[简答题]钾、钙、磷在植物细胞中的分隔化特征及相应的生理功能

参考答案: 1）钙：植物组织的全钙含量中有较大一部分存在于细胞壁中（质外体）。大多数被子植物的草酸钙晶体局限在叶细胞的液泡中，有时它可以作为某些植物种的特定产物排列为晶体细胞。在一些细胞壁中的果胶酸结合钙离子能力较低的植物中，在质外体沉积草酸钙是代替液泡中草酸钙沉积的另一种分室机制。钙浓度较高和较低区的分室很明显，在细胞壁、中胶层、质膜外表面、内质网和液泡中都能发现高浓度的钙。细胞质中钙浓度极低，大部分钙存在于液泡中，尤其在叶片的液泡化细胞中，它作为无机和有机阴离子的平衡离子对阴阳离子的平衡有很大的作用，主要生理功能是：稳定细胞壁、稳定细胞膜结构、保持膜的完整性。
2）钾：钾在质外体中的浓度很低，在细胞液和叶绿体中钾的浓度维持在100~200mmol/L之间，且功能不能被其他离子所代替，液泡中K+的浓度变化在10~200mmol/L之间，保卫细胞中可达到500mmol/L，K+在细胞扩展及其他由膨压驱动的过程中的作用与其在液泡中的浓度有关。K+在质外体中的浓度非常的低。为了便于K+在不同的细胞分室和细胞间的快速运输，膜需要有K+通道，其通过速率比载体和泵运输快三个数量级。K+直接作为溶质改变分室中的渗透势以及膨压，也能作为电荷载体改变膜电位。
3）磷：液泡是细胞中磷的贮存库，而细胞质则是磷的代谢库。细胞内磷的分布情况：细胞质含磷稳定，液泡中磷的含量易变动。尽管植物细胞中的含磷化合物存在着分隔现象，但在植物各部分和不同组分的磷又是可以相互转化的。在充分供磷时，总磷量的85%~95%存在于液泡中，在缺磷的植物叶片中，几乎所有的Pi均位于细胞质及叶绿体中，即在代谢库中。在叶片中，叶绿体基质中Pi在叶绿体与细胞液之间的分室化强烈的影响着光合作用以及光-暗周期交替中碳的分配。