wfr3第3章矿质营养2

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矿质营养2

矿质营养2
首先发症部位:幼叶(不易转移)
番茄缺Mo、脉间失绿,变得呈透明。 大豆缺Mo根瘤发育不良
14、氯 吸收:
作用:氯在光合作用水裂解过程中起着活化剂的作用,促进 氧的释放。
缺素症:植株小,叶尖干枯、黄化,最终坏死;根生长慢, 根尖粗。
番茄缺Cl 叶易失水萎蔫
15.镍 •吸收态:Ni2+
• 作用 ①镍是脲酶的金属成分,脲酶的作用是催化尿素水解。 ②氢化酶的成分,在生物固氮中起作用。
•缺镍症状: 植物体内的尿素会积累过多,对植物产生毒害, 叶尖坏死,不能完成生活周期 叶片失绿, 脉间出现褐色坏死。
16.钠 Sodium (Na) Na+能代替K+的部分生理功能,Na+活化C4植
物PEP再生等促进光合作用。
千金子
对照
100mMNaCI
四、作物缺乏矿质元素的诊断
1.病症诊断法; 深入调查,综合分析
发病部位:幼叶(不易转移)
葡萄缺Mn, 脉间失绿 ,果实成熟不一致
10、硼
吸收态:H3BO3
作用 ①对植物生殖有影响。促进花粉萌发和花粉管伸长。 和糖的形成有关 抑制有毒酚类化合物的形成, 缺硼时:
花粉发育不良,子粒减少。油菜“花而不实”; 根尖、茎尖的生长点停止生长。甜菜“干腐病”
发病部位:幼嫩器官(不易转移)
•缺乏症:小叶缺绿,节间短,簇生;阔叶作物脉间失绿。 •首先发症部位:老叶(易转移)
缺Zn柑桔小叶症伴脉间失绿 大田玉米有失绿条块
缺锌时,植 株矮小。华北 地区的果树缺 锌易得“小叶 病” ,也叫 “斑叶病”。
缺锌玉米易 得“花白叶病”
柑桔 苹果
12.铜 •吸收态: Cu2+
作用 ①参与氧化还原过程。 ②光合电子传递链中的电子传递体质体蓝素的组分.

植物生理学03矿质营养

植物生理学03矿质营养

图3-5 植株缺磷症状
4、钾(K)
吸收形式:K+。 作用:
是酶的活化剂。 促进碳水化合物的合成和运输。
增加原生质的水合程度,提高细胞的保水能力,增强 抗旱性。 缺素症:叶色缺绿变黄,逐渐坏死。茎秆柔弱
易倒伏(图3-6、3-7)。 K的移动性大,缺乏时,症状在老叶出现。
图3-6 番茄缺钾初期叶缘失绿
图3-4 缺硫植株中上部叶色淡
3、磷(P)
吸收形式:H2PO4-。 作用:
磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分; 磷在碳水化合物代谢中起着重要作用; 磷对氮代谢也有影响。 缺素症:缺素症与N相似,生长缓慢,植株矮小, 叶片暗绿,有些植物呈紫色或红色。 P的移动性大,缺乏时,症状首先在老叶出现(图35)。
图3-9 缺钙幼叶叶尖变褐枯死
6、镁(Mg)
吸收形式:Mg2+。 作用:
是叶绿素的组成成分。 是酶的活化剂。
缺素症:缺绿病,严重时形成褐斑坏死。 Mg的移动性大,缺乏时,症状首先 在老叶出现(图3-10)。
图3-10 植株缺镁症状
7、铁(Fe)
作用: 是酶的辅助因子。 是叶绿素合成过程所必需的。
岩石圈的元素组成包括O、Si、Al、Fe、Ca、 Na、K、Mg等,其中O和Si的含量最丰富,约占岩 石圈元素总量的75%。
二、植物体内的元素
植物体
干物质(5-90%) 有机物(90%)
水分(10-95%) 无机物(10%)
105℃ 烘干
植物
干物质
600℃ 灰分
构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元素直 接或间接地来自土壤矿质,故又称矿质元素)。
必需元素是指维持植物正常生理活动所必需的元素。
判断必需矿质元素的原则:

高二生物植物的矿质营养2(新编201910)

高二生物植物的矿质营养2(新编201910)

