植物生理課件Chapter3植物的礦質營養植物生理課件Chapter3植物的礦質營養1哪些與礦質營養有關？農業上施肥無土栽培工業上營養品生產（麥綠素等）航空航天（月球、火星等）哪些與礦質營養有關？農業上施肥2無土栽培草霉室內無土栽培無土栽培草霉室內無土栽培3無土栽培西紅柿室內無土栽培無土栽培西紅柿室內無土栽培4二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)5二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)6二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)7二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)8二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)9二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)10二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)11二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)12二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)13二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)14二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)15二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)16二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)17

第三章植物的礦質營養

第一節植物必需的礦質營養第二節植物細胞對礦質元素的吸收※

第三節植物對礦質元素的吸收※

第四節礦物質在植物體內的運輸與

分配第五節合理施肥的生理基礎第三章植物的礦質營養18礦質營養mineralnutrition：植物對礦物質的吸收、轉運和同化。礦質營養mineralnutrition：19第一節植物必需的礦質營養

一、植物體內的化學元素水分植物體105℃

有機氧化物

干物質燃燒

灰分礦質元素以氧化物形式存在于灰分中，目前已發現70多種灰分元素第一節植物必需的礦質營養一、植物體20

各種礦質元素的含量因植物種類、器官、部位不同、年齡、不同生境而有很大差異。

老齡植株和細胞比幼齡的灰分含量高

干燥、通氣、鹽分含量高的土壤中生長的植物灰分含量高；

禾本科植物：Si較多：十字花科植物：S較多，豆科植物：Ca和S較多，馬鈴薯：K多；海藻：I和Br多各種礦質元素的含量因植物種類、器官、部位不同、21

二、植物必需的礦質元素

必需元素（essentialelement）：維持植物正常生長發育必不可少的元素。（一）確定植物必需元素的標準※Arnon和Stout1939提出

1、植物完成其生活史必不可少的

2、在植物中的功能是不能被其它元素代替的。缺乏，植物表現專一的缺乏癥

3、直接參與植物的代謝作用的。其作用必須是直接的二、植物必需的礦質元素必需22

現已證實植物的必需元素有19種

大量元素（占植物干重的0.1%）10種：

C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S，Si

微量元素（占植物干重的0.01%下）9種：

Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni，Na

必需的礦質元素有16種。確定必需元素的方法：水培法和砂培法現已證實植物的必需元素有19種確定必需元23（二）必需元素的生理作用※

總的來講，有三個方面：

1、細胞結構物質的組成成分

2、生命活動的調節者，參與酶的活動

3、起電化學作用即離子濃度的平衡、穩定膠體及電荷中和等。其它的，如鈣離子起到細胞信號轉導的第二信使作用（二）必需元素的生理作用※總的來講，有三個方面24◆N

吸收的主要形式是NH4+，NO3-

等:

構成蛋白質的主要成分(16-18%)；

核酸、輔酶、磷脂、葉綠素、細胞色素、植物激素(CTK)、維生素等的成分。故稱為“生命元素”缺N各元素的主要生理功能

◆N吸收的主要形式是NH4+，NO3-等:

25發病部位：老葉(易轉移)N過多:徒長,葉片大，莖柔軟,易倒伏,成熟晚,抗性差,易受病蟲害.結構物質成分調節生命活動參與能量代謝核酸(DNA,RNA),細胞核的結構物質;蛋白質(酶),是原生質的主要組成成分;磷脂,是生物膜的主要組成成分;葉綠素、光敏素,維生素(B1,B2,B6,PP等)激素(IAA,CTK),生物堿等;ADP,ATP,NAD,CoA等.吸收態：硝態氮和銨態氮；有機氮（尿素）發病部位：老葉(易轉移)N過多:徒長,葉片大，莖柔軟,易26-N-N煙草小麥缺N：矮小、葉小色淡或發紅、分枝少、花少、子粒不飽滿。-N-N煙草小麥缺N：矮小、葉小色淡或發紅、27-N-NCK亞麻煙草-N-NCK亞麻煙草28◆P：以

H2PO4-,HPO42-形式吸收.

