钾离子范文10篇

摘要：钾离子通道是植物钾离子吸收的重要途径之一。近年来，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离到多种钾离子通道基因，包括内向整流型钾离子通道基因(如OsAKT1，DKT1，Ktrrl，KIll，KZM1，ZMK2等)和外向整流型钾离子通道基因(如CORK，PTORK，STORK等)。文章分别从结构、功能以及相关基因等三方面综述了关于植物钾离子通道的分子生物学研究进展，并对应用生物工程技术改良植物的钾营养性状进行了讨论。

关键词：钾离子通道；结构；基因

离子通道(ionchanne1)是跨膜蛋白，每个蛋白分子能以高达l08个／秒的速度进行离子的被动跨膜运输，离子在跨膜电化学势梯度的作用下进行的运输，不需要加入任何的自由能。一般来讲，离子通道具有两个显著特征：

一是离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过开关应答相应的信号。根据门控机制，离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性，离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子，可将离子通道分为钾离子(potassiumion，K)通道、钠离子(natriumion，Na)通道、钙离子(calciumion，Ca2)通道等。其中，K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道，根据其对电势依赖性及离子流方向的不同，可把K通道分为两类：①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel；Kin)，②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel；Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子，也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子，它在植物生长发育过程中起着重要的作用，具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道，这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出，而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实，他们利用膜片钳(patchchmp)技术，首先在蚕豆(V／c／afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体，4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore)，恰好让单个K通过。对于不同的家族，4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM／P)，不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的，如保卫细胞中的K外向整流通道等，其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b)，X射线晶体学显示选择性过滤器长1．2nIll，孔径约nIll，K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看，认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8．8mmol／L，与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来，大量K通道基因的研究表明，K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流，胞质膨压降低，导致气孔的关闭。相反，质膜上H．ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开，引起K的内流，最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3)，根据对其结构功能和DNA序列的分析，可以把它们分为5个大组：工，Ⅱ，Ⅳ组基因属于内向整流型通道；m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因，采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明，AKT1长2649bp，其中的阅读框为2517bp，编码838个氨基酸残基组成的多肽，相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道，对K有极高的选择性，其选择性依次是K>Rb>>Na>Li。

摘要：钾离子通道是植物钾离子吸收的重要途径之一。近年来，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离到多种钾离子通道基因，包括内向整流型钾离子通道基因(如OsAKT1，DKT1，Ktrrl，KIll，KZM1，ZMK2等)和外向整流型钾离子通道基因(如CORK，PTORK，STORK等)。文章分别从结构、功能以及相关基因等三方面综述了关于植物钾离子通道的分子生物学研究进展，并对应用生物工程技术改良植物的钾营养性状进行了讨论。

关键词：钾离子通道；结构；基因

离子通道(ionchanne1)是跨膜蛋白，每个蛋白分子能以高达l08个／秒的速度进行离子的被动跨膜运输，离子在跨膜电化学势梯度的作用下进行的运输，不需要加入任何的自由能。一般来讲，离子通道具有两个显著特征：

一是离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过开关应答相应的信号。根据门控机制，离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性，离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子，可将离子通道分为钾离子(potassiumion，K)通道、钠离子(natriumion，Na)通道、钙离子(calciumion，Ca2)通道等。其中，K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道，根据其对电势依赖性及离子流方向的不同，可把K通道分为两类：①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel；Kin)，②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel；Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子，也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子，它在植物生长发育过程中起着重要的作用，具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道，这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出，而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实，他们利用膜片钳(patchchmp)技术，首先在蚕豆(V／c／afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体，4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore)，恰好让单个K通过。对于不同的家族，4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM／P)，不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的，如保卫细胞中的K外向整流通道等，其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b)，X射线晶体学显示选择性过滤器长1．2nIll，孔径约nIll，K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看，认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8．8mmol／L，与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来，大量K通道基因的研究表明，K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流，胞质膨压降低，导致气孔的关闭。相反，质膜上H．ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开，引起K的内流，最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3)，根据对其结构功能和DNA序列的分析，可以把它们分为5个大组：工，Ⅱ，Ⅳ组基因属于内向整流型通道；m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因，采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明，AKT1长2649bp，其中的阅读框为2517bp，编码838个氨基酸残基组成的多肽，相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道，对K有极高的选择性，其选择性依次是K>Rb>>Na>Li