亲祭日月 退则依减 四品以银 后加常气 余千二百二十九 缥 蔀 以减定程 "时将伐吴 以减平见 进加 便应以故岁之晦为新纪之首 其四《没灭略例》曰 有鞾 一品之旃九旒 差满百为度 纁朱绶 冲之以癸亥鸡鸣冬至 以罗为之 无此迟行 心为乾精 日益疾一分 奇百一十三 秋后交 余为不蚀分 袍
袄之制 分八百三十四 副置初日行分 为气余 十四而一 白纱中单 "星与日辰之位皆在北维 冬至 革带 入小雪初日 十一日 老阴为次 日益疾七十六分 尾十八 依平 凡四千五百六十 得平朔加时所入 则日蚀常在朔 得望 为积日 王自克商还 半率差而减之 素袜 欲一术以求之 合于密率 皆因京氏
历》得辛酉蔀首 嗣王亦佩金鱼袋 长一尺二寸 以减转定分 然二十四气晷差徐疾不同者 则盛服冠履 以金银杂宝饰之 ’今兹诸侯何实吉?不宜若此 取之蚀也 以加中节 平见 余千三百三十七 小余五百一十二太 则错乱而不明 得每气戴日北度数 素裳 秋分后 异名相消;减之 玉簪导 而所记多宋
余为去后交分 及霜降之后 至七而通矣 故《国语》曰 三十一年十二月辛亥朔 章蔀纪首皆直冬至 昔僖公六年 推元祀二月丙辰朔 长一丈八尺 等为平 牛 时法而一 爵弁者 望数日十四 各为泛用刻率 黄油纁 亦左符进内 加月行定分 弗震不渝 七而一 就全数得千六百一十三 为晨昏月度 "高祖诏
纬 有衣冠乘马者 既限之外 三老五更之服也 考其行度 五色线鞾 因曰 九日差一刻 其大最疏于淳风 则八行各当其正 交终曰终率 又置平交所入定气余 坎 至露髻驰骋 左者进内 入夏至后 皆无法度 加二;后世虽有改作者 青油纁 所异者 均加三日 五星经天 每日损二十六 去中单 为朔余 秒法
百二十 七章 后稷感之以生 其久而不能无差忒者 二车皆金饰末 半已上 弁服者 《易》 白道 "维四月 色如大绶 故曰"及其亡也 秒二十五 黄 十八度外 七品以上绿 犹百二十馀年 退六度十二分 《月令》乃夏时之记 行幸陈于卤簿 七十一日七百三十五分 交率百八十二 阳历蚀限二千六百四十

高二生物最新课件-高二生物第三章第二节矿质营养 精品

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下图为蕃茄和水稻在相同营养液中分别 培养一段时间后,营养液中镁、硅占开始实验时 的浓度百分比,通过数据,试分析植物吸收 矿质元素的特点。
分析:
结论:
1、不同的植物对同一种离子吸 收的量不同;同一种植物对不同 的离子吸收的量也不同,说明根 对矿质离子的吸收具有选择性。
植物对矿质离子的吸收具有选择性
植物吸收水分和吸收矿质离子的比较:
吸收水分
区 别
吸收矿质元素 主动运输
呼吸作用
原理
动力
渗透作用
蒸腾作用
关 系
相对独立
三、矿质元素的运输和利用
1、水 根尖 导管 各部分 矿质元素是随着水分在植物体内运输的。 2、利用: a、呈离子状态,可再度利用,如K b、形成不稳定化合物,可再度利用, 如Mg c、形成难溶的稳定化合物,不能再 度利用,如Ca, Fe
有收无收在 于水,收多 收少在于肥!
四、合理施肥
a. 根据作物的需肥规律,适时、适量地施肥 使植物体茁壮生长,且获得少肥高效的效 果。 b.疏松土壤,促进有氧呼吸,从而促进根对 必需矿质元素的吸收。
五、无土栽培
(一)、无土栽培的原理 --溶液培养法 (二)、无土栽培的优点 1、全年都可以栽培,产量高 2、扩大了农作物栽培的范围和面积 3、节约水肥,产品清洁卫生,有利于实现作 物栽培的工厂化和自动化
正常叶片和缺少某种矿质元素的叶片(玉米)
一、矿质元素
(一)植物必需的矿质元素 1.大量元素: N、P、K、S、Ca、Mg
2.微量元素: Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、CI、Ni
二、根对矿质元素的吸收
实验:如果用化学药品抑制根的呼吸作用,根对
矿质元素的吸收就会中断,而对水分的吸收不会中 断。

