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离子通道如何体现生物体熵的变化

发布时间:2022-08-18 03:33:15

Ⅰ 哪些过程能体现细胞膜的选择透过性胞吞胞吐,易化扩散,扩散,主动转运中的哪些离子通道能体现吗

除去自由扩散,胞吞胞吐你说的其他都可以体现,

Ⅱ 生物膜离子通道的研究简史

在生物电产生机制的研究中发现了生物膜对离子通透性的变化。1902年J.伯恩斯坦在他的膜学说中提出神经细胞膜对钾离子有选择通透性。1939年A.L.霍奇金与A.F.赫胥黎用微电极插入枪乌贼巨神经纤维中,直接测量到膜内外电位差。1949年A.L.霍奇金和B.卡茨在一系列工作基础上提出膜电位离子假说,认为细胞膜动作电位的发生是膜对纳离子通透性快速而特异性地增加,称为“钠学说”。尤其重要的是,1952年A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎用电压钳技术在枪乌贼巨神经轴突上对细胞膜的离子电流和电导进行了细致地定量研究,结果表明Na+和K+的电流和电导是膜电位和时间的函数,并首次提出了离子通道的概念。他们的模型 (H-H模型)认为,细胞膜的K+通道受膜上4个带电粒子的控制,当4个粒子在膜电场作用下同时移到某一位置时,K+才能穿过膜。
另一方面,1955年,卡斯特罗和B.卡茨对神经-肌肉接头突触传递过程的研究发现:突触后膜终板电位的发生,是由于神经递质乙酰胆碱(Ach)作用于终板膜上受体的结果,从而确认了受化学递质调控的通道。60年代,用各种生物材料对不同离子通透性的研究表明,各种离子在膜上各自有专一性的运输机构,曾经提出运输机构是载体、洞孔和离子交换等模型。1973年和1974年,C.M.阿姆斯特朗、F.贝萨尼利亚及R.D.凯恩斯、E.罗贾斯两组分别在神经轴突上测量到与离子通道开放相关的膜内电荷的运动,称为门控电流,确认了离子通道的开放与膜中带电成分运动的依从性。1976年E.内尔和B.萨克曼创立了离子单通道电流记录技术,并迅速得到推广应用,近年用这种技术发现了一些新型离子通道,为深入研究通道的结构和功能提供了有力的工具。
80年代初,学者们先后从细胞膜上分离和纯化了一些运输离子的功能性蛋白质,并在人工膜上成功地重建了通道功能,从而肯定了离子通道实体就是膜上一些特殊蛋白质分子或其复合物。近年,科学家应用基因重组技术研究离子通道的结构,1982和1984年,纽莫及合作者先后测定了N型Ach受体和Na+通道蛋白的氨基酸序列。

Ⅲ 突触后膜钠离子通道打开的条件

突触前膜释放的兴奋性神经递质能引起突触后膜钠离子通道开放,会引起钠离子通道正反馈式的开放,从而诱发动作电位。兴奋型神经递质:通过打开钠离子通道,使膜电位降低为负,刺激突触后膜。抑制型神经递质:通过打开钾离子通道,使膜电位变得更低,抑制神经脉冲传递。

突触发生在突触前神经元的轴突和突触后神经元的树突或细胞体之间。轴突的末端有许多突触小泡,其中含有神经递质化学物质和线粒体(提供ATP来制造更多的神经递质)。突触之间为突触间隙,突触前膜和突触后膜实际上并没有接触到,因此神经脉冲不能直接传输,是通过神经递质的释放来传播。

兴奋在神经元之间的传递

①神经递质移动方向:突触小泡→突触前膜(释放递质)→突触间隙→突触后膜。

②神经递质的种类:乙酰胆碱、多巴胺等。

③神经递质的去向:迅速地分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙,为下一次兴奋做好准备。

④受体的化学本质为糖蛋白。

⑤神经递质的释放过程体现了生物膜的结构特点--流动性。

⑥传递特点:单向性,神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,引起下一个神经元的兴奋或抑制。

Ⅳ 动作电位中离子通道、钠钾泵的活性变化

神经细胞在静息条件下维持稳定的外正内负的膜电位,即静息电位,这主要是由于Na-K泵的工作,膜上的通道蛋白将钠离子不断排到膜外,将钾离子运输到膜内,但由于细胞膜对于钾离子的通透性大于钠离子,所以运输到膜内的钾离子会少量溢出膜外,这样就在细胞膜内外形成稳定的外正内负电压差,即,静息电位,这个过程又叫做极化。

当细胞接受到外界刺激时,钠离子通道打开,引起钠离子瞬间大量内流,这使得静息电位减小乃至消失,称为去极化过程;钠离子进一步内流可以形成瞬间内正外负的动作电位,称为质膜的反极化,当钠离子内外平衡时,动作电位随即达道最大值;在钠离子大量进入细胞时,钾离子通道逐渐打开,钠离子通道从失活到关闭,钾离子通道完全打开,这时钾离子的大量外流使得质膜再度极化,以至于超过原来的静息电位,此时称为超极化;超极化时膜电位又恢复至静息电位。这期间,钠离子通道经历了关闭态-开放态-无活性态-关闭态的变化过程。
随后细胞又会在钠钾泵的作用下不断将钠离子排出膜外,钾离子吸收到膜内,当然这时不会再影响膜电位这种外正内负的状态了。钠钾泵对于静息电位的维持起着至关重要的作用。

