1、第五章第五章 植物的碳、氫、植物的碳、氫、氧營養(yǎng)氧營養(yǎng)（了解）（了解）CO2O2H2OO2概述：概述：C、H、O是植物有機(jī)體的主要組分，占干物是植物有機(jī)體的主要組分，占干物重總量的重總量的90以上以上C：構(gòu)成有機(jī)物骨架的基礎(chǔ)構(gòu)成有機(jī)物骨架的基礎(chǔ)C與與H、O：形成多種多樣的碳水化合物形成多種多樣的碳水化合物構(gòu)成體內(nèi)各種生活活性物質(zhì)構(gòu)成體內(nèi)各種生活活性物質(zhì) 糖、脂肪、酚類化合物的組分糖、脂肪、酚類化合物的組分碳水化合物在代謝中轉(zhuǎn)化為能量碳水化合物在代謝中轉(zhuǎn)化為能量碳水化合物是植物營養(yǎng)的核心物質(zhì)碳水化合物是植物營養(yǎng)的核心物質(zhì)!第一節(jié)第一節(jié)碳碳 (C)一、碳的營養(yǎng)功能：一、碳的營養(yǎng)功能：光合作用必不可

2、少的原料光合作用必不可少的原料吸收形態(tài)：吸收形態(tài)：CO2（主要來自空氣）（主要來自空氣）空氣中空氣中CO2含量：含量：約為約為0.03（若提高至（若提高至0.1，可明顯提高，可明顯提高光合強(qiáng)度（光合強(qiáng)度（50），并增加作物產(chǎn)量（），并增加作物產(chǎn)量（2040）二、碳素養(yǎng)分的補(bǔ)充二、碳素養(yǎng)分的補(bǔ)充（ CO2肥料的施用）肥料的施用）1.栽培環(huán)境：栽培環(huán)境：溫室和塑料大棚（溫室和塑料大棚（CO20.1二氧化碳施肥二氧化碳施肥NH4HCO3 + H2SO4 CO2第二節(jié)第二節(jié) 氫氫 (H)一、氫的營養(yǎng)功能一、氫的營養(yǎng)功能（以氫鍵和質(zhì)子起作用）（以氫鍵和質(zhì)子起作用）（一）氫鍵（一）氫鍵（HH）特點(diǎn)：特點(diǎn)：

3、結(jié)合力弱、具彈性、易分易合結(jié)合力弱、具彈性、易分易合作用：作用：在許多重要生命物質(zhì)的在許多重要生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中占重要地位中占重要地位 如：蛋白質(zhì)、酶空間結(jié)構(gòu)的形成如：蛋白質(zhì)、酶空間結(jié)構(gòu)的形成 DNA雙螺旋形式中堿基雙螺旋形式中堿基 之間形成靠之間形成靠氫鍵氫鍵來實現(xiàn)來實現(xiàn) DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄利用的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄利用 了了氫鍵氫鍵的易分易合性的易分易合性（二）質(zhì)子（二）質(zhì)子（ H ）H2O：體內(nèi)一切生化反應(yīng)的最好介質(zhì)，也是許多體內(nèi)一切生化反應(yīng)的最好介質(zhì)，也是許多生化反應(yīng)的參與者。生化反應(yīng)的參與者。水是植物體中氫的基本來源水是植物體中氫的基本來源：H2O HOHH2O是最大而最安全的質(zhì)子庫是最大而

4、最安全的質(zhì)子庫質(zhì)子的作用：質(zhì)子的作用： 在光合作用和呼吸作用中維持膜內(nèi)外質(zhì)子梯度所必需在光合作用和呼吸作用中維持膜內(nèi)外質(zhì)子梯度所必需 對能量代謝有重要作用對能量代謝有重要作用 在代謝作用中作為還原劑在代謝作用中作為還原劑 保持細(xì)胞內(nèi)離子平衡和穩(wěn)定保持細(xì)胞內(nèi)離子平衡和穩(wěn)定pH值所必需值所必需 調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)、膜運(yùn)輸以及其它調(diào)節(jié)系統(tǒng)活性調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)、膜運(yùn)輸以及其它調(diào)節(jié)系統(tǒng)活性 聯(lián)絡(luò)細(xì)胞內(nèi)各個分室，在胞間運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用聯(lián)絡(luò)細(xì)胞內(nèi)各個分室，在胞間運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用自發(fā)解離自發(fā)解離二、氫離子過多對植物的毒害二、氫離子過多對植物的毒害1. 直接影響直接影響 當(dāng)介質(zhì)當(dāng)介質(zhì)pH4時，會傷害植物根系，表現(xiàn)為：