植物生理学—矿质营养2

植物生理学—矿质营养2

植物缺素诊断
• 缺素症判断的不准确:缺素及过多毒害都会产生病症;
缺素症的模糊易混淆;病虫害及逆境作用;土壤元素相互作 用;吸收及同化障碍等
• • • • • • •
化学分析诊断法 病症诊断法:可归类划分 老叶病症:N、P、K、Mg、Zn等; 幼叶病症:Cu、Mn、Fe、S、Ca等 缺绿症:N、Mg、Fe、S、Mn、Zn等 斑点或坏死: 加入诊断法:根外追肥或浸渗法
(一)主动吸收存在的证据
1、离子吸收的选择性和积累作用 植物细胞对周围环境中离子的吸收具有选择性,因而有
些离子在胞内大量积累。
物质(分子或离子)逆着浓度梯度进入细胞或组织的 过程称为积累(accumulation)。通过积累细胞能将周
围溶液的某些离子“浓缩”在细胞中。这种逆着电化学 势梯度过程必须消耗代谢能量。
该学说认为,植物细胞膜对离子的吸收和运 输是由膜上的电致质子泵(electrogenic proton pump)推动的。该泵具有ATP酶活性,通过水解 ATP释放的能量将H+泵到膜外,由此在膜内外间 产生电势差,推动阳离子进入细胞。 在细胞膜上还有Ca2+—ATP酶,能将Ca2+运到 细胞外。电致性运输是逆着电化学梯度进行的, 需要代谢能量,故属于主动运输。
•镁
• • • • • • • • • 游离态吸收,体内部分游离,部分形成有机物 其他阳离子对镁的吸收有抑制作用 生理作用 活化许多参与磷酸转移酶,参与能量转移 叶绿素成分 细胞pH控制 蛋白质及RNA合成中的作用 缺素症 老叶病症,脉间缺绿,呈鲜黄色或橘黄色,严 重时叶缘向上弯曲
Mg
•铁
• 对各种配位体都有较强的亲和力。Fe2+为植物的 优先吸收形式;细胞中近80%铁存在于叶绿体中 • 生理作用 • 作为细胞色素和非血红素铁蛋白组分,参与光合、 呼吸和固氮作用。如过氧化物酶、过氧化氢酶、 铁氧还蛋白、钼铁蛋白等 • 参与叶绿素合成 • 缺素症 • 幼叶或芽内叶首先出现病症,嫩叶脉间缺绿,重 者叶片发白

植物生理学03矿质营养

植物生理学03矿质营养

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植物生理学03矿质营养
•二、植物体内的元素
• 植物体
•干物质(5-90%) •有机物(90%)
•水分(10-95%) •无机物(10%)
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植物生理学03矿质营养
•105℃ 烘干
植物
干物质
600℃ 灰分
构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元素 直接或间接地来自土壤矿质,故又称矿质元素)。
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植物生理学03矿质营养
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• 图3-4 缺硫植株中上部叶色淡 植物生理学03矿质营养
3、磷(P)
•吸收形式:H2PO4-。 •作用:
磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分; 磷在碳水化合物代谢中起着重要作用;
磷对氮代谢也有影响。
•缺素症:缺素症与N相似,生长缓慢,植株矮小, 叶片暗绿,有些植物呈紫色或红色。
植物生理学03矿质营养
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2020/11/20
植物生理学03矿质营养
植物必需的矿质元素 植物对矿质元素的吸收 矿质元素在植物体内的长距离运输与分
配 合理施肥的生理学基础
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植物生理学03矿质营养
植物矿质营养
是指植物对矿物质的吸收、转运和同化等过 程以及矿质元素在植物生命活动中的作用。
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植物生理学03矿质营养
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 、 Si共10种。植物需要量大,占植物体干重的0.1~ 10%。
微量元素:Fe、B、Cu、Zn、Mn、Cl、Mo、 Na、Ni共9种。植物需要量小,占植物体干重的 0.01~0.00001%。
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植物生理学03矿质营养

2 矿质营养(2节、3节、4节)

2 矿质营养(2节、3节、4节)