这就是神经细胞静息以及兴奋传导时的分子变化过程。

Ⅳ “氯离子通道的生理意义”是什么

细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础,其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关.离子通道(ion channels of biomembrane)是各种无机离子跨膜被动运输的通路。生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通路称离子通道,主动运输的离子载体称为离子泵。生物膜对离子的通透性与多种生命活动过程密切相关。离子通道的主要功能有:(1)提高细胞内钙浓度,从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、Ca2+依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应;(2)在神经、肌肉等兴奋性细胞,Na+ 和Ca2+通道主要调控去极化,K+主要调控复极化和维持静息电位,从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;(3)调节血管平滑肌舒缩活动,其中有K+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(4)参与突触传递,其中有K+、Na+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(5)维持细胞正常体积,在高渗环境中,离子通道和转运系统激活使Na+、Cl-、有机溶液和水分进入细胞内而调节细胞体积增大;在低渗环境中,Na+、Cl-、有机溶液和水分流出细胞而调节细胞体积减少.

Ⅵ 生物熵的简介

1864年法国物理学家克牢修斯提出了一个物理量和新函数——熵,熵是热力学系统的态函数,在绝热系统中熵变永远不会为负。统计物理学研究表明,熵就是混乱度的量度。20 世纪60 年代,比利时普利高津提出了耗散结构理论(把那些在非平衡和开放条件下通过体系内部耗散能量的不可逆过程产生和维持的时-空有序结构称为耗散结构),将熵推广到了与外界有能量交换的非平衡态热力学体系。熵的内涵不断扩大,逐渐形成了热力学熵,黑洞熵、信息熵等概念[1]。这种广义熵的提出, 阐明了非平衡态与平衡态热力学体系熵的本质是一致的,均受熵定律支配,从而也揭示了物理系统与生命系统的统一性[2]。
各生命体的生命活动过程是具有耗散结构特征的、开放的非平衡系统, 生命现象也与熵有着密切关系, 生命体和一切无机物的一个根本区别是它具有高度有序性。根据这一特点用“熵”来描述生命是较为恰当的。引入广义熵的概念来度量生命活动过程的质量, 称为生物熵。本研究将耗散结构理论用于生命过程的研究,建立了生物熵随年龄正常变化的宏观数学模型, 用以描述生命过程的熵变。

Ⅶ 突触后膜的离子通道打开体现细胞膜的

A、细胞间信息交流依靠细胞膜上的糖蛋白,不能体现细胞膜的选择透过性,A错误;
B、神经递质与突触后膜上的受体结合,使突触后膜上离子通道打开,B错误;
C、激素在信息传递时其受体是特异性的,因此不同激素受体不同,C错误;
D、信息交流的方式可以是直接接触,也可以通过激素等物质或胞间连丝结构来完成,D正确.
故选:D.

Ⅷ 在生物体DNA复制,蛋白质合成,物质结晶等过程中,熵确实是减少了的。这些现象是否违反熵增加原理

1、熵增加原理是由热二定律推导出的,先是绝热系统中发生的变化熵变一定大于等于0,然后推广到孤立系统(孤立系统也是绝热系统),引出孤立系统熵永不减小的结论。进而得出孤立系统中的自发过程方向永远是向熵增大方向进行。也就是熵判据。

2、你列举的这些过程,系统与外界存在能量交换以及热效应,并不符合熵增加原理的前提,所以不存在是否违反一说。违反这个定律首先要保证系统满足定律的前提假设(绝热或孤立),不满足这个前提,讨论没意义。

3、楼上说的热力学第二定律条件是孤立环境有误。熵增加原理的使用条件才是孤立系统(或绝热系统,另孤立环境可能是楼上打错了,应该说系统),热二是公理,适用一切系统。

Ⅸ 关于有序和熵,请真正理解熵的朋友帮忙(生物)

可是我怎么没看出来熵和是否有序有联系呢?
熵的概念就是描述物质的混乱状态,同一种物质熵固体小于液体小于气体
具体到生物,生物为了维持自身的有序而摄取低熵食物,转化为高熵的废物排出体外,呃,怎么知道面包是低熵而便便是高熵呢?
面包是有机物大分子组成的固体,你经过生物消化吸收氧化成二氧化碳和水,再排出,你说吃进去前熵大呢还是排出后?

Ⅹ 自然界生命形式的发展是由低级到高级,而生命形式越高级,熵值越小,即这一序列的变化是一个熵减小的过程

这种变化是自发进行的,并不与熵增原理矛盾。因为熵增原理描述的是隔离系统,对于开放系统,必须考虑系统与外界交换物质和能量所引起的熵变,以及系统内部由于不可逆过程造成的熵变。
生命系统是一个开放系统,一切生命之所以能维持有序结构发展进化,主要是靠不断从外界吸取负熵(养料、空气、水等),并排出负熵(废物)。生命的活力是耗散过程,生物体本身就是一种高级的耗散结构,在耗散过程中熵不断增大。

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