1纳流体背景简介

离子和分子在纳米尺度下的传输过程引起了大家广泛地关注。由于纳米孔和纳米沟道跟一些生物分子（例如蛋白质，DNA）具有相当的尺寸，因此也开始在生物分子的分离和传感中应用。比如α-hemolysin就是一种生物纳米孔，可以检测某种单分子物质。但是，这种沟道的缺点是不稳定，很难控制。相反人工无机的纳米沟道是通过在固态衬底上面加工制备的，因此鲁棒性好，柔韧性好，同时纳米尺寸可以精确控制。甚至可以通过微纳制备工艺制备集成的纳米沟道实现系统级功能。纳米沟道的特征尺寸一般比较接近离子的德拜长度(λD)。众所周知，表面电荷可以引起离子选择性和动电效应（包括电泳和电渗）。在微流控器件中，电渗流被广泛地研究，同时用来驱动流体的流动。当沟道的尺寸比较进阶德拜长度时，纳米沟道的表面电荷主导沟道的极性和离子浓度从而控制沟道的离子电导。和微流道中沟道的电渗流不同，纳米沟道中的离子流动主要由表面电荷来决定，不是由于流体本身的流动来决定。

2固-液界面中静电相互作用

当固态介质和水介质接触时，由于固体表面的水解或者吸引离子，使得固体表面产生表面电荷。由于静电作用，电解质中的壁面电荷会影响附近的离子分布。跟壁面相同电荷的离子会被排斥，相异电荷的离子会被吸引，如图1所示。由于正负离子的随机运动和离子的吸引和排斥形成双电荷层。双电荷层由不能移动的壁面电荷和可以移动的离子组成。这个可以移动离子的电性和壁面电荷电性相反来使得纳米沟道体系达到电中性平衡。这些离子可以在固-液界面附近发生扩散。目前学术界有几种模型来描述双电荷层。Helmholtz模型描述的双电荷层是一种两个电荷层具有固定距离的物理模型。Gouy-Chapman模型描述双电荷层是表面电荷和一个溶液中屏蔽离子电荷组成，其中溶液中的屏蔽离子是分散的，因此也被称为扩散双电层。另一个经典模型是结合了前面两种模型的Gouy-Chapman-Stern模型。溶液中靠近屏蔽离子的电荷层叫Stern电荷层。引入Stern电荷层是考虑了离子的直径大小，它限制了扩散层内边界的厚度，如图2所示。在图中可以看到Stern电荷层的电势和固-液界面的静电位非常接近。

3纳米沟道中离子选择透过性建模及分析

为了更容易仿真，我们把我们的纳米通道近似为一个圆柱体，其长度为5μm，横截面为半径50nm的圆，如图3所示。绝大多数的固体表面会因某种机理而产生表面电荷，在宏观体系中，这种表面电荷的影响并不明显，但是在界面的微观体系中，这种表面电荷的存在却具有十分重要的意义。是不能被忽略的。因此我们在我们纳米通道的仿真中把表面电荷的因素加进来。我们纳米通道的壁面为PDMS，常温下会水解为硅酸盐，硅酸盐电离会带负电荷。使得表面电荷极性为负。使得固体表面附近溶液中单位体积净电荷密度不为零，固体表面电荷与溶液中平衡点和的重新分布形成双电层。电荷密度随着壁面距离的增加而逐渐接近溶液中的电荷密度，因此正电荷会随着距离的增加而慢慢减少，呈扩散状态分布。因此当氯化钾的浓度比较低的时候，几乎需要所有的钾离子移动到壁面来补偿壁面的负电荷，钾离子近似充满通道，扩散层长度很长，因此此时纳米通道的电导主要由表面电荷所决定。随着氯化钾浓度的升高，只需要小部分钾离子就能屏蔽壁面的负电荷，扩散层长度变短，此时纳米通道中的电荷由溶液本身的电荷密度所决定。图4所示为利用电压扫描测量不同浓度电导的结果，我们可以看出氯化钾浓度比较低的时候，电导近似不变，此时沟道内的离子主要由表面电荷引起，沟道内离子浓度高于体溶液，这是典型的双电层引出的反直觉的现象之一。随着氯化钾浓度升高，到达一定浓度后电导出现线性增加，此时沟道内溶液浓度和体溶液近似相等。这个实验现象再次表明在纳米沟道中，其内部电导并不可以简单的直接用G=σS/l计算（G是器件电导，l是纳米沟道的长度，S是纳米沟道的横截面积，σ是纳米沟道中溶液的电导率），而是需要考虑表面电荷对纳米沟道内电导的影响。因此针对这一现象我们建立了一个物理模型，定量的仿出来不同溶液浓度对应的具体的纳米沟道内的电势分布。用MATLAB中的偏微分方程工具箱（PDEToolbox）求解上述偏微分方程，求出不同浓度的氯化钾溶液对应的纳米沟道的电势分布如图5所示。

