1、12? ?3 了解植物必需的礦質元素及其主要生理生化作了解植物必需的礦質元素及其主要生理生化作用；用； 掌握植物細胞和根系對礦質元素吸收特點及影掌握植物細胞和根系對礦質元素吸收特點及影響因素；響因素； 了解植物氮代謝的過程及硝酸鹽還原過程的特了解植物氮代謝的過程及硝酸鹽還原過程的特點；點； 了解礦物質在植物體內運輸特點；了解礦物質在植物體內運輸特點； 弄清作物合理施肥的生理基礎。弄清作物合理施肥的生理基礎。4第一節第一節 植物必需的礦質元素植物必需的礦質元素1 1 植物體內的元素與類別植物體內的元素與類別1.1 1.1 礦質元素與非礦質元素礦質元素與非礦質元素1 1）：將植物烘干并充分燃燒后，

2、余下一將植物烘干并充分燃燒后，余下一些不能揮發的殘燼稱為灰分，而以氧化物形式存些不能揮發的殘燼稱為灰分，而以氧化物形式存在于灰分中的元素稱為在于灰分中的元素稱為或或。2 2）：燃燒時以氣態形式散失到空氣中燃燒時以氣態形式散失到空氣中的元素，如的元素，如c c、h h、oo、nn、s s等）。等）。 51） 必需元素的判別準則必需元素的判別準則a）缺乏該元素植物生長發育發生障礙不能完成生活史；缺乏該元素植物生長發育發生障礙不能完成生活史；b）除去該元素則表現專一的缺乏癥，而且這種缺乏癥是除去該元素則表現專一的缺乏癥，而且這種缺乏癥是可以預防和恢復的；可以預防和恢復的；c）該元素在植物營養生理上應

3、表現直接的效果而不是間該元素在植物營養生理上應表現直接的效果而不是間接的。接的。 借助借助溶液培養法溶液培養法礦質礦質和和砂基培養法砂基培養法，已證明已證明k、ca、mg、s、p、n、si、cl、fe、mn、b、zn、cu、mo、ni、na及及c、h、o共共19種元素為多數植物必需。種元素為多數植物必需。6a a）大量元素大量元素：在植物體內含量較多，占植物體干在植物體內含量較多，占植物體干重達萬分之一以上的元素。包括重達萬分之一以上的元素。包括c、h、o、n、p、k、ca、mg、s、si等等10種元素。種元素。 b b）微量元素微量元素：植物體內含量甚微，稍多即會發生：植物體內含量甚微，稍多

4、即會發生毒害的元素包括：毒害的元素包括：cl、fe、mn、b、zn、cu、mo、ni、na等等9種元素。種元素。7c.有益元素：某種元素并非植物必需的，但常在植物體內存在，對植物生長發育生理功能表現有利作用，并能部分代替某一必需元素的作用，減緩缺素癥的元素。如ni(也有的將其視為必需元素)，na，si，co，se，稀土元素等。82 必需礦質元素的主要生理生化作必需礦質元素的主要生理生化作用用 a a）是細胞結構物質的組成成分。是細胞結構物質的組成成分。如：如：磷磷存在于磷脂、存在于磷脂、核酸和核蛋白中，后三者都是細胞質和細胞核的組成成核酸和核蛋白中，后三者都是細胞質和細胞核的組成成分；另外，分

5、；另外，鈣鈣是細胞壁的重要元素。是細胞壁的重要元素。 b b）是植物生命活動的調節者，參與酶的活動。是植物生命活動的調節者，參與酶的活動。如：如：鉀鉀是是40多種酶的輔助因子，還可促進糖類的合成和運輸；多種酶的輔助因子，還可促進糖類的合成和運輸；另外，另外，鎂鎂是光合作用過程關鍵酶的激活劑。是光合作用過程關鍵酶的激活劑。 c c）起電化學作用，即離子濃度的平衡、膠體的穩定和起電化學作用，即離子濃度的平衡、膠體的穩定和電荷中和等。電荷中和等。如：如：鐵鐵在呼吸、光合和氮代謝等方面的氧在呼吸、光合和氮代謝等方面的氧化還原過程中起著重要作用。化還原過程中起著重要作用。93 作物缺素癥狀作物缺素癥狀1

6、02） nn元素的主要生理作用？元素的主要生理作用？ 請看圖片：請看圖片：11 nn元素為何被稱為元素為何被稱為？ a a）n n是建造植物體的結構物質和調節物質。是建造植物體的結構物質和調節物質。如：核酸如：核酸（dna、rna）、）、蛋白質（包括酶）、磷脂、葉綠素、蛋白質（包括酶）、磷脂、葉綠素、光敏色素、維生素光敏色素、維生素b、iaa、ctk、生物堿等都含有生物堿等都含有n，這些這些物質有些是生物膜、細胞質、細胞核的結構物質，物質有些是生物膜、細胞質、細胞核的結構物質，有些是調節生命活動的生理活性物質。有些是調節生命活動的生理活性物質。 b b）n為植物體進行能量代謝、物質代謝及各種生

