通道蛋白的发现、人胱氨酸尿症病理分析等证据,证明膜转运蛋白在物质跨膜运输中的协助作用,最后从磷脂分子的性质及膜转运蛋白的空间结构特点方面解释膜具有选择透过性的原理。本节课通过提供实证材料、按照"现象—假说—证据—结论"的思维过程进行探究,并在此过程中培养学生的理性思维能力。     

Na^+/HCO_3^-共转运体的电生理学原理北大核心CSCD

离子通道或离子转运体介导的离子跨膜运输是细胞中两种重要的离子跨膜运输方式。与离子通道介导的被动运输不同,离子转运体介导的离子跨膜转运是一种主动运输方式,具有多种独特的生物学特性。本文以Na^+/HCO_3^-共转运体(Na^+/HCO_3^-cotransporter,NBC)为例,对离子转运体的物理化学和电生理学基本原理及其特性进行分析与介绍。从本质上说,离子转运体是一种酶,本文首先从酶促反应的角度,对NBC介导的离子跨膜运输过程进行分析,介绍了离子转运体的化学计量比、表征离子转运效率的转换数及与此相关的离子转运体的运输通量等。本文进一步从热力学的角度对NBC介导Na^+和HCO_3^-跨膜运输的电生理学原理进行了较为详细的分析。通过热力学分析,本文阐释了NBC依据化学计量比决定其离子转运方向的原理。最后,本文对NBC化学计量比的实验测定和化学计量比的生理学意义,即NBC不同工作模式与其在特定组织中的具体生理学过程的关系,进行了讨论。     

以谷胱甘肽为电子供体的细胞膜氧化还原系统

内载谷胱甘肽(GSH)的大豆(Glycine max L.)下胚轴正向型质膜囊泡具有以GSH为电子供体的跨膜电子传递活性,能还原膜外电子受体FeCN和细胞色素(Cyt)C,其还原速率分别为(21.6±0.6)nmolFeCN·min~(-1)·mg~(-1)蛋白和(6.6±1.0)nmol Cyt C·min~(-1)·mg~(-1)蛋白。这种跨膜电子传递能引起膜上Cyt P-450吸收光谱标志带(Soret带)的变化,表明Cyt P-450参与了这一氧化还原过程。在跨质膜电子传递的同时伴随着H~ 运输和膜电位的改变。     

SWEET蛋白家族研究进展

SWEET是新发现的一类具有7次跨膜?-螺旋的糖运输蛋白,它们由2个重复的具有3次跨膜?-螺旋的MtN3 motif和一个起连接作用的跨膜?-螺旋组成.SWEET广泛存在于真核单细胞生物、高等植物以及动物中.它们在生殖发育、植物与微生物的相互作用、植物的逆境反应及衰老等许多方面起重要作用.最近的研究显示,原核生物中存在与真核生物SWEET类似的、只含有一个3次跨膜?-螺旋的蛋白,这些蛋白属于MtN3或PQ-Loop家族.从慢生根瘤菌中克隆的SWEET同源蛋白BjSemiSWEET1和已经鉴定的部分真核生物SWEET蛋白一样具有运输蔗糖的能力,这个结果与其他相关研究一起暗示真核生物7次跨膜?-螺旋的糖或氨基酸运输蛋白可能由原核生物中3次跨膜?-螺旋的小分子蛋白通过复制或横向基因转移融合进化而来,并且它们在行使功能时可能形成和其他许多膜转运蛋白相似的、具有12次跨膜结构的功能单位.对SWEET的研究将为揭示多种生命现象提供重要线索.     

植物抗逆反应中水孔蛋白的表达调控研究

水孔蛋白(aquaporin,AQP)作为一种功能性跨膜输水蛋白,对植物体形成水选择性运输通道并实现水分的跨膜运输起到重要的作用.当植物处于盐、干旱、低温等逆境胁迫状态时,体内的水分平衡被打破,水孔蛋白在水分运输和胞内渗透压的调控等方面表现出重要作用.综述了植物抗逆反应中水孔蛋白表达调控的研究进展.     

Na~+/HCO_3~-共转运体的电生理学原理

离子通道或离子转运体介导的离子跨膜运输是细胞中两种重要的离子跨膜运输方式。与离子通道介导的被动运输不同,离子转运体介导的离子跨膜转运是一种主动运输方式,具有多种独特的生物学特性。本文以Na~+/HCO_3~-共转运体(Na~+/HCO_3~-cotransporter,NBC)为例,对离子转运体的物理化学和电生理学基本原理及其特性进行分析与介绍。从本质上说,离子转运体是一种酶,本文首先从酶促反应的角度,对NBC介导的离子跨膜运输过程进行分析,介绍了离子转运体的化学计量比、表征离子转运效率的转换数及与此相关的离子转运体的运输通量等。本文进一步从热力学的角度对NBC介导Na~+和HCO_3~-跨膜运输的电生理学原理进行了较为详细的分析。通过热力学分析,本文阐释了NBC依据化学计量比决定其离子转运方向的原理。最后,本文对NBC化学计量比的实验测定和化学计量比的生理学意义,即NBC不同工作模式与其在特定组织中的具体生理学过程的关系,进行了讨论。     

水通道蛋白7与脂肪细胞甘油运输

水通道蛋白是一类运输水分子的跨膜蛋白,对于调节细胞内外水的平衡具有重要意义。有些水通道蛋白如水通道蛋白7(AQP7)除了运输水分子外,还可运输其他小分子物质,如甘油等,故又被称为水甘油通道蛋白。脂肪细胞中AQP7参与了甘油的跨膜运输而影响脂肪代谢,AQP7的功能下降或缺陷将导致脂肪细胞中甘油释放受阻,脂肪水解减少而积累,最终引起肥胖的发生。AQP7在甘油运输过程中的作用及与脂肪代谢的关系使人们对肥胖的发生机制有了新的理解,从而为肥胖的治疗提供了新的思路。     

"观察植物细胞的质壁分离和复原"实验的改进

高中《生物》课本中的第二个分组实验是“观察植物细胞的质壁分离和复原”,在这个实验中所采用的试验材料是紫色洋葱 ,选用紫色洋葱作为实验材料的目的是因为紫色洋葱的细胞液中含有的色素使其呈现为紫色 ,这样便于学生观察实验结果。但在实验过程中存在着这样两个问题影响到实验的效果 :一是每个洋葱的最外一层鳞片叶紫色深 ,越往里颜色越浅 ,最里面近似白色。如果想获得理想的实验结果 ,最好只用外面的一层或两层鳞片叶 ,但这样做浪费太大。二是越往里鳞片叶越嫩 ,叶肉细胞与表皮细胞结合越紧密 ,不容易分离。学生在撕表皮细胞时 ,往往撕…     

水稻Rubisco小亚基前体cDNA的克隆及其产物向豌豆叶绿体的运输

用RT-PCR方法克隆了完整的水稻Rubisco小亚基前体cDNA基因,经耦联的体外转录和翻译系统合成了带同位素标记的小亚基前体蛋白,然后与新制备的豌豆完整叶绿体共保温,进行蛋白质的跨膜运输研究显示：异源的水稻Rubisco小亚基前体能穿膜运输入豌豆叶绿体。成熟小亚基不能进入叶绿体,进入叶绿体的小亚基量在一定范围内与外加的小亚基前体量成正比,光对小亚基的跨膜运输有一定的促进作用,外加ATP能显著促进小亚基前体的运输,而ADP无此作用。