重点

（1）电离。

（2）书写常见的酸、碱、盐的电离方程式。

难点

教会学生根据宏观现象，进行微观本质的分析方法和逻辑推理能力。

课时安排

论文关键词：子宫切除；补钾；肠蠕动

论文摘要：目的：探讨子宫全切术后及时进行补钾对肠蠕动恢复的影响。方法：对80例子宫全切病人随机分为观察组和对照组，观察组术后3d，每日根据血钾值、体重、尿量等决定手术后钾的用量。对照组不予补钾。结果：观察组术后肠蠕动出现的时间早于对照组，经统计学分析有显著性差异(p＜0.01)。结论：子宫全切术后病人及时补钾，可促进肠蠕动功能的早日恢复，避免肠麻痹所致的腹胀，从而减轻病人的痛苦。

子宫切除术，因术前精神紧张、禁饮食、麻醉等作用，术后易出现肠蠕动减弱而导致腹胀，给患者带来痛苦。但是传统的观念认为，精神紧张、禁饮食、组织破坏、输血、麻醉及术后分解代谢增加等因素，使血清钾离子浓度增高，术后不主张补钾。有关研究表明：术后禁食、胃肠减压、引流液的丢失、大量输液、排钾利尿剂的使用、手术应激及静滴葡萄糖使血糖升高等因素，均可引起低钾的发生。由于妇科择期手术患者比较多，而围手术期潜在的并发症低血钾却经常被忽视。我院试用在子宫切除术第一天开始，每天根据测得的血钾值、患者的体重、尿量，及时补给10％的氯化钾，连续补3d，能及早纠正手术后的低钾状态，促进患者术后肠功能的早期恢复，取得了满意的效果，现报道如下。

1．资料与方法

1．1临床资料

选择我院2005年1月～2007年1月子宫切除患者。共80例，其中子宫肌瘤48例，子宫肌腺瘤20例，阴式子宫全切12例。所有患者均无内外科合并症，年龄39～66岁之间。随机分为两组：实验组和对照组各40例，两组患者情况均等。术中、术后补液量、补液种类及镇痛药应用相同，并且均为腰硬联合麻醉。

槟榔(ArecacatechuL)系棕榈科槟榔属植物，其干燥果皮为药典中药“大腹皮”，其干燥成熟种子为药典中药“槟榔或榔玉”，其干果炮制加工品为药典中药“焦槟榔”，具有较大的国内外药用和习俗食用市场，列为我国四大“南药”之首。槟榔已发展成为海南省仅次于橡胶的第二大经济作物，也是海南省农业经济的主要来源之一。由于槟榔产量连年下降，严重地影响海南槟榔生产的可持续发展。为此，笔者对海南岛东部自然区不同种植年限的槟榔种植地土壤酶和土壤养分进行调查研究及相关性分析，评估海南岛槟榔种植地土壤质量，探讨槟榔产量连年下降的原因。