生理作用（1）細胞質、核的成分；（2）植物代謝中起作用(通過ATP和各種輔酶)（3）促進糖的運輸；（4）細胞液中的磷酸鹽可構成緩沖體系缺P◆P：以H2PO4-,HPO42-形式吸收.缺P29施磷，代謝正常，生長良好，提高抗性，提早成熟。缺P：分枝少、矮小、葉色暗綠或紫紅，主要是因為缺磷阻礙了糖分的運輸，葉片積累了糖分，有利于花色素苷的形成，開花期延遲，產量下降，抗性減弱。施磷，代謝正常，生長良好，提高抗性，提早成熟。30過多：影響其它元素吸收。發病部位：老葉（易轉移）-P玉米-P大豆過多：影響其它元素吸收。發病部位：老葉（易轉移）31◆K

以離子狀態存在生理作用（1）體內60多種酶的輔助因子；（2）促進蛋白質、糖的合成及糖的運輸；（3）增加原生質的水合程度，提高細胞的保水能力和抗旱能力；（4）影響著細胞的膨壓和溶質勢，參與細胞吸水、氣孔運動等。

缺K：葉缺綠、生長緩慢、易倒伏。缺K◆K以離子狀態存在缺K32過多：果實出現灼傷病、苦陷病發病部位：老葉（易轉移）-K小麥過多：果實出現灼傷病、苦陷病發病部位：老葉（易轉33S吸收態：SO42-作用：含硫氨基酸成分（參與蛋白質與生物膜的組成）參與生化反應（CoA的成分）參與光合作用（光合鏈成員的組分）參與氮代謝（鐵氧還蛋白，固氮酶）影響其它元素的吸收缺素癥：植株矮小（蛋白質合成受阻），葉片小而黃，易脫落。發病部位：幼葉（不易轉移）S吸收態：SO42-作用：含硫氨基酸成分（參與蛋白質34◆Ca:

細胞壁胞間層果膠鈣的成分；與細胞分裂有關；穩定生物膜的功能；可與有機酸結合為不溶性的鈣鹽而解除有機酸積累過多時對植物的危害；少數酶的活化劑；作為第二信使，也可與鈣調素結合形成復合物，傳遞信息，在植物生長發育中起作用。缺素癥：植株叢生，生長點壞死，爛根發病部位：幼嫩器官◆Ca:細胞壁胞間層果膠鈣的成分；與細胞分裂有關；穩定35番茄蒂腐病、菠菜黑心病、大白菜干心病等番茄蒂腐病、菠菜黑心病、大白菜干心病等36

CaM：是一種熱穩定的小分子蛋白質。由148個氨基酸構成單鏈，不含半胱氨酸和脯氨酸，所以空間結構有較大的靈活性。因為其有四個部位能束縛鈣，所以叫鈣調蛋白（CaM）。發現：1970年，Chenng最先發現是在牛腦中，而后在心臟中得到。1978年Anderson等首先證實植物細胞中存在鈣調蛋白。CaM：是一種熱穩定的小分子蛋白質。由148個氨基37鈣調蛋白的存在部位：細胞質和細胞器作用機理：胞外信號質膜Ca通道打開Ca進入4Ca++CaMCaMCa+Ca+Ca+Ca++ECaMCa+Ca+Ca+Ca+E生理效應鈣調蛋白的存在部位：細胞質和細胞器作用機理：胞外信號質膜Ca38-CaCK大豆甜菜-CaCK-CaCK大豆甜菜-CaCK39◆Mg：葉綠素的成分；光合作用和呼吸作用中一些酶的活化劑；蛋白質合成時氨基酸的活化需要，能使核糖體結合成穩定的結構；DNA和RNA合成酶的活化劑；染色體的組成成分，在細胞分裂中起作用。缺素癥：脈間缺綠發病部位：老葉（易轉移）◆Mg：葉綠素的成分；光合作用和呼吸作用中一些酶的活化劑；蛋40SiSi:單硅酸形式吸收，分布在細胞壁和細胞間隙中，增加細胞彈性和剛性。適量硅可促進受精，增加籽粒產量。缺硅時，蒸騰加快，生長受阻，易倒伏。SiSi:單硅酸形式吸收，分布在細胞壁和細胞間隙中，增加細胞41微量元素FeFe缺素癥：幼葉淺黃綠色發病部位：幼葉（不易轉移）吸收態：

