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植物在逆境中的生存之道
低温是一种常见的逆境胁迫，会造成植物细胞脱水和机械损伤，破坏细胞膜的完整性，使内容物泄漏，抑制植物生长。高等植物中，细胞会重新密封因低温而破裂的细胞膜，以此减少对细胞活性的伤害。该密封修复过程需要胞吞以及胞吐囊泡运输的共同参与。胞吐囊泡可为细胞受损部位提供膜结构，以减小质膜张力，而胞吞囊泡可回收受损部位的膜结构。
植物还需要对外界溶液浓度变化作出实时反应，才能保证细胞膜的完整性。当植物处于高浓度溶液环境时，细胞失水导致细胞膜损伤，情况严重时会导致细胞死亡，相反，低浓度溶液中细胞吸水，导致细胞体积变大，细胞膜表面积增加。为应对胞外溶液浓度变化引起的细胞体积与表面积比率变化，植物需要对胞吞和胞吐途径进行相应调整，以维持单位面积细胞膜蛋白合适的种类和数量。研究发现，高浓度溶液处理时，植物在增强根部细胞胞吞作用的同时会减弱胞吐作用；相反，低浓度溶液处理时植物在减弱根部细胞胞吞作用的同时会增强胞吐作用。
网格蛋白是一类参与胞吞过程的蛋白质。当被转运物质与膜上受体结合后，网格蛋白聚集在膜下的一侧，逐渐形成直径50～100nm的细胞膜凹陷，称为网格蛋白有被小窝，一种小分子GTP结合蛋白在深陷有被小窝的颈部组装成环，发动蛋白水解与其结合的GTP形成颈部缢缩，最终脱离细胞膜形成网格蛋白包被膜泡，几秒钟后，网格蛋白便脱离膜泡返回细胞膜附近重复使用（如图所示）。网格蛋白损伤的拟南芥在胞外溶液浓度过高时，比野生型拟南芥更易受损，这进一步证明了胞吞和胞吐途径的协同调控对植物适应外界溶液浓度变化具有重要作用。

（1）低温会导致植物细胞细胞膜的流动性

降低

降低

，严重的低温会导致细胞膜破裂，植物细胞可以通过

胞吞和胞吐

胞吞和胞吐

过程重新密封破裂的细胞膜。
（2）低浓度溶液处理时，植物根部细胞增强胞吐作用并减弱胞吞作用的目的是

维持单位面积细胞膜蛋白合适的种类和数量，以保证细胞膜的完整性

维持单位面积细胞膜蛋白合适的种类和数量，以保证细胞膜的完整性

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（3）GTP的结构与ATP相似，网格蛋白包被膜泡形成过程中，GTP被水解为

GDP和Pi

GDP和Pi

。从结构决定功能的角度，解释网格蛋白损伤的拟南芥对高浓度溶液更不耐受这一现象：

网格蛋白损伤的拟南芥囊泡形成受阻，对于胞吞和胞吐过程不利

网格蛋白损伤的拟南芥囊泡形成受阻，对于胞吞和胞吐过程不利

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