5、時，會傷害植物根系，表現(xiàn)為： 影響酶的活性（如發(fā)生定位錯誤）影響酶的活性（如發(fā)生定位錯誤） 酶、蛋白質(zhì)變性或破壞酶、蛋白質(zhì)變性或破壞 改變生化反應(yīng)的方向改變生化反應(yīng)的方向2. 間接影響間接影響 如：對如：對Ca2+產(chǎn)生顯著的拮抗作用，使植物吸鈣產(chǎn)生顯著的拮抗作用，使植物吸鈣不足而出現(xiàn)缺鈣癥狀，如番茄的臍腐病。不足而出現(xiàn)缺鈣癥狀，如番茄的臍腐病。3. 體內(nèi)調(diào)節(jié)體內(nèi)調(diào)節(jié) 植物細(xì)胞原生質(zhì)膜上的植物細(xì)胞原生質(zhì)膜上的H+-ATP酶酶在細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)pH調(diào)節(jié)中起主要作用調(diào)節(jié)中起主要作用第三節(jié)第三節(jié)氧氧 (O)一、氧的營養(yǎng)功能一、氧的營養(yǎng)功能1. 有氧呼吸所必需有氧呼吸所必需呼吸作用直接影響植物體內(nèi)各種物質(zhì)

6、的合成呼吸作用直接影響植物體內(nèi)各種物質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)化2. 供氧狀況影響?zhàn)B分的吸收供氧狀況影響?zhàn)B分的吸收O2 有氧呼吸有氧呼吸 ATP 促進(jìn)養(yǎng)分吸收促進(jìn)養(yǎng)分吸收3. 氧對豆科作物固氮有一定的影響氧對豆科作物固氮有一定的影響使需氧性固氮微生物提高使需氧性固氮微生物提高固氮酶固氮酶的活性的活性二、活性氧的危害及其消除二、活性氧的危害及其消除1. 活性氧的種類活性氧的種類超氧化物自由基超氧化物自由基(O2-)、羥自由基、羥自由基(OH)、過氧化氫、過氧化氫(H2O2)、單線態(tài)氧、單線態(tài)氧(O2)、脂類過氧化物、脂類過氧化物(RO、ROO) 2. 活性氧的特點(diǎn)活性氧的特點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)比氧活潑，具有很強(qiáng)的

7、氧化能力，對生物化學(xué)性質(zhì)比氧活潑，具有很強(qiáng)的氧化能力，對生物體有破壞作用體有破壞作用3. 對植物的毒害對植物的毒害氧化分解生物膜內(nèi)的雙分子層中所含有的不飽和脂氧化分解生物膜內(nèi)的雙分子層中所含有的不飽和脂肪酸鏈，導(dǎo)致膜整體的破壞，如膜透性增大、離子漏失，肪酸鏈，導(dǎo)致膜整體的破壞，如膜透性增大、離子漏失，嚴(yán)重時造成植物死亡嚴(yán)重時造成植物死亡對葉綠素、核酸等有破壞作用對葉綠素、核酸等有破壞作用4.活性氧的消除活性氧的消除（1）酶系統(tǒng)）酶系統(tǒng)超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）：）：消除超氧化物自由基消除超氧化物自由基過氧化氫酶（過氧化氫酶（CAT）：）：消除過氧化氫消除過氧化氫過氧化物酶（過氧化

8、物酶（POD）：）：消除過氧化氫及有機(jī)氫過氧化物消除過氧化氫及有機(jī)氫過氧化物三種酶協(xié)調(diào)一致，維持自由基在低水平，防止毒害三種酶協(xié)調(diào)一致，維持自由基在低水平，防止毒害（2）抗氧化劑系統(tǒng)）抗氧化劑系統(tǒng)維生素維生素E：防止脂類過氧化、有效清除單線態(tài)氧防止脂類過氧化、有效清除單線態(tài)氧谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）：）：消除過氧化氫、修復(fù)有機(jī)化合物損傷、消除過氧化氫、修復(fù)有機(jī)化合物損傷、防護(hù)脂類過氧化造成的損傷防護(hù)脂類過氧化造成的損傷抗壞血酸（抗壞血酸（ASA）：）：重要清除劑、維持體內(nèi)維生素重要清除劑、維持體內(nèi)維生素E含量含量細(xì)胞色素細(xì)胞色素f、甘露糖醇、氫醌、胡蘿卜素、甘露糖醇、氫醌、胡蘿卜素等等逆境條件下逆境條件下（如（如低溫、缺水、低溫、缺水、缺肥缺肥、大、大氣污染、氣污染、重金屬污染重金屬污染、高溫、鹽漬、強(qiáng)光輻射、高溫、鹽漬、強(qiáng)光輻射、衰老、病害衰老、病害等），使自由基產(chǎn)生和消除的平衡等），使自由基產(chǎn)生和消除的平衡過程破壞，導(dǎo)致體內(nèi)自由基的積累和膜透性失過程破