Fe2+作用：酶的組成成分（細胞色素氧化酶）合成葉綠素的必要條件（Mg-原卟啉原葉綠素酸酯）光合鏈成員組分（鐵氧還蛋白）生物固氮（固氮酶組分）硝酸鹽還原、磷酸鹽同化（鐵氧還蛋白）微量元素FeFe缺素癥：幼葉淺黃綠色發病部位42-Fe

CK

CK

-Mn亞麻黃葉病-FeCKCK-Mn亞麻黃葉病43吸收態：Mn2+作用：酶的活化劑參與光合作用（水的光解）維持葉綠體結構缺素癥：脈間失綠，有壞死斑點。根系不發達，結實少。

發病部位：幼葉（不易轉移）

Mn吸收態：Mn2+作用：酶的活化劑參與光合作用（水的光解）維持44吸收態：H3BO3抑制酚酸（咖啡酸、綠原酸等）形成，保護根尖、莖尖不受傷害。

作用：影響生殖（促進花粉萌發、花粉管伸長）促進糖的運輸：[B—糖復合物]-影響蛋白質的合成影響激素合成（缺B，CTK合成受阻；IAA積累）缺素癥：花而不實；生長點壞死。有蕾無鈴發病部位：幼嫩器官（不易轉移）◆B吸收態：H3BO3抑制酚酸（咖啡酸、綠原酸等）形成，保護45

CK

-B大豆油菜花而不實棉花有蕾無鈴CK-B大豆油菜花而不實棉花有蕾無鈴46Zn吸收態：Zn2+作用：IAA生物合成（色氨酸合成酶的組分）碳酸苷酶的組分某些酶的活化劑（羧肽酶、脫氫酶、激酶）缺素癥：葉片小，植株生長受阻；闊葉作物脈間失綠。發病部位：老葉（易轉移）Zn吸收態：Zn2+作用：IAA生物合成（色氨酸合成47

CKCK

-Zn

-Zn大豆亞麻果樹小葉病、玉米花白葉病等CKCK-Zn-Zn大豆亞麻果樹小葉病、玉米花48Cu缺素癥：葉黑綠，葉片壞死，脫落。發病部位：幼葉（不轉移）吸收態：Cu2

+作用：

某些酶的成分（抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶）

光合電子傳遞體系成員（質體蘭素）超氧化物歧化酶（SOD）的組分：（消除超氧自由基的傷害）Cu缺素癥：葉黑綠，葉片壞死，脫落。發病部位：幼葉（不轉移49Mo作用：吸收態：MoO42-、HMoO4-

固氮酶組分

硝酸還原酶成分參與氮代謝缺素癥：脈間失綠，葉片小發病部位：幼葉（不易轉移）Mo作用：吸收態：MoO42-、HMoO4-固氮50Cl吸收態：Cl-

作用：

光合作用（水的光解）

電位平衡（光合磷酸化）

參與氣孔運動（Cl-

、K+）

缺素癥：生長緩慢，葉片小，易萎蔫。Cl吸收態：Cl-作用：光合作用（水的51Ni吸收態：

Ni2+作用：維持脲酶結構和功能所必須提高呼吸酶活性:（過氧化物酶、多酚氧化酶、抗壞血酸酶）增加葉綠素和類胡蘿卜素含量。利于萌芽種子吸氧缺素癥：葉尖積累較多的脲，出現壞死現象。Ni吸收態：Ni2+作用：維持脲酶結構和功能所必52吸收態：

Na+作用：在C4和CAM植物中催化PEP的再生使細胞膨脹，促進生長。代替鉀，提高滲透勢。缺素癥：黃化和壞死現象，甚至不能開花。Na吸收態：Na+作用：在C4和CAM植物中催化PE53三、作物缺乏礦質元素的診斷

一般以分析病株葉片的化學成分與正常植株的比較。1、化學分析診斷法2、病癥診斷法缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S時幼嫩的器官或組織先出現病癥。缺乏N、P、Mg、K、Zn等時較老的器官或組織先出現病癥。3、加入診斷法

根據以上初步診斷缺乏某元素后，加入該元素，如果病癥消失，就可確定致病的原因。三、作物缺乏礦質元素的診斷一般以分析病株葉片54第二節植物細胞對礦質元素的吸收※

一、生物膜結構成分、特性

第二節植物細胞對礦質元素的吸收※一、生物膜結構成55二、細胞吸收溶質的方式和機理

※

按是否需要能量分：

被動運輸、主動運輸按運輸蛋白不同分為五種方式：擴散

離子通道運輸載體運輸離子泵運輸胞飲作用二、細胞吸收溶質的方式和機理※56SimplediffusionFacilitateddiffusion（一）擴散SimplediffusionFacilitated57（二）離子通道運輸—被動吸收