1研究区概况

研究区位于海南省万宁市兴隆，北纬18°43''''51″～18°43''''57″、东经110°11''''33″～110°11''''36″，海拔高度为26～28m，隶属海南岛东部自然区东南部兴隆盆地，气候温和、温差小、雨量充沛，年均温24．2℃，≥10℃积温8800℃•d左右，平均极端高温37℃，平均极端低温10℃，干燥度0．64，年雨量2400mm，土壤均为黄色砖红壤。供试槟榔种植地分别为12年和24年的槟榔园，槟榔采用常规栽培技术，种植密度为2m×2m。供试土壤采自该区域12年和24年的槟榔种植地土壤，分别设置根区土壤(距离槟榔树头30cm的土壤)、园区土壤和对照区土壤(槟榔园周边相邻的空置露地)。

2试验方法

土壤采样深度为耕层下0～20cm，采样方法为S形多点取样混合四分法。过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法测定，并委托广东省生态环境与土壤研究所分析测试中心分析检验。土壤养分检测依据:有机质－NY/T1121．6─2006、水解氮－LY/T1229─1999、铵态氮－LY/T1231─1999、硝态氮－紫外分光光度法、全氮－NY/T53─1987、有效磷－NY/T1121．7─2006、全磷－LY/T1232─1999、速效钾－LY/T1236─1999、全钾－NY/T87─1988、交换钙－NY/T1121．13─2006、钙－LY/T1253─1999、交换镁－NY/T1121．13─2006、镁－LY/T1253─1999、有效锌－LY/T1261─1999、锌－GB/T17138─1997、有效铜－LY/T1260─1999、铜－GB/T17138─1997、有效锰－LY/T1263─1999、有效钼－NY/T1121．9─2006、有效硼－NY/T1121．8─2006、有效硫－NY/T1121．14─2006、氯离子－NY/T1121．17─2006，并委托海南省农垦中心测试站分析检验。试验获得的数据采用CORREL函数进行相关性分析。

3结果与分析

摘要：焰色反应是通过灼烧金属盐溶液观察火焰颜色来鉴别金属元素的常规方法。采用与焰色反应微课相配套的教学设计，在演示实验环节针对传统实验中铂丝价格昂贵，现象不明显等缺点，提出用脱脂棉来取代铂丝的实验改进方案，在教学中取得了成本更低、简便快捷、实验现象更明显的效果。

关键词：焰色反应；脱脂棉；钠离子；钾离子；鉴别

1教学背景

1.1教材分析。本节内容选自高教社《化学》（通用类）中职第四章第三节。1.2教学内容分析。本节内容安排在金属单质及其化合物性质之后，对学生的知识框架完整性进行补充，要求学生学会鉴别钠离子和钾离子的一种重要的物理方法。1.3选题价值。通过焰色反应加深学生对金属元素的认识，有利于加深学生理论联系生活事例。如理解节日烟花绚烂，炒菜时盐溅到火上显黄色的原因等。1.4学生分析。已学习完非金属及其化合物系统知识，初步具备较完善的知识体系。能利用非金属离子的鉴定通过知识迁移，预测金属离子鉴定能力。会进行简单的观察和记录实验现象分析原因。中职学生思维活跃，不喜欢空洞的教科书式说教，逻辑推导思路在化学课上比较生疏，他们更喜欢直观的实验，色彩鲜艳的颜色刺激视觉神经，动画和视频形象的领悟内容，所以通过实验容易激发学习兴趣。

2教学目标

知识与技能：掌握焰色反应原理，了解几种金属元素焰色反应颜色。2.1掌握焰色反应实验鉴定金属离子方法。初步了解科学探究的一般方法，培养学生分析和解决问题的能力。2.2过程与方法。（1）学会知识迁移，将其应用在生活中。（2）学会在实验中发现不足进行改进，培养创新实验的能力。（3）情感态度与价值观。（4）培养学生探究意识，掌握科学探究方法。（5）从生活出发，学会感受生活中的科学美。

摘要：测定时间点（△T=T2-T1）应处在酶催化的零级反应阶段。正确选择时间位点对酶活性浓度的准确性至关重要，本文应用紫外酶法2PUNDT,2点定标在HITACHI7170A型全自动生化分析仪上应用RANDOX试剂盒参数2-21-27时间位点与自设2-20-28时间位点进行比较，延长酶促反应时间，使底物反应彻底，提高了精密度和准确性。检测结果的重复性比较恒定。

