植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及吸收

關(guān)于植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及吸收第一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日2、植物必需的礦質(zhì)元素（1）植物必需礦質(zhì)元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1、缺乏該元素，植物發(fā)生生長(zhǎng)發(fā)育障礙，不能完成生活史2、除去該元素，植物表現(xiàn)出專(zhuān)一缺素癥，該癥狀可預(yù)防和恢復(fù)3、該元素在植物營(yíng)養(yǎng)生理上表現(xiàn)為直接效果，不是通過(guò)改善土壤或培養(yǎng)基的理化條件產(chǎn)生的間接效果（2）植物必需的礦質(zhì)元素及其研究方法

溶液培養(yǎng)法：solutionculturemethod—水培法在含有全部或部分營(yíng)養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法

砂基培養(yǎng)法：sandculturemethod

用洗凈的石英砂或玻璃球等加入含有全部或部分營(yíng)養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法

大量元素：C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg含量>0.1%必需元素

微量元素:Fe、Mg、B、Zn、Cu、Mo、Cl含量<0.01%第二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日（3）植物必需礦質(zhì)元素的生理作用

a、細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分

b、植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，酶的活化劑

c、電化學(xué)作用，離子濃度調(diào)節(jié)，膠體穩(wěn)定，電荷中和礦質(zhì)元素的主要作用及缺素癥狀：元素吸收狀態(tài)主要作用缺素癥N無(wú)機(jī)：銨態(tài)、硝態(tài)結(jié)構(gòu)組分（蛋白、核酸）植株矮小有機(jī)：尿素酶組分，催化葉綠素少，黃白重要化合物組分（葉綠素、根系細(xì)、分枝少激素、ATP、NAD等）花少，子粒不飽滿(mǎn)（老葉癥）P正磷酸鹽結(jié)構(gòu)組分（蛋白、核酸）植株矮小重要化合物組分（ATP、CoA、葉深綠或發(fā)紅NAD等）成熟期延遲參與糖代謝光合呼吸糖運(yùn)輸產(chǎn)量下降參與N代謝硝酸還原抗性減弱參與脂代謝脂肪分解（老葉癥）

第三頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日元素吸收狀態(tài)主要作用缺素癥K離子態(tài)酶的活化劑易倒伏，抗性下降滲透調(diào)節(jié)劑葉綠素破壞，有黃斑與蛋白合成有關(guān)葉片卷曲與糖合成及運(yùn)輸有關(guān)（老葉癥）

S硫酸根離子含硫氨基酸組分植株矮小生物活性物組分（維生素、葉黃CoA、GSH等）影響氧化還原過(guò)程（幼葉癥）Ca離子細(xì)胞壁組分生長(zhǎng)點(diǎn)受損穩(wěn)定細(xì)胞膜、參與染色體結(jié)構(gòu)葉簇生結(jié)合有機(jī)酸，避免酸毒害葉間葉緣黃化酶的活化劑焦?fàn)顗乃离x子拮抗早衰、少結(jié)實(shí)第二信使（幼葉癥）Mg離子葉綠素組分葉失綠酶的活化劑出現(xiàn)褐色斑促核糖體大小亞基結(jié)合（老葉癥）第四頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日元素吸收狀態(tài)主要作用缺素癥Fe離子參與氧化還原反應(yīng)失綠影響葉綠素合成（幼葉癥）Mn離子酶活化劑失綠、棕色斑參與光合作用水的光解葉綠體結(jié)構(gòu)組分（幼葉癥）B離子促進(jìn)糖運(yùn)輸根尖分生組織死亡影響生殖過(guò)程花粉發(fā)育不全抑制有毒酚類(lèi)物合成（幼葉癥）

Zn

離子影響生長(zhǎng)素合成果樹(shù)小葉碳酸苷酶組分枝條叢生酶的活化劑禾谷類(lèi)脈間失綠（老葉癥）Cu離子某些氧化酶組分幼葉萎蔫白色葉斑參與光合、質(zhì)體藍(lán)素組分（幼葉癥）Mo離子硝酸還原酶、固氮酶組分脈間失綠、葉小卷曲（幼葉癥）Cl離子保持電化學(xué)平衡生長(zhǎng)慢、葉小易萎蔫促進(jìn)光合作用氧的釋放和

