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水通道蛋白是特异性跨膜转运水的蛋白家族,主要分11种,分布于不同组织中,能显著增加细胞膜水通透性,参与水的分泌、吸收及细胞内外水的平衡,起到多种重要生理作用.水通道蛋白的功能受到多种机制的调节,且水通道蛋白调节失控与水平衡紊乱一系列疾病密切相关.关键词 水通道蛋白,生理功能,调节 无论是动物还是植物,活细胞外面均有一层磷脂组成的双分子层,称为细胞膜,细胞膜对于进出细胞的物质有选择透过性,不同的膜蛋白具有运输不同化学物质的能力.
水是活细胞的主要组成部分.在活细胞当中,水的比例占总重量的70%左右,大多数细胞的生化反应都是在水环境中进行的.水对于细胞的重要性不言而喻,因此,水分子跨膜运输的实现,是生命科学中的一个重要课题.水分子虽然可以以简单扩散的方式通过细胞膜,但是速度非常缓慢,远远不能满足生命活动的需求.科学研究证明,水分子的快速跨膜运输是通过细胞膜上的一种水通道蛋白实现的.水通道蛋白大量存在于动、植物等多种生物当中,对维持正常生命活动起重要作用。
水分是如何通过跨膜运输到细胞内以满足正常的生命活动需要的？
植物主要靠根吸水分和无机盐，根吸水的主要部位是根尖的成熟区，其次是伸长区。
适于吸水的特点：根毛数量多，根毛的细胞壁薄、细胞质很少，液泡很大。
根毛吸水的'原理：根毛细胞液的浓度大于周围土壤溶液的浓度时，细胞就吸水。
吸水的途径：外界溶液里的水分→细胞壁→细胞膜→细胞质→液泡。
根的失水：根毛细胞液的浓度小于周围土壤溶液的浓度时，细胞就失水。失水途径：液泡→细胞质→细胞膜→细胞壁→外界溶液。应用举例：“烧苗”、“腌菜”等等。
植物体中的水分运输
液体由于受重力吸引，一般由高处向低处流动。但在植物体中却不然。植物的根从土壤中吸收水分和溶于水中的无机盐，又把水及无机盐逆着重力运送到每一个枝叶，有时甚至上升30米或更高。这是一种什么动力呢?这一现象曾迷惑了几代的植物学家。根据现代科学的解释，树液的上升是各种力联合作用的结果。
首先是根压。一般情况下，植物根部的细胞液浓度往往大于土壤溶液的浓度。因此，水分总是向根部渗透，产生一种压力，这种压力叫根压。如果切断树干，断面即流出汁液，称为伤流液，这种现象就是根压的作用引起的。根压使根部的水分上升到地上部分。一些草本植物的根压不到1个大气压，而树木的根压就大多了， 10米高的大树根压可达2～3个大气压。
水分上升的另一个力是蒸腾拉力。叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞水分不断散失，需要从旁边细胞取得水分。同时，旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水。最后根部从环境中吸收水分加以补充。因蒸腾过程产生的吸水力叫蒸腾拉力，这种力大于根压，是水分上升的主要动力，它能使根部吸收的水分迅速运送到植株各个部分。
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我是鲸羚号的签约作者“新波”
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