電化學梯度英文解釋翻譯、電化學梯度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 electrochemical gra***nt

分詞翻譯：

電化學的英語翻譯：

【計】 electrochemistry
【化】 electrochemistry; galvano-chemistry
【醫】 electrochemistry; galvanochemistry

梯度的英語翻譯：

【計】 graded
【化】 gra***nt
【醫】 gra***nt

專業解析

電化學梯度（Electrochemical Gradient）是生物物理學和細胞生物學中的核心概念，指離子或分子在跨膜運輸時同時受到化學濃度差和電勢差雙重驅動力的綜合梯度。它由兩個相互關聯的組分構成：

化學梯度（Chemical Gradient）
指特定離子（如 Na⁺、K⁺、H⁺）或分子在細胞膜兩側的濃度差異。離子會自發地從高濃度區域向低濃度區域擴散（順濃度梯度）。
電勢梯度（Electrical Gradient）
指細胞膜兩側由于離子分布不均或主動轉運造成的電荷差異（膜電位）。帶電荷的離子會受到電場力的作用，陽離子會被吸引至帶負電的一側，陰離子則被吸引至帶正電的一側。

電化學梯度的生物學意義：

該梯度是細胞能量轉換和物質運輸的關鍵驅動力。例如：

主動轉運的能量來源：鈉鉀泵（Na⁺/K⁺-ATPase）消耗ATP建立起的Na⁺電化學梯度，為葡萄糖、氨基酸等物質的協同轉運（如Na⁺-葡萄糖同向轉運體）提供動力。
ATP合成的驅動力：線上粒體内膜和葉綠體類囊體膜上，電子傳遞鍊将質子（H⁺）泵出，形成跨膜質子電化學梯度（主要為電勢梯度Δψ和化學梯度ΔpH）。質子順此梯度回流時驅動ATP合酶合成ATP，這一過程稱為化學滲透假說。
神經信號傳導的基礎：神經元靜息膜電位主要依賴于K⁺的電化學平衡電位（接近K⁺的Nernst電位），動作電位的産生則涉及Na⁺、K⁺通道開放導緻的離子順電化學梯度流動。

定量描述：

離子（X）的電化學梯度（Δμ~X~）可通過其電化學勢能差表示：

Delta mu_X = RT lnleft(frac{[X]_out}{[X]_in}right) + zF Delta psi

其中：

R 為氣體常數
T 為絕對溫度
[X]~out~、[X]~in~ 為膜外、膜内離子濃度
z 為離子所帶電荷數
F 為法拉第常數
Δψ 為膜電位（膜内相對于膜外）

離子順電化學梯度移動（Δμ~X~ < 0）釋放能量，逆電化學梯度移動（Δμ~X~ > 0）則需消耗能量（如ATP水解或耦合其他離子順梯度移動）。

權威參考來源：

Alberts B, et al. Molecular Biology of the Cell. 6th ed. Garland Science. (Chapter 11: Membrane Transport)
Lodish H, et al. Molecular Cell Biology. 8th ed. W.H. Freeman. (Chapter 12: Cellular Energetics)
Purves D, et al. Neuroscience. 5th ed. Sinauer Associates. (Chapter 2: Electrical Signaling in Neurons)
National Center for Biotechnology Information (NCBI) Bookshelf: Physiology, Resting Potential
Nature Education: Scitable - Electrochemical Gradients and Secondary Active Transport

網絡擴展解釋

電化學梯度是生物學和電化學中的重要概念，其本質是離子或分子在跨膜運輸時受到的兩種梯度共同作用的總驅動力。以下是綜合多個權威來源的解釋：

1.定義與組成

電化學梯度由濃度梯度（化學梯度）和電位梯度（電梯度）兩部分組成：

濃度梯度：指物質（如離子）在膜兩側的濃度差異，驅動物質從高濃度區域向低濃度區域擴散（、）。
電位梯度：因膜兩側電荷分布不均形成的電勢差，影響帶電粒子的移動方向。例如，正電荷會向負電區域移動（、）。

在生物系統中，兩者往往同時存在，共同構成總驅動力（、）。

2.生物學中的典型例子

以線粒體内膜為例（、）：

質子（H⁺）跨膜轉運：通過電子傳遞鍊，質子被泵入線粒體膜間隙，形成高濃度區域（化學梯度）。
電荷積累：膜間隙積累正電荷，基質側為負電荷，産生電位差（電梯度）。
綜合效應：質子濃度差（ΔpH）和電位差共同組成質子電化學梯度，儲存能量用于ATP合成。

3.功能與意義

能量轉換：電化學梯度儲存的勢能可轉化為化學能（如ATP生成）或用于物質跨膜運輸（、）。
細胞調控：通過調節離子通道或載體的開閉，細胞控制物質運輸方向（順梯度擴散或逆梯度主動運輸）（、）。
跨膜過程的基礎：神經沖動傳導、光合作用、細胞呼吸等均依賴電化學梯度（、）。

4.數學表達

電化學梯度（Δμ）可通過以下公式量化： $$ Δμ = RT ln{frac{[C]_外}{[C]_内}} + zFΔψ $$ 其中：

( R )為氣體常數，( T )為溫度；
( [C]_外 )和( [C]_内 )為膜内外濃度；
( z )為離子電荷數，( F )為法拉第常數，( Δψ )為電位差。

電化學梯度是生物膜兩側濃度差與電位差的綜合體現，為細胞能量轉換和物質運輸提供驅動力。其動态平衡對維持細胞功能至關重要。