離子通道運輸理論認為：細胞質膜上有內在蛋白構成的圓形孔道，橫跨膜的兩側，離子通道可由化學方式及電化學方式激活，控制離子順著濃度梯度和膜電位差，（即電化學勢梯度）被動地和單方向地垮質膜運輸。（二）離子通道運輸—被動吸收離子通道運輸58

離子通道運輸高低電化學勢梯度細胞外側細胞內側離子通道運輸離子的模式

K+、-、Ca2+、NO3-

每秒可運輸107-108個離子,比載體運輸快1000倍

59過量負電荷K順電勢梯度逆濃度梯度過量負電荷60

離子通道蛋白：▽

K+、Cl-、Ca2+、NO3-等離子通道。膜內在蛋白構成圓形孔道，橫跨膜兩側。▽構象可隨環境條件的改變而改變。在某些構構象時其是間會形成允許離子通過的孔，孔內帶有電荷并填充有水。▽孔的大小及孔內電荷等性質決定了通道轉運離子的選擇性，即一種通道常常只允許某一種離子通過。▽離子的帶電荷情況及其水合規模決定了離子在通道中擴散時的通透性的大小

離子通道蛋白：61膜片鉗技術膜片鉗技術62（三）載體運輸—被動吸收或主動吸收

內容：質膜上的載體蛋白選擇性地與質膜一側的物質結合，形成載體-物質復合物，通過載體蛋白構象的變化透過質膜，把物質釋放到質膜的另一側。載體蛋白有：單向運輸載體、同向運輸載體、反向運輸載體。（三）載體運輸—被動吸收或主動吸收內容：質膜63▽

單向運輸載體：Fe2+、Zn2+、Cu2+等▽

同向運輸載體：在與H+結合的同時又與另一分子或離子(Cl-、NH4+、PO43-、SO42-、氨基酸、肽、蔗糖等。▽

反向運輸載體：與H+結合的同時又與另一分子或離子(Na+、K+)朝相反方向運輸。▽單向運輸載體：Fe2+、Zn2+、Cu2+等64單向運輸載體模型—被動運輸低溶質梯度高溶質梯度電化學勢梯度A、載體開口于高溶質濃度的一側，與溶質結合B、載體催化溶質順電化學勢梯度跨膜運輸Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+

單向運輸載體模型—被動運輸低溶質梯度高溶質梯度電化學勢梯65逆電化學勢梯度—主動運輸（104-105個／s）Na+Cl-、NO3-、蔗糖逆電化學勢梯度—主動運輸（104-105個／s）Na+Cl-66

特點：載體運輸可以順電化學梯度進行—被動運輸（如易化擴散）；也可逆電化學梯度進行—主動運輸。104~105離子/秒。

載體參與離子轉運的證據：飽和效應和離子競爭性抑制。特點：載體運輸可以順電化學梯度進行—被動運輸（如67

（四）離子泵運輸—主動吸收

內容：質膜上的ATP酶催化ATP水解放能，驅動離子的轉運。離子泵主要有：質子泵和鈣泵

1、質子泵

質膜上的H+-ATP酶可被釩酸鹽抑制，而液泡膜上的H+-ATP酶被硝酸鹽抑制，Cl-.Br-.I-等對此酶有抑制作用。（四）離子泵運輸—主動吸收內容：質膜上的ATP酶68質子泵作用的機理H+泵將H+泵出細胞外側K+（或其他陽離子）經通道蛋白進入細胞內側陰離子與H+同向運輸進入

I

-

I

-

I

-

I

-

I

-

I

-

I

-

H+

H+

H+

H+

H+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

H+

H+

H+

H+

H+PADP+PATP

I

-質子泵作用的機理H+泵將H+泵出細胞外側K+（或其他陽離69二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)70二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)71