7、理活為植物體進行能量代謝、物質代謝及各種生理活動所必需。動所必需。例如，例如，n是參與物質和能量代謝的是參與物質和能量代謝的adp、atp、coa、coq、fad、fmn、nad+、nadp+等物等物質的組分。質的組分。12 4作物缺素癥診斷作物缺素癥診斷診斷診斷13植物缺乏礦質元素的病征檢索表病征缺乏元素a、老葉病征b、病征常遍布整株，基部葉片干焦和死亡c、植物淺綠，基部葉片黃色，干燥時呈褐色，莖部而細氮c、植株深綠，常呈紅或紫色，基部葉片黃色，干燥時暗綠，莖短而細磷b、病征常限于局部，基部葉片不干焦但雜色或缺綠，葉緣杯狀卷起或卷皺c、葉雜色或缺綠，有時呈紅色，有壞死斑點，莖細鎂c、葉雜色或

8、缺綠，在葉脈間或葉尖和葉緣有壞死小斑點，莖細鉀c、壞死斑點大而普遍出現于葉脈間，最后出現于葉脈，葉厚，莖短鋅a、嫩葉病征b、頂芽死亡，嫩葉變形和壞死c、嫩葉初呈鉤狀，后從葉尖和葉緣向內死亡鈣c、嫩葉基部淺綠，從葉基起枯死，葉捻曲硼b、頂芽仍活但缺綠或萎蔫，無壞死斑點c、嫩葉萎蔫，無失綠，莖尖弱銅c、嫩葉不萎蔫，有失綠d、壞死斑點小，葉脈仍綠錳d、無壞死斑點e、葉脈仍綠鐵e、葉脈失綠硫14第二節第二節 植物細胞對礦質元素的吸收植物細胞對礦質元素的吸收細胞壁細胞膜細胞質胞基質原生質體細胞骨架細胞器細胞核液泡1.生物膜生物膜1.1、植物細胞的結構15共質體：植物體活細胞的原生質體通過胞間連絲形成的連

9、續整體。質外體：原生質以外的胞間層、細胞壁、胞間隙及導管空腔。細胞壁（植物凝激素，伸展蛋白）植物細胞之間通過胞間連絲相互聯系。161.2、細胞的化學成分、細胞的化學成分 水：75-85% 蛋白質（protein）：10-20% 核酸（nucleicacid）:1% 脂類(fat)：2%，有真脂、磷脂和糖脂171.3、細胞的膜 細胞膜又叫生物膜，是指構成細胞的所有膜的總稱。 質膜：細胞質外的一層膜 內膜：又叫內膜系統，指在質膜內構成各種細胞器的膜，主要指核膜、內質網膜、高爾基體膜及各種細胞質的囊泡膜等，而葉綠體、線粒體的膜不屬于內膜系統。18(1)、膜的化學成分 蛋白質（protein）：60-

10、75% 脂類(fat)：25-40% 糖類：5%19(2)、膜的結構 “單位膜”假說；生物膜結構的基本特點是：膜一般是由磷脂雙分子層（phospholipidbilayer）和鑲嵌的蛋白質組成。磷脂分子的親水性頭部位于膜的表面，疏水性尾部在膜的內部。類似于夾心餅干。2021 “膜的流動鑲嵌模式膜的流動鑲嵌模式”假說假說（singer.1972） 1972年s.singer和g.nicolson提出流動鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）: 構成生物膜的主要成分是p脂，p脂呈雙分子排列；參與膜組成的蛋白質并不是固定的，有的處于膜表面緊挨在類脂雙分子層中，有的局部插入類脂雙分子層中；類脂有

11、一定的流動性，流動性取決于脂肪酸的不飽和程度，不飽和程度愈大，流動性愈強。 該假設認為，膜蛋白都是具有一定機能的生理活性蛋白，有的是有催化作用的酶蛋白，有的專管攜帶物質進出膜的“通透酶”，有的則是載體蛋白，以及物質與信號傳遞有關的活性蛋白等。22 生物膜的結構與特性生物膜的結構與特性23 植物細胞吸收溶質的方式植物細胞吸收溶質的方式方式方式 被動吸收主動吸收2.1被動吸收：概念被動吸收指由于擴散作用或其他物理過程而進行的吸收，是不消耗代謝能量的吸收過程，亦稱非代謝吸收。類型擴散作用:分了或離子沿著化學勢或電化學勢梯度轉移的現象。 協助擴散：小分了物質經膜轉運蛋白順濃度梯度或電化學梯度跨膜的轉運

