離子膜(細(xì)胞膜超基礎(chǔ))

1.細(xì)胞膜基礎(chǔ)知識(shí) 超基礎(chǔ)

細(xì)胞膜（cell membrane）又稱(chēng)細(xì)胞質(zhì)膜（plasma membrane）。細(xì)胞表面的一層薄膜。有時(shí)稱(chēng)為細(xì)胞外膜或原生質(zhì)膜。細(xì)胞膜的化學(xué)組成基本相同，主要由脂類(lèi)、蛋白質(zhì)和糖類(lèi)組成。各成分含量分別約為50%、42%、2%~8%。此外，細(xì)胞膜中還含有少量水分、無(wú)機(jī)鹽與金屬離子等。

細(xì)胞膜是防止細(xì)胞外物質(zhì)自由進(jìn)入細(xì)胞的屏障，它保證了細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定，使各種生化反應(yīng)能夠有序運(yùn)行。但是細(xì)胞 必須與周?chē)h(huán)境發(fā)生信息、物質(zhì)與能量的交換，才能完成特定的生理功能。因此細(xì)胞必須具備一套物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體系，用來(lái)獲得所需物質(zhì)和排出代謝廢物，據(jù)估計(jì)細(xì)胞膜上與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的蛋白占核基因編碼蛋白的15~30%，細(xì)胞用在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方面的能量達(dá)細(xì)胞總消耗能量的三分之二。 原始生命向細(xì)胞進(jìn)化所獲得的重要形態(tài)特征之一，是生命物質(zhì)外面出現(xiàn)了一層膜性結(jié)構(gòu)，即細(xì)胞膜。細(xì)胞膜位于細(xì)胞表面，厚度通常為7~8nm，由脂類(lèi)和蛋白質(zhì)組成。它最重要的特性是半透性，或稱(chēng)選擇透過(guò)性，對(duì)進(jìn)出入細(xì)胞的物質(zhì)有很強(qiáng)的選擇透過(guò)性。細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)總稱(chēng)為生物膜（biomembrane），具有相同的基本結(jié)構(gòu)特征。 細(xì)胞膜又稱(chēng)質(zhì)膜（plasmalemma），是位于原生質(zhì)體外圍、緊貼細(xì)胞壁的膜結(jié)構(gòu)。組成質(zhì)膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂類(lèi)，以及少量的多糖、微量的核酸、金屬離子和水。在電子顯微鏡下，用四氧化鋨固定的細(xì)胞膜具有明顯的“暗-明-暗”三條平行的帶，其內(nèi)、外兩層暗帶由蛋白質(zhì)分子組成，中間一層明帶由雙層脂類(lèi)分子組成，三者的厚度分別約為2.5 nm、3.5 nm和2.5nm，這樣的膜稱(chēng)為單位膜（unit membrane）或生物膜（biomembrane）

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2.離子膜電解法的基本概念

這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)用于氯堿的生產(chǎn)，海水和苦咸水的淡化，工業(yè)用水和超純水的制備，酶、維生素與氨基酸等藥品的精制，電鍍廢液的回收，放射性廢水的處理等方面，其中應(yīng)用最廣泛、成效最顯著的是氯堿工業(yè)。在氯堿工業(yè)中，利用陽(yáng)離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來(lái)制造氯氣、氫氣和高純度的燒堿（氫氧化鈉）或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業(yè)公司制成全氟羧酸型離子交換膜，首先實(shí)現(xiàn)離子膜電解法制燒堿，同年日本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

3.離子膜有哪些類(lèi),各有什么特點(diǎn)

管式膜主要應(yīng)用于管式膜組件

管式膜組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、壓力損失小、透過(guò)量大，清洗、安裝方便、可耐高壓，適宜處理高粘度及稠厚液體。但比表面積小，適于微濾和超濾。

中空纖維膜

外形像纖維狀，具有自主支撐作用的膜。它是非對(duì)稱(chēng)膜的一種，其致密層可位于纖維的外表面，如反滲透膜，也可位于纖維的內(nèi)表面（如微濾膜和超濾膜）。對(duì)氣體分離膜來(lái)說(shuō)，致密層位于內(nèi)表面或外表面均可。

擴(kuò)散性膜

擴(kuò)散性膜亦稱(chēng)“分離膜”。一種具有微細(xì)多孔結(jié)構(gòu)的金屬膜片。微孔可限制普通氣流，而容許擴(kuò)散流通過(guò)，因此可以利用質(zhì)量差異來(lái)進(jìn)行同位素分離。它的研制是氣體擴(kuò)散廠的主要技術(shù)關(guān)鍵。

離子交換膜

? 離子交換膜主要用于荷電物質(zhì)（通常指電解質(zhì)）的分離。基本原理是利用陰、陽(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)性來(lái)分離或濃縮溶液中的電解質(zhì)。

選擇性膜

選擇性透過(guò)膜是具有活性的生物膜，它對(duì)物質(zhì)的通過(guò)既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜。因此，具有選擇透過(guò)性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過(guò)，活性的生物膜才具有選擇透過(guò)性

反滲透膜

納濾膜

超濾膜

微濾膜

4.心肌細(xì)胞膜電位的離子基礎(chǔ)是什么

心肌在靜息狀態(tài)時(shí)，膜內(nèi)電位負(fù)于膜外，約為-90mV，處在極化狀態(tài)，是由于心肌細(xì)胞內(nèi)高濃度的K+外流所造成的。

心肌細(xì)胞興奮時(shí)，發(fā)生去極化進(jìn)而復(fù)極化形成動(dòng)作電位（actionpotentia1,AP）。在膜電位變化過(guò)程中，離子通道經(jīng)歷關(guān)閉，開(kāi)放和失活的轉(zhuǎn)變。

AP分為5個(gè)時(shí)相，0相為快速去極，是Na+快速內(nèi)流所致。1相為快速?gòu)?fù)極初期，由K+短暫外流所致。

2相平臺(tái)期為緩慢復(fù)極，由Ca2+及少量Na+內(nèi)流與K+外流所致。3相為快速?gòu)?fù)極末期，由K+外流所致。

0相至3相的AP時(shí)程稱(chēng)動(dòng)作電位時(shí)程（,APD）。4相為靜息期，非自律細(xì)胞的膜電位維持在靜息水平，4相自動(dòng)去極化是由一種Na+內(nèi)向電流所致，在自律性細(xì)胞則為自發(fā)性舒張期去極化。

5.離子交換膜原理過(guò)程是怎么樣的

離子交換膜原理過(guò)程： 1，陽(yáng)離子交換膜有一種特殊的性質(zhì)，即它只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而阻止陰離子和氣體通過(guò)，也就是說(shuō)只允許Na+通過(guò)，而Cl-,OH-和氣體則不能通過(guò).這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。

2，精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽(yáng)極室；純水（加入一定量的NaOH溶液）加入陰極室.通電時(shí)，H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過(guò)離子膜由陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室，導(dǎo)出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽(yáng)極表面放電生成Cl2.電解后的淡鹽水從陽(yáng)極導(dǎo)出，可重新用于配制食鹽水。