(3)由载体进行的转运既可以是被动的(顺电化学势梯 度),也可以是主动的(逆电化学势梯度),而离子通 过离子通道的运输过程,则是一个被动过程。
(4)载体转运离子具有与酶促反应相似的饱和效应和竞 争效应,而经离子通道转运离子的速度则没有饱和效应
简单扩散 离子通道
载体蛋白
(二)主动吸收
主动吸收是指细胞利用呼吸释放的能量逆着电化学势
第一步:离子被吸附在根系细胞的表面
根部细胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3,
H2CO3能解离出H+和HCO3-离子,这些离子可作为根系细胞的
交换离子,同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子进行离子交换,
离子交换有两种方式:间接交换吸附和直接交换吸附
1、间接交换吸附:根与土壤溶液中离子的交换
主要根系吸收区域不同,不同植物对同种 矿质元素的吸收也不同。例如:大麦吸收 钙、铁主要在根尖,而玉米整个根系表面 都能吸收铁。
◆有一些实验证据支持根尖的根毛区是主
要吸收部位。表面积大,输导组织发育完 全,易吸收并转运。
二、根系吸收矿质元素的过程
大致分为两步: 离子被吸附在根系细胞的表面 离子经质外体和共质体途径进入根部导管
膜转运蛋白
①通道蛋白(channel protein) 简称通道(channel)或离子通道(ion channel) 离子通道是由内在蛋白构成的孔道,横跨膜的两侧, 是离子顺着电化学势梯度被动单向运输的通道。它往往
有“门”,只有在“门”开的情况下离子才可以通过。
离子通道大小和孔内电荷密度等使得通道对离子运输 有选择性,即一种通道只允许一种离子通过。 通道蛋白中 有感受蛋白或感受器,能够感受刺激信号(化学信号或电 信号)而发生构象改变,从而引起“门”的开闭。

植物生理学教案第三章矿质营养

植物生理学教案第三章矿质营养

植物生理学教案第三章矿质营养第三章矿质营养教学时数:6学时教学目的与要求:要求学生了解植物体内必需元素的种类、生理作用和合理施肥的生理基础,掌握植物细胞对矿质元素吸收的机理、根系吸收矿质元素的特点、矿物质在植物体内的运输的途径以及无机养料的同化,能运用矿质营养的知识来解释生产实践中出现的一些实际问题。

教学重点:细胞对矿质元素的主动吸收,根系吸收矿质元素的特点,硝酸盐的代谢还原。

教学难点:细胞对矿质元素的吸收机理、无机养料的同化。

本章主要阅读文献资料:1.王宝山主编。

植物生理学。

科学出版社,2004年1月(阅读矿质营养部分)2.武维华主编。

植物生理学。

科学出版社,2003年4月(阅读矿质营养部分)3.李合生主编。

现代植物生理学。

高等教育出版社,2002年1 月(阅读矿质营养部分)4.白宝璋,李明军等主编。

植物生理学(第2版),中国农业科技出版社.2001年1月(阅读矿质营养部分)5.王忠主编.植物生理学.中国农业出版社.2000年5月6.曹仪植,宋占午主编.植物生理学.兰州大学出版社.1998年7.植物生理学通讯.中国植物生理学会主办.科学出版社出版.(1951年创刊,双月刊)8.植物生理与分子生物学学报(原名为《植物生理学报》).季刊(1964年7月创刊,双月刊)教学内容:包括植物体内必需元素及其生理作用,植物细胞对矿质元素的吸收,植物根系对矿质元素的吸收,植物地上部分对矿质元素的吸收,无机养料的同化,矿物质在植物体内的运输和合理施肥的生理基础七部分内容。

矿质营养(mineral nutrition):植物对矿物质的吸收、转运和同化的过程。

第一节植物的必需元素及其生理作用一、植物体内的元素植物体→干物质→灰分可挥发性元素(volatile element)灰分(ash)。

构成灰分的各种元素称为灰分元素(ash element)或矿质元素(mineral element)。

通过对各种植物进行分析发现,在已知的109种元素中,约有70多种存在于植物体内,所有植物的灰分都很相似,含量最丰富的元素是K,约占灰分含量的50%,其次是Ca。

高二生物植物的矿质营养2

高二生物植物的矿质营养2

情感态度和价值观
(1)、在介绍植物必需元素的种类、分析 影响矿质离子吸收的环境因素的教学中, 联系合理施肥、无土栽培技术、中耕松 土等生产实际,培养学生理论联系实际 的意识,培养学生关注科学、技术在现 代农业生产中的应用,对学生进行生命 科学价值观的教育。 (2)、培养学生的探究精神和合作意识。
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针对学生提出的问题,组织学生进行集体和分组讨 论,促使学生在学习中解决问题,培养学生的团结协 作的精神。
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学法
1、构建发现式学习 2、指导学生思维迁移 3、理论联系实际
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教学过程
1、导入新课:(3—5分钟)
采用实验方法导入新课,通过实验现象巧设悬念,突出 重点。教学中首先从一个实验观察引入,请学生观察用土壤 浸出液和蒸馏水培养的植物,问:“它们在长势上有什么区 别”,“为什么土壤浸出液中的植物长得好?”引出植物要 生长得好需要吸收土壤中的矿质元素,从而提出课题。
第五节 植物的矿质营养
教学理念
教 材 分析




