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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 高分子 » 高分子物理 » 什么是“多南平衡”呀
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gaojs鐵桿木蟲 (正式寫手)
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[求助]
什么是“多南平衡”呀
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| 在看一本書，上面提到“多南平衡”，好像是跟半透膜有關的，百度也沒有查到，誰能給我解釋下，多謝�。�！ |
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2樓2012-02-27 20:35:26
zznjut(金幣+5): 不給你EPI，多給你BB 2012-02-28 09:01:51
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看在60個金幣的份上我還是幫忙復制粘帖一下吧 百度百科 [box=yellow]中文名稱：唐南平衡 英文名稱：Donnan equilibrium 定義：由于半透膜兩側有蛋白質的不均勻分布，致使可擴散的小分子物質在膜兩側達到平衡時亦出現不等分布的一種平衡。 應用學科：生物化學與分子生物學（一級學科）；生物膜（二級學科） 定義：在大分子電解質溶液中，因大離子不能透過半透膜，而小粒子受大離子電荷影響，能夠透過半透膜，當滲透達到平衡時，膜兩邊小離子濃度不相等，這種現象叫唐南(Donnan)平衡或膜平衡.由英國物理化學家唐南提出。 唐南平衡的性質：對于滲析平衡體系，若半透膜一側的不能透過膜的大分子或膠體粒子帶電，則體系中本來能自由透過膜的小離子在膜的兩邊的濃度不再相等，產生了附加的滲透壓，此即唐南效應或稱唐南平衡。 具體地說：若一側為NaCl溶液(下稱溶液1)，其離子能自由透過膜；另一側為NaR溶液(下稱溶液2)，其中R-離子不能透過膜。在兩溶液均為稀溶液時，可以其離子活度視作離子濃度。于是在平衡時，[Na+]1[Cl-]1=[Na+]2[C1-]2。因[Na+]1=[C1-]1，[Na+]2=[R-]2+[Cl-]2，于是[Na+]1[C1-]1=[Cl-]12，[Na+]2[C1-]2=([R-]2+[Cl-]2=[Cl-]2=[R-]2[C1-]2+[C1-]2。比較上述關系后可見：在平衡時，[C1-]1>[C1-]2；[Na+]1<[Na+]2。也就是說，在平衡時，上述系統中的Na+，C1-和R-都是不均勻的。此理論可用于解釋離子交換樹脂對溶液中的離子進行交換時的平衡關系。 圖1.唐南平衡產生靜息膜電位，同樣膠體懸浮如果有個濃度梯度，宏觀電場將在頂部和底部產生電荷不平衡。 唐南勢 能斯特關系給出了可滲透離子處于平衡態(tài)時的跨膜勢，即維持平衡濃度差所需要的電壓。而唐南平衡產生靜息膜電位，這個電壓將造成離子濃度差�；罴毎卸喾N滲透離子，為簡化我們只考慮Na+、K+、Cl－三種離子。 在細胞內存在蛋白質、核酸和呈負電性的大分子，這些大分子是不滲透的，由此產生膜電位，而此時的離子濃度不再由初始濃度和電中性條件決定。輸入Na+的同時可以排出K+或拉入Cl－，平衡時各種滲透離子分別以相同的ΔV 值達到能斯特平衡。 以鈉離子為例，有ΔV=－(kBT/q) ln[(c1,Na+)/(c2,Na+)]，鉀和氯類似。即有：(c1,Na+)/(c2,Na+)= (c1,K+)/(c2,K+)=(c2,Cl－)/( c1,Cl－)吉布斯-唐納關系，ΔV 為系統的唐南勢。維持唐南勢并不需要消耗能量，這是平衡態(tài)，是自由能最小態(tài)的特征。 滲透壓與唐南平衡 由于大分子數量并不多，它對滲透壓的貢獻我們暫時忽略，而小離子數目遠超過大分子其形成的滲透壓就會大得多，即使不帶電的分子（如糖）產生的滲透壓能夠抵消一部分，但最終的滲透壓仍足夠使細胞破裂。唐南平衡給出了滿足電滲平衡、電中性的唯一解，但此解并不一定滿足最小滲透壓的要求。事實上植物、海藻、真菌的細胞都有一層細胞壁他們能偶阻擋很高的滲透壓，植物也正是利用了源自滲透壓的剛性作為結構支持。 活細胞不處于唐南平衡 動物細胞沒有細胞壁，但為什么沒有被滲透壓擠破呢？按照唐南平衡，細胞內陰性高分子離子的存在將導致(c1,Na+)<(c2,Na+)，(c1,K+)<(c2,K+)，(c2,Cl－)<( c1,Cl－)；但實際情況Na+并不滿足這個關系，K+也不是定量吻合的，并且在所有動物細胞都有著類似現象。Na+能斯特勢不但與實際膜電位ΔV 相反，其值也相差很多，鈉離子濃度胞外是胞內8.8倍。產生這樣效應的根本原因是，活細胞總是動態(tài)的而遠離平衡態(tài)。細胞必須總是不斷的燃燒食物來抵御趨于平衡的趨勢，也正是因為這樣能量才能夠與離子跨膜泵相偶聯，所以活細胞是遠離唐南平衡的。觀察神經細胞放入冰箱后的反應，可以給我們以啟示。冷到冰點使神經細胞代謝停止，細胞會突然失去維持非平衡例子濃度差的能力，同時也失去控制內部體積和滲透調節(jié)的能力。 滲透壓調節(jié)與疾病 某些遺傳缺陷也能夠影響滲透調節(jié)，例如患有遺傳性球形紅細胞增多癥的患者，其紅細胞的質膜比正常紅細胞質膜更容易被鈉離子滲透。受損的細胞必須比正常的細胞更努力的工作才能將更多的鈉泵出，這就需要產生更多的ATP。所以球形細胞的糖酵解率往往較正常紅細胞增加20%～30%，以補償大量ATP 的消耗。ATP 的相對缺乏使膜上鈣-活性ATP 酶受到抑制，鈣容易沉積在膜上。胞膜中肌動凝蛋白（actomyosin）由溶膠變?yōu)槟z，因而紅細胞膜變僵硬，喪失柔韌性。由于細胞膜變形性和柔韌性減退而被阻留在脾索內，大量紅細胞在脾索內滯留過程中，ATP 及葡萄糖進一步消耗，代謝缺陷變形加劇，終至破壞而溶解。[/box] |
