植物的礦質(zhì)營養(yǎng)及吸收

關(guān)于植物的礦質(zhì)營養(yǎng)及吸收第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2、植物必需的礦質(zhì)元素（1）植物必需礦質(zhì)元素的評價標(biāo)準(zhǔn)：1、缺乏該元素，植物發(fā)生生長發(fā)育障礙，不能完成生活史2、除去該元素，植物表現(xiàn)出專一缺素癥，該癥狀可預(yù)防和恢復(fù)3、該元素在植物營養(yǎng)生理上表現(xiàn)為直接效果，不是通過改善土壤或培養(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2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（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（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3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月元素吸收狀態(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）影響氧化還原過程（幼葉癥）Ca離子細(xì)胞壁組分生長點(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4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月元素吸收狀態(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程花粉發(fā)育不全抑制有毒酚類物合成（幼葉癥）

Zn

離子影響生長素合成果樹小葉碳酸苷酶組分枝條叢生酶的活化劑禾谷類脈間失綠（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)平衡生長慢、葉小易萎蔫促進(jìn)光合作用氧的釋放和

NADP還原第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月二、植物對礦質(zhì)元素的吸收（一）植物細(xì)胞對礦質(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)胞對礦質(zhì)元素的吸收（1）被動吸收（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程的影響而進(jìn)行的礦質(zhì)元素的吸收過程

a：擴(kuò)散作用

簡單擴(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，細(xì)胞內(nèi)外可擴(kuò)散的陰陽離子濃度積相等，該平衡稱杜南平衡。動力：電化學(xué)勢梯度第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）主動吸收（activeabsorption）：細(xì)胞利用呼吸作用釋放的能量作功而逆著電化學(xué)勢梯度吸收礦質(zhì)元素的過程。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)劑時吸收弱）動力：呼吸作用釋放的能量a：載體學(xué)說：

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，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。

離子競爭：不同離子運(yùn)輸過程中具有競爭性抑制現(xiàn)象

載體本質(zhì)：蛋白質(zhì)—載體又稱透過酶：指質(zhì)膜上具有專門運(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：

中性質(zhì)子泵：吸收離子時外排相同電荷的離子，結(jié)果不產(chǎn)生電勢差。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梯度和電勢差，該電勢差是離子進(jìn)入細(xì)胞的動力第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）胞飲作用（pinocytosis）：物質(zhì)吸附于質(zhì)膜上，通過膜的內(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8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）植物體對礦質(zhì)元素的吸收1、吸收部位根尖根毛區(qū)2、吸收過程

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)入自由空間通過自由擴(kuò)散進(jìn)入水自由空間通過杜南平衡進(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)輸主動運(yùn)輸為主，被動運(yùn)輸、胞飲作用為輔，通過胞間連絲運(yùn)輸d：離子釋放入導(dǎo)管主動運(yùn)輸?shù)?頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月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，反過來又是吸水動力水分為被動吸收為主，礦質(zhì)以主動吸收為主，二者不成正比b：選擇性吸收不同植物對離子吸收不同同一植物對同一鹽分的陰陽離子吸收不同生理酸性鹽：如（NH4）2SO4，根對陽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，根對陰離子吸收大于陽離子，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，根對陰陽離子吸收相等，結(jié)果土壤溶液pH不變的鹽

c：單鹽毒害和離子拮抗單鹽毒害：只含一種礦質(zhì)離子的溶液對植物生長發(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良好的溶液第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月4、影響礦質(zhì)元素吸收的條件a：溫度——影響呼吸，影響主動運(yùn)輸，影響細(xì)胞質(zhì)粘性過高：酶鈍化，細(xì)胞透性增加過低：代謝弱，主動吸收慢，細(xì)胞質(zhì)粘性大b：通氣——影響呼吸，影響主動運(yùn)輸c：土壤濃度——初時隨濃度增高吸收增加，后出現(xiàn)飽和效應(yīng)，過高燒苗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e：離子互作第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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單無機(jī)物合成轉(zhuǎn)化為復(fù)雜有機(jī)養(yǎng)料的過程。以N為例：三個問題：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12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月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13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月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)氨基作用谷氨酸