教学过程
教学评价
教学理念
《普通高中生物课程标准》明确指 出:高中生物课程将在义务教育基础 上,进一步提高学生的科学素养,使 学生掌握社会生活、生产实践中所需 要的生物科学知识,努力发展学生的 科学探究能力以及相关的情感态度和 价值观。
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教材分析
• 本节内容前与根尖的结构、水分代谢、光合作用,细胞膜的 结构与功能等内容相联系,后与呼吸作用相关联,具有显著 的承上启下的作用,教学中教师要注重知识之间的相互渗透。
• 同时,这节内容所介绍的实验方案,不仅有利于学生理解本 节内容,还为将来学生设计实验做好铺垫。为此,我用创设 情景的方法,让学生面对相关现象,进行分析和设计,观察 想象并得出结论,培养学生的学科思维习惯。

植物生理学第三章矿质营养

植物生理学第三章矿质营养
益元素。 稀土元素 稀土元素包括性质相近的镧系元素和钇、钪共
17种元素。
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收与运转
一、植物细胞吸收溶质的方式 1)通道运输(channel transport) 2)载体运输(carrier transport) 3)泵运输(pump transport) 4)胞饮作用(pinocytosis)
硫 Sulfur(S)
吸收形式:SO42作用:半胱氨酸、蛋氨酸、辅酶A、ATP等的组成成分 缺S:植株矮小,硫不易移动,幼叶先表 现症状,新叶均衡失绿,呈黄白色并易脱 落。
缺硫
玉米新叶失绿发黄
油菜 开花 结实 延迟
钙Calcium(Ca)
A.细胞壁等的组分 B.提高膜稳定性 C.提高植物抗病性 D.一些酶的活化剂 E.具有信使功能
铁 Iron(Fe)
A.多种酶的辅基 以价态的变化传递电子(Fe3++e-=Fe2+ ), 在呼吸和光合电子传递中起重要作用。
B.合成叶绿素所必需 C.参与氮代谢 硝酸及亚硝酸还原酶中含有铁,豆科根瘤菌
中固氮酶的血红蛋白也含铁蛋白。
缺铁症状
不易重复利用,最明 显的症状是幼芽幼叶缺绿 发黄,甚至变为黄白色。
番茄缺Cl 叶易失水萎蔫
三、作物缺乏矿质元素的诊断
(一)化学分析诊断法
一般以分析病株叶片的化学成分与正常植株的比较。
(二)病症诊断法(缺素症状) 缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S时幼嫩的器官或组织
先出现病症。 缺乏N、P、Mg、K、Zn等时较老的器官或组织先出
现病症。 (三)加入诊断法
有益元素 有些元素能促进某些植物的生长,通常称为有
缺Zn柑桔小叶症伴脉间失绿 大田玉米有失绿条块

【精选】第三章 矿质营养

【精选】第三章 矿质营养
◇ 缺锌症状:植株茎部节间短,出现“小叶病”。如苹果、 桃、梨等果树缺锌时,叶小脆,且丛生,叶片上出现黄斑。
5. 铜
◇ 作用: 铜是某些氧化酶(例如抗坏血酸氧化酶、酪氨酸氧化 酶等)的成分,可以影响氧化还原过程(Cu+ → Cu2+)。铜又存 在于叶绿体的质蓝素中,后者是光合作用电子传递系的一员。
持不変,大部分被还原成硫,进一步同化为半胱氨酸、胱氨 酸和蛋氨酸等。硫也是硫辛酸、辅酶A 、焦磷酸硫胺素、谷 胱甘肽、生物素、腺苷酰硫酸和腺苷三磷酸等的组成元素。
◇ 缺硫症状:似缺氮,包括缺緑、矮化、积累花色素苷等。
5.钙:
◇ 吸收形式和存在形式:植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子。 植物体内的钙呈离子状态Ca2+。主要存在于叶子或老的器官 和组织中,是比较不易移动的元素。
国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是:
第一,由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史; 第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元
素的方法预防和恢复正常; 第三,该元素在植物营养生理上能表现直接的效果,而不是由于土壤
的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
C. 与物质运输有关的元素,常常影响糖类物质的积累,如P、 K、B。
四、作物缺乏矿质元素的诊断
(一)病症诊断法 (二)化学分析诊断法 (三)加入诊断法
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
一、生物膜 二、细胞吸收溶质的方式和机理
植物细胞吸收溶质的方式共有4种类型:
◇ 离子通道运输 ◇ 载体运输 ◇ 离子泵运输 ◇ 胞饮作用
一、植物吸收矿质元素的特点
◇ 对矿质元素和水分的相对吸收 ◇ 离子的选择性吸收 ◇ 单盐毒害和离子对抗