2、鈣泵

質膜上的Ca2+-ATPE催化膜內側的ATP水解放能，驅動胞內Ca2+泵出細胞。

主動吸收的特點：（1）有選擇性（2）逆濃度梯度（2）消耗代謝能2、鈣泵質膜上的Ca2+-ATPE催化膜72

（五）胞飲作用

胞飲作用:物質吸附在質膜上，通過膜的內折而轉移到細胞內的吸收物質及液體的過程。胞飲作用是一種非選擇性吸收。（五）胞飲作用胞飲作用:物質吸附在質膜上，73二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)741.擴散2.離子通道運輸3.載體運輸4.離子泵運輸5.胞飲作用植物細胞對礦質元素的吸收1.擴散植物細胞對礦質元素的吸收75一、根毛區是根系吸收離子最活躍的區域。第三節植物對礦質元素的吸收※一、根毛區是根系吸收離子最活躍的區域。第三節植物對礦質76

二、根系吸收礦質元素的特點※

1、對離子和水分的吸收是相對獨立的過程

相互聯系：離子必須溶于水才能被吸收；離子的吸收又有利于水分的吸收

獨立：根部吸水以被動吸水為主，而對離子的吸收則以主動吸收為主。

植物的吸鹽量和吸水量之間不存在直線依賴關系。二、根系吸收礦質元素的特點※植物77

2、離子的選擇性吸收生理酸性鹽：植物對陽離子的吸收大于對陰離子的吸收，使土壤溶液pH值降低的鹽類。如(NH4)SO4等生理堿性鹽：使植物對陰離子的吸收大于對陽離子的吸收，土壤溶液pH值升高的鹽類：如NaNO3等生理中性鹽：植物對陰、陽離子的吸收量相等，不改變土壤溶液的pH的鹽類。如NH4NO3等。2、離子的選擇性吸收生理酸性鹽：植物對陽離子的吸收大于對78

3、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。離子對抗：在發生單鹽毒害溶液中加入少量其它金屬離子的鹽類，單鹽毒害被減輕或消除的現象。土壤溶液一般為平衡溶液3、單鹽毒害和離子對抗79二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)80三、根系吸收礦質元素的過程根對溶液中礦質元素的吸收

離子吸附于根部細胞表面（交換吸附）離子進入根內部離子根皮層根中柱木薄壁細胞導管共質體質外體被動擴散主動吸收元素在細胞內的運輸三、根系吸收礦質元素的過程根對溶液中礦質元素的吸收共質體質外81

（一）離子被吸附在根細胞表面—非代謝性交換吸附

1、土壤溶液中的礦物質根細胞表面的H+和HCO3-與溶液中的陽離子和陰離子交換吸附。（一）離子被吸附在根細胞表面—非代謝性交換吸附822、吸附態礦質元素兩種方式：間接交換和接觸交換間接交換2、吸附態礦質元素兩種方式：間接交換和接觸交換83二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)843、難溶性鹽

根部釋放的有機酸（檸檬酸、蘋果酸等）和碳酸溶解難溶性鹽。（二）離子進入根部內部

1、共質體途徑表觀自由空間（apparentfreespace，AFS）:自由空間占組織總體積的百分比。

2、質外體途徑3、難溶性鹽根部釋放的有機酸（檸檬酸、蘋果85

兩種看法

內皮層上有凱氏帶，離子和水不能通過，離子和水必須轉入共質體進入木質部薄壁細胞。（三）離子進入導管

1、離子從薄壁細胞被動地隨水流進入導管

2、離子主動地有選擇性地進入導管離子通過自由空間迅速達到內皮層。兩種看法內皮層上有凱氏帶，離子和水不能通過，86二年級下冊語文精品課件-12寓言二則-人教部編版-(共18頁)87根毛區吸收的離子經共質體和質外體到達輸導組織根毛區吸收的離子經共質體和質外體到達輸導組織88

三、外部條件對根部吸收礦物質的影響

1、土壤溫度—高溫低溫均抑制

2、土壤通氣狀況—O2充足，有利吸收

3、土壤溶液濃度

4、土壤溶液的pH（最適pH為5.56.5）（1）影響細胞質Pr的帶電性直接影響

OH-R-CHR-CHCOO-NH2R-CHCOO-NH3+COOHNH3+H+吸收陽離子多吸收陰離子多三、外部條件對根部吸收礦物質的影響1、土壤溫度—高89(2)影響礦物質的溶解性堿性環境，Fe、Ca、Mg、Cu等呈不溶態，植物的利用量少；酸性環境，Fe、Ca、Mg、Cu等易溶解，易被雨水淋走。(3)影響土壤微生物的活動