NADP還原第五頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日二、植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收（一）植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2、植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收（1）被動(dòng)吸收（passiveabsorption）：細(xì)胞不需消耗代謝能量，由于擴(kuò)散作用或其他物理過(guò)程的影響而進(jìn)行的礦質(zhì)元素的吸收過(guò)程

a：擴(kuò)散作用

簡(jiǎn)單擴(kuò)散：氣體、水分子等小分子物質(zhì)或脂透性物質(zhì)通過(guò)質(zhì)膜由高濃向低濃進(jìn)行的擴(kuò)散。

協(xié)助擴(kuò)散：非脂透性物質(zhì)借助膜上特定的物質(zhì)協(xié)助由高濃向低濃進(jìn)行的擴(kuò)散。動(dòng)力：濃度梯度

b：杜南平衡：由于細(xì)胞內(nèi)不可擴(kuò)散的帶電離子的存在使細(xì)胞逆濃度梯度累積相反電荷離子的作用。作用達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外可擴(kuò)散的陰陽(yáng)離子濃度積相等，該平衡稱(chēng)杜南平衡。動(dòng)力：電化學(xué)勢(shì)梯度第六頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日（2）主動(dòng)吸收（activeabsorption）：細(xì)胞利用呼吸作用釋放的能量作功而逆著電化學(xué)勢(shì)梯度吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程。特點(diǎn)：具有選擇性和累積作用與呼吸作用密切相關(guān)（缺氧、溫度低、應(yīng)用呼吸解偶聯(lián)劑時(shí)吸收弱）動(dòng)力：呼吸作用釋放的能量a：載體學(xué)說(shuō)：

證據(jù)：飽和效應(yīng):離子吸收速度不與濃度成正比當(dāng)離子濃度較低時(shí)，隨著濃度升高，運(yùn)輸速度增大，達(dá)到一定濃度后，濃度升高運(yùn)輸速度不變。

離子競(jìng)爭(zhēng)：不同離子運(yùn)輸過(guò)程中具有競(jìng)爭(zhēng)性抑制現(xiàn)象

載體本質(zhì)：蛋白質(zhì)—載體又稱(chēng)透過(guò)酶：指質(zhì)膜上具有專(zhuān)門(mén)運(yùn)送物質(zhì)功能的蛋白質(zhì)

載體作用方式：擴(kuò)散模型變構(gòu)模型b：離子泵學(xué)說(shuō)：

中性質(zhì)子泵：吸收離子時(shí)外排相同電荷的離子，結(jié)果不產(chǎn)生電勢(shì)差。Na+/K+交換泵

電致泵：H+泵，H-ATP酶，分解ATP放能，將H逆濃度梯度泵出質(zhì)膜，形成pH梯度和電勢(shì)差，該電勢(shì)差是離子進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)力第七頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日（3）胞飲作用（pinocytosis）：物質(zhì)吸附于質(zhì)膜上，通過(guò)膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的吸收物質(zhì)及液體的過(guò)程。

——非選擇性吸收離子命運(yùn)：留于細(xì)胞質(zhì)或進(jìn)入液泡第八頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日（二）植物體對(duì)礦質(zhì)元素的吸收1、吸收部位根尖根毛區(qū)2、吸收過(guò)程

a：交換吸附到根細(xì)胞表面非代謝性不需消耗能量b：離子進(jìn)入自由空間通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入水自由空間通過(guò)杜南平衡進(jìn)入杜南自由空間c：離子進(jìn)入共質(zhì)體及共質(zhì)體內(nèi)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸為主，被動(dòng)運(yùn)輸、胞飲作用為輔，通過(guò)胞間連絲運(yùn)輸d：離子釋放入導(dǎo)管主動(dòng)運(yùn)輸?shù)诰彭?yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日3、吸收特點(diǎn)