12、。241).擴散作用: 杜南平衡：細胞內的可擴散負離子和正離子濃度的乘積等于細胞外可擴散正、負離子濃度乘積時的平衡，叫杜南(道南)平衡。na1+cl1-na0+cl0-。 2).協助擴散：離子通道膜轉運蛋白可分為兩大類載體25離子通道26載體272.2主動吸收：概念：主動吸收是指細胞利用呼吸釋放的能量作功而逆著電化學勢梯度吸收離子的過程。atp酶類型共轉運 281).atp酶和載體單向載體運輸單向載體運輸.swf.swf、同、反向載體同、反向載體運輸運輸.swf.swf29 離子泵運輸（質子泵和鈣泵）離子泵運輸（質子泵和鈣泵） 胞飲作用：胞飲作用：物質吸附在質膜上，然后通物質吸附在質膜上，然后

13、通過膜的內折而轉移到細胞內的獲取物質的過膜的內折而轉移到細胞內的獲取物質的過程。過程。30第三節第三節 植物對礦質元素的吸收植物對礦質元素的吸收1 1 植物吸收礦質元素的特點植物吸收礦質元素的特點 1 1）對水分和鹽分的相對吸收；）對水分和鹽分的相對吸收； 2 2）選擇性吸收）選擇性吸收 生理酸性鹽：對于(nh4)2so4一類鹽，根對nh吸收多于和快于so42-，故溶液中留存許多so42-，導致溶液變酸，這種鹽類叫生理酸性鹽。 生理堿性鹽：對于nano3一類鹽，植物吸收no3-較na+多而快，這種選擇吸收的結果使溶液變堿，故稱這類鹽為生理堿性鹽。 生理中性鹽：對于nh4no3-一類的鹽，植物吸

14、收其陰離子與陽離子的量幾乎相等，不改變周圍介質的ph值，故稱這類鹽為生理中性鹽。 313 3）單鹽毒害和離子對抗。）單鹽毒害和離子對抗。 單鹽毒害溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現象 離子拮抗在發生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱為離子頡頏，也稱離子對抗或離子拮抗4)平衡溶液 在含有適當比例的多種鹽溶液中，各種離子的毒害作用被消除，植物可以正常生長發育，這種溶液稱為平衡溶液 。 322 2 根部對溶液中礦質元素的吸收過程根部對溶液中礦質元素的吸收過程 1 1）離子吸附在根部細胞表面；）離子吸附在根部細胞表面； 2 2）離子進入根部內部

15、。）離子進入根部內部。3 3 影響根部吸收礦物質的因素影響根部吸收礦物質的因素1 1）：過低、過高都不利過低、過高都不利。如溫度過低，代謝弱，能。如溫度過低，代謝弱，能量不足，主動吸收慢；胞質粘性增大，離子進入困難。量不足，主動吸收慢；胞質粘性增大，離子進入困難。其中以對鉀和硅的吸收影響最大。其中以對鉀和硅的吸收影響最大。：影響呼吸作用影響呼吸作用 根的呼吸作用根的呼吸作用。：過低、過高都不利過低、過高都不利。33一般作物生育最適的一般作物生育最適的ph值是值是6-7。在土壤溶液堿性的反。在土壤溶液堿性的反應加強時，應加強時，fe、ca、mg、zn呈不溶解狀態，能被植物利用的量極呈不溶解狀態，

16、能被植物利用的量極少。在酸性環境中少。在酸性環境中p、k、ca、mg等溶解，但植物來不及吸收易被等溶解，但植物來不及吸收易被雨水淋失，易缺乏。而雨水淋失，易缺乏。而fe、al、mn的溶解度加大，植物受害。的溶解度加大，植物受害。344 4 根外營養根外營養4.1 4.1 植物根外營養的吸收特點植物根外營養的吸收特點 a a）根外營養的主要器官為葉片根外營養的主要器官為葉片，故又稱為故又稱為葉片營養葉片營養； b b）營養物質可經氣孔或角質層進入葉內，營養物質可經氣孔或角質層進入葉內，并經胞壁中的并經胞壁中的外連絲外連絲抵達質膜，再進入細抵達質膜，再進入細胞，最后到達葉脈韌皮部。胞，最后到達葉脈