間接影響間接影響5、離子間的相互作用相互競爭：如Br、I對Cl有競爭相互促進：如P可促進N、K的吸收(2)影響礦物質的溶解性間接影響5、離子間的相互作用相互競爭90

四、葉片營養

根外營養：植物地上部分對礦物質的吸收過程；地上部分吸收礦物質的主要器官是葉片，故又稱為葉片營養。離子角質層外連絲質膜細胞內離子角質層外連絲911、補充根部吸肥不足或幼苗根弱吸肥差

2、某些肥料易被土壤固定，葉片營養可避免

3、補充微量元素，效果快，用藥省

4、干旱季節，植物不易吸收，葉片營養可補充葉片營養的優點—高效、快速：1、補充根部吸肥不足或幼苗根弱吸肥差葉片營養的92第四節礦物質在植物體內的運輸與分布一、運輸形式

N：大部分在根部轉化為aa和酰胺上運，少量以NO3-上運

P：以正磷酸鹽或有機磷化合物運輸

S：以SO42-或少數以Met運輸金屬元素：以離子狀態運輸第四節礦物質在植物體內的運輸與分布一、運輸形式93二、運輸途徑和速度

運輸途徑:

根部吸收的離子可沿木質部上運，也可橫向運至韌皮部。葉片吸收的離子向下和向上是通過韌皮部進行的，也可橫向運至木質部。

運輸速度：30~100cm/h二、運輸途徑和速度運輸途徑:94可再利用元素缺乏時，老葉先出現病癥；

不可再利用元素缺乏時，嫩葉先出現病癥。

可再利用元素：在植物體內可以移動，能被再度利用的元素。參與循環

不可再利用元素：在植物體內不可以移動，不能被再度利用的元素。不參與循環三、礦質元素在植物體內的分布以離子在植物體內是否參與循環而異。可再利用元素缺乏時，老葉先出現病癥；

不可再利用元素缺乏時，95第五節氮素的同化(不講)一生物固氮◆某些微生物和藻類通過其自身固氮酶復合體把分子氮轉變為氨的過程。工業上，用鐵作催化劑，要在450℃高溫和200-300個大氣壓條件下才能使N2轉變為氨微生物能在體內由酶的催化在常溫常壓條件下把空氣中的氮氣還原成NH3。它不消耗能量,不降低土壤性能,不污染環境.第五節氮素的同化(不講)一生物固氮96◆固氮酶復合體

蛋白質組分構成:

▽還原酶(鐵蛋白),提供具有很強還原力的電子;含兩個相同亞基,含Fe4S4(每次可傳遞一個電子),兩個ATP結合位點

▽固氮酶(鉬鐵蛋白),兩個αβ亞基的四聚體,含2Mo,32Fe,相應數目的對酸不穩定的硫.對氧十分敏感.利用高能電子把N2還原成NH3。由N2到NH3,需6e.◆固氮酶復合體97N2+8H++8e-+16H2O+16ATP→2NH3+H2+16ADP+PiN2+8H++8e-+16H2O+16ATP→298

1硝酸還原酶(NR)

◆按還原反應中電子供體的不同來分：

鐵氧還蛋白-硝酸還原酶：鐵氧還蛋白(Fd)作為電子供體，NO3-+2Fd(還原型）+2H+

→NO2-+Fd（氧化型）+H2O

NAD(P)H-硝酸還原酶:以NADH或NAD(P)H+H+為電子供.含FAD,Cytb557,Mo。

NO3-+NAD(P)H+H+→NO2-+NAD(P)++H201硝酸還原酶(NR)992亞硝酸還原酶(NiR)

◆NO2-+6H++6e-→NH4++2H2O

存在于葉綠體中,但在根中也可還原.

◆亞硝酸還原酶按電子供體的不同可分為兩類：

鐵氧還蛋白-亞硝酸還原酶，存在于光合組織內。▽

NO2-+6Fd(red)+8H+→NH4++6Fd(ox)+2H2O2亞硝酸還原酶(NiR)100

NAD(P)H-亞硝酸還原酶存在于非光合組織中.NO2-+3NAD(P)H+3H+