3樓2012-02-27 22:17:56
zznjut(金幣+5): 歡迎交流 2012-02-28 09:01:33
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不好意思，好久沒弄discuz代碼，相當不熟悉了，上面沒有編輯好，有不能更改，重新復制粘帖一個英文的吧 from wikipedia Donnan equilibrium across a cell membrane (schematic)The Gibbs–Donnan effect (also known as the Donnan effect, Donnan law, Donnan equilibrium, or Gibbs–Donnan equilibrium) is a name for the behavior of charged particles near a semi-permeable membrane to sometimes fail to distribute evenly across the two sides of the membrane.[1] The usual cause is the presence of a different charged substance that is unable to pass through the membrane and thus creates an uneven electrical charge.[2] For example, the large anionic proteins in blood plasma are not permeable to capillary walls. Because small cations are attracted, but are not bound to the proteins, small anions will cross capillary walls away from the anionic proteins more readily than small cations Some ionic species can pass through the barrier while others cannot. The solutions may be gels or colloids as well as solutions of electrolytes, and as such the phase boundary between gels, or a gel and a liquid, can also act as a selective barrier. The electric potential arising between two such solutions is called the Donnan potential. The effect is named after the physicist Josiah Willard Gibbs and the chemist Frederick G. Donnan. The Donnan equilibrium is prominent in the triphasic model for articular cartilage proposed by Mow and Lai, as well as in electrochemical fuel cells and dialysis. The Donnan effect is extra osmotic pressure attributable to cations (Na+ and K+) attached to dissolved plasma proteins[/box] |
4樓2012-02-27 22:24:42
5樓2012-02-27 22:26:15
iam一棵小草
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6樓2012-02-28 08:47:03
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7樓2012-02-28 08:47:17
gaojs
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8樓2012-02-29 08:58:51
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