17、韌皮部。 是葉片表皮細胞通道，它從角質層的內是葉片表皮細胞通道，它從角質層的內側延伸到表皮細胞的質膜。側延伸到表皮細胞的質膜。 354.2 4.2 根外施肥的優點根外施肥的優點 365 植物氮代謝植物氮代謝5.1 5.1 植物的硝酸鹽還原植物的硝酸鹽還原 372) 2) 植物硝酸鹽還原的主要特點植物硝酸鹽還原的主要特點a a）發生反應的細胞器（發生反應的細胞器（硝酸還原在細胞質；硝酸還原在細胞質；亞硝酸還原在葉綠體亞硝酸還原在葉綠體）；）；b b）參與反應的酶種類及其性質；參與反應的酶種類及其性質； 誘導酶誘導酶：又稱：又稱適應酶適應酶，指植物體內本來指植物體內本來不含有，但在特定外來物質的誘

18、導下可不含有，但在特定外來物質的誘導下可以生成的酶。如硝酸還原酶可為以生成的酶。如硝酸還原酶可為nono3 3- -所所誘導。誘導。c c）與光合作用的關系與光合作用的關系。 385.2.2 植物的氨同化植物的氨同化 1）還原氨基化還原氨基化：氨與：氨與-酮酸結合生成相應氨基酸；酮酸結合生成相應氨基酸；2）氨基交換作用氨基交換作用：一種氨基酸的氨基轉到一種酮一種氨基酸的氨基轉到一種酮酸上形成另一種氨基酸和酮酸；酸上形成另一種氨基酸和酮酸；3）氨甲酰磷酸化氨甲酰磷酸化：氨與二氧化碳、：氨與二氧化碳、atp結合形成結合形成氨甲酰磷酸；氨甲酰磷酸；4）酰胺化作用酰胺化作用：氨與氨基酸結合形成酰胺。：

19、氨與氨基酸結合形成酰胺。 395.2.2 植物氨同化的生理意義植物氨同化的生理意義解除氨毒；解除氨毒；形成新的物質（如形成新的物質（如氨基酸氨基酸等）；等）；酰胺化得到的谷氨酰胺和天冬酰胺在植物酰胺化得到的谷氨酰胺和天冬酰胺在植物體內氨不足時可釋放出氨。體內氨不足時可釋放出氨。40第五節第五節 礦物質在植物體內的運輸礦物質在植物體內的運輸1 礦物質運輸的形式、途徑和速度礦物質運輸的形式、途徑和速度1.1 礦物質運輸的形式礦物質運輸的形式金屬離子：金屬離子：以離子狀態運輸以離子狀態運輸 （p：主要以正磷酸根離子向上運輸主要以正磷酸根離子向上運輸）（n：主要以氨基酸和酰胺形式向上運輸，少量以主要以

20、氨基酸和酰胺形式向上運輸，少量以硝酸根離子運輸硝酸根離子運輸）（s：主要以硫酸根離子向上運輸主要以硫酸根離子向上運輸） 411.2 礦物質運輸的途徑礦物質運輸的途徑根部吸收的礦質元素主要通過韌皮部向上根部吸收的礦質元素主要通過韌皮部向上運輸；運輸；葉片吸收的礦質元素的上行和下行運輸都葉片吸收的礦質元素的上行和下行運輸都以韌皮部為主；木質部中的礦質元素可橫以韌皮部為主；木質部中的礦質元素可橫向運輸到韌皮部，韌皮部中的礦質元素也向運輸到韌皮部，韌皮部中的礦質元素也可橫向運輸到木質部。可橫向運輸到木質部。422 礦物質在植物體內的分布礦物質在植物體內的分布以離子或不穩定化合物形式存在，可轉移以離子或

21、不穩定化合物形式存在，可轉移至其他部位循環利用，如至其他部位循環利用，如n、p、mg、k、zn等，其中以等，其中以 、 最為典型。當植物缺乏這類元最為典型。當植物缺乏這類元素時，它們就從衰老組織轉移到新生的幼嫩部素時，它們就從衰老組織轉移到新生的幼嫩部位，從代謝水平低的部位轉移到代謝旺盛部位，位，從代謝水平低的部位轉移到代謝旺盛部位，所以衰老的葉片出現相應的缺素癥。所以衰老的葉片出現相應的缺素癥。434445以難溶解的穩定化合物形式存在，難以難溶解的穩定化合物形式存在，難以循環利用，如以循環利用，如，其中以其中以最為典型。這些元素在老最為典型。這些元素在老葉中的含量高于幼葉中的含量，缺乏這些葉中的含量高于幼葉中的含量，缺乏這些元素，幼葉或新生組織會表現出相應的缺元素，幼葉或新生組織會表現出相應的缺素癥。素癥。46第六節第六節 作物合理施肥的生理基礎作物合理施肥的生理基礎不同作物或同一作物不同時期需肥量不同