a：與水分吸收既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立隨水分吸收，反過(guò)來(lái)又是吸水動(dòng)力水分為被動(dòng)吸收為主，礦質(zhì)以主動(dòng)吸收為主，二者不成正比b：選擇性吸收不同植物對(duì)離子吸收不同同一植物對(duì)同一鹽分的陰陽(yáng)離子吸收不同生理酸性鹽：如（NH4）2SO4，根對(duì)陽(yáng)離子吸收大于陰離子，結(jié)果較多的H+交換進(jìn)入土壤溶液，使之成酸性的鹽生理堿性鹽：如NaNO3，根對(duì)陰離子吸收大于陽(yáng)離子，結(jié)果較多的HCO3-交換進(jìn)入土壤溶液，使之成堿性的鹽生理中性鹽：如NH4NO3，根對(duì)陰陽(yáng)離子吸收相等，結(jié)果土壤溶液pH不變的鹽

c：?jiǎn)嘻}毒害和離子拮抗單鹽毒害：只含一種礦質(zhì)離子的溶液對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生毒害的現(xiàn)象

離子拮抗：發(fā)生單鹽毒害的溶液中加入不同價(jià)離子，毒害被減弱或消除的現(xiàn)象

平衡溶液：選擇幾種必要的礦質(zhì)元素按一定比例配成的可使植物生長(zhǎng)良好的溶液第十頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日4、影響礦質(zhì)元素吸收的條件a：溫度——影響呼吸，影響主動(dòng)運(yùn)輸，影響細(xì)胞質(zhì)粘性過(guò)高：酶鈍化，細(xì)胞透性增加過(guò)低：代謝弱，主動(dòng)吸收慢，細(xì)胞質(zhì)粘性大b：通氣——影響呼吸，影響主動(dòng)運(yùn)輸c：土壤濃度——初時(shí)隨濃度增高吸收增加，后出現(xiàn)飽和效應(yīng)，過(guò)高燒苗d：pH——直接影響：蛋白質(zhì)中‘氨基酸的帶電性高——易吸收陽(yáng)離子低——易吸收陰離子間接影響：影響礦質(zhì)的溶解度

N、P、K、S、Ca、Mg中性有效吸收

Mn、B、Cu、Zn微酸性有效吸收

Fe酸性有效吸收影響土壤微生物的活動(dòng)e：離子互作第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日三、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的同化礦質(zhì)元素的同化：植物從土壤中吸收到的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物合成轉(zhuǎn)化為復(fù)雜有機(jī)養(yǎng)料的過(guò)程。以N為例：三個(gè)問(wèn)題：1、NO3-中氧化態(tài)的N如何還原為Pr中NH4+態(tài)的N2、NH4+態(tài)的N如何參與Pr底物氨基酸的組成3、土壤中的N如何再生第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日1、NO3-——NO2–催化酶：硝酸還原酶——黃素鉬蛋白誘導(dǎo)酶：植物體本身不具有，但在一定外來(lái)物質(zhì)影響下可形成的酶反應(yīng)位置：細(xì)胞質(zhì)中供氫體和電子供體：糖酵解中產(chǎn)生的NADH（還原型輔酶1）NADHFAD+Mo5+NO3-NAD+FADHMo6+NO2-NO3-+

NADH+H+NO2-+NAD++H2ONO2-——NH4+催化酶：亞硝酸還原酶反應(yīng)位置：葉綠體中供氫體和電子供體：光合作用中產(chǎn)生的Fd（還原型鐵氧還蛋白）NO2-+6e

-+8H+NH4++

2H2O第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日2、氨同化還原氨基化NH4++a—酮戊二酸+

NADH+H+

谷氨酸+NAD++H2O形成酰胺NH3+谷氨酸+ATP谷氨酰胺

+H2O+ADP+Pi谷氨酰胺

+a—酮戊二酸+

NADH+H+2谷氨酸+NAD+轉(zhuǎn)氨基作用