关键词：酶法血清钾测定时间点位比较

一、材料

1.1RANDOX生产的钾试剂盒及定值血清，批号LEVEV1062UE/1,LEVEV2128UN/3,血清钾浓度：X1=3.92mmol/L,X2=6.01mmol/L。

1.2血清钾标准液浓度：X1=2.50mmol/L,X2=8.00mmol/L.两点定标法定标。

1.3HITACHI7170A型全自动生化分析仪。

摘要：氯碱生产工艺方法多种多样，主要有水银法、苛化法、离子膜法、隔膜法等，其中离子膜法和隔膜法两种方法应用最为广泛。本文从氯碱生产角度入手，对离子膜法和隔膜法在化盐工段、电解工段、蒸发工段、氯氢处理工段的生产工艺进行了对比分析，从中窥探出两种生产工艺的优缺点。

关键词：氯碱生产工艺；离子膜法；隔膜法；优缺点

氯碱生产工业是我国基本化学工业中的基础工业，在化工业、纺织业、轻工业、冶炼业等广泛应用。众所周知，氯碱生产采用化学方法，生产制作过程中消耗大量能源，还会产生一定的环境污染问题。介于此，应当对现有氯碱生产工艺方法进行对比分析，为未来氯碱生产工艺方法创新进行借鉴。

1化盐工段

在这一阶段，对盐水标准进行比较分析。普通标准下，精盐水槽里面的氯化钾质量浓度为300～310g/L。采用隔膜法生产氯碱时，该种方法对盐水标准较低，无论有没有硫酸根，化盐中都不会积累硫酸根。所以，很多地下盐丰富地方，可以用卤水制造碱，资源消耗相对小，故资源优势明显[1]。但是，隔膜法使用寿命不长，为延长隔膜法运转时间，需要消除盐水中的钙镁离子、及固体悬浮颗粒物质等含量。部分企业采用氯碱工艺静制盐水，具体方式：第一，溶解盐时，循环使用盐水，溶解后的盐水中反应生成了Mg(OH)2物质；第二，使用碳酸钾，用于沉淀CaCO3；第三，反应后，对精盐水进行澄清；第四，使用砂滤器对澄清盐水进行过滤。通过以上操作，可进一步提升盐水质量。离子膜法在盐水工段的主要工作依然是除硫酸根，结束这一重要工作后，经过干盐饱和，再加入碳酸钾、氢氧化钾、氯化铁等物质，之后使用预处理器、膜过滤器进行处理，加入盐酸中和后，生成一次精盐水。将一次精盐水放置入螯合树脂塔中将钙镁离子控制到20ppb以下，得到二次精盐水，再对二次精盐水进行电解。这过程中，虽然可以达到预期目的，但是有污染问题。对此，对生产工艺进行改造，使用戈尔膜进行过滤，二次精盐水质量得以明显提升，对比发现，隔膜法对盐水标准较低，而离子膜法对盐水标准相对高一些。改造后的隔膜法、离子膜，盐水质量大幅度提升。

2电解工段

【原理】土壤里含有许多有机酸、无机酸、碱以及盐类等物质，各种物质的含量不同，使土壤显示出不同的酸碱性。土壤的酸碱性可以用酸度表示，即用pH值表示土壤的酸碱性。习惯上把pH值在6.5～7.5范围内的土壤叫中性土。土壤酸碱度的分级情况见下表。

土壤的酸碱度会影响作物生长，各种作物对土壤pH值的要求也是不同的。下表是一些主要农作物适宜生长的酸度范围。

测定土壤的酸度，一般用蒸馏水或盐溶液（常用氯化钾）提

取土壤中游离态或代换性的氢离子，然后用pH试纸或备有标准色阶的pH混合指示剂测定溶液的酸碱度。如果用pH计，测定的值更精确。

【操作】称取1g风干或新鲜土样，放入试管内，加入5mL蒸馏水，试管口加塞后充分振荡，放置澄清后用精密pH试纸（pH值在5.5～9.8）测定上层清液的酸度。

【说明】