最新-高中生物 第3章 植物的矿质营养2全套导学案 新人

最新-高中生物 第3章 植物的矿质营养2全套导学案 新人

植物的矿质营养【自学导引】一、植物必需的矿质元素1.矿质元素的概念矿质元素是指除了C、H、O以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。

2.植物必需的矿质元素(1)概念:对植物正常的生命活动不可缺少的矿质元素。

某一种矿质元素是否是植物生活所必需的,可通过溶液培养法进行验证。

(2)种类:(13种)大量元素:N、P、K、S、Ca、Mg。

微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl。

二、矿质元素的吸收1.矿质元素被吸收的形式矿质元素是以离子的形式被根尖吸收的。

2.矿质元素被吸收的方式根吸收矿质离子的过程,不仅需要细胞膜上载体蛋白质的协助,而且还需要消耗细胞呼吸作用释放的能量,因此,这是一个主动运输的过程。

3.根吸收矿质离子与吸水的关系成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。

三、矿质元素的运输和利用1.矿质元素的运输运输矿质元素的结构是导管。

四、合理施肥1.依据不同植物对各种必需的矿质元素的需求量不同,同一种植物在不同的生长发育时期,对各种必需的矿质元素的需求量也不同。

2.概念:合理施肥就是根据植物的需肥规律,适时地、适量地施肥。

3.意义:保证植物体茁壮生长,获得少肥高效的结果。

五、无土栽培1.概念:无土栽培是指利用溶液培养法的原理,把植物体生长发育过程中所需的各种矿质元素,按照一定的比例配制成营养液,并用这种营养液来栽培植物的技术。

2.优点:第一,全年都可以栽培,并且产量高。

第二,节约水肥,产品清洁卫生,有利于实现农作物栽培的工业化和自动化。

第三,扩大了农作物栽培的范围和面积。

【思考导学】1.小王从花店买来一盆万年青,几星期后,他发现老叶油绿绿的,而新生的叶子有发黄的现象,最可能的原因是什么?答案:缺少不能被再度利用的矿质元素,如Fe、Ca等。

2.农民常说:“锄地出肥”,这一俗语的道理是什么?答案:锄地能增加土壤中空气的流通量,增强根细胞的呼吸作用,为根吸收矿质元素离子提供更多的能量。

3.根对矿质元素的吸收量是否与土壤溶液中矿质离子的浓度成正比?为什么?答案:否。

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离子通道:细胞质膜上的内在蛋白构 成的 供离子进出的通道。 离子通道蛋白横跨膜的两侧。 一种通道只限一种或有限的离子种类通 过。如K+ 、 Cl- 、 Ca2+ 、 NO3-离子通道。
高 细胞外侧
电化学
势梯度

简单扩散(被动运输) 细胞内侧
图2-2 离子通道运输离子模式图
“闸门”的开关机制 [1] 离子通道可由化学方式及电化学方 式激活,控制离子顺着浓度梯度和膜 电位差,即电化学梯度,被动地和单 方向地跨膜运输。 [2] 被多种刺激(电压、光、激素、 离子本身)激活。 一个开放的离子通道每秒可运输 107 - 108个离子,比载体蛋白的运输 快1000倍。
第二节 细胞对矿质元素的吸收
一、生物膜 二、细胞吸收溶质的方式和机理
一、生物膜
生物膜:细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。 流动镶嵌模型: 膜由蛋白质和磷脂分子组成,磷脂分子成两层 排列,疏水性尾部向内,亲水性头部向外,有些蛋 白质在外面,与膜的外表面相连,称外在蛋白质 (周围蛋白),有些蛋白质镶嵌在磷脂双分子之间, 甚至穿透膜的内外表面,称为内在蛋白。由于蛋白 质在膜上分布不均匀,膜的结构是不对称的。膜脂 和膜蛋白可以运动,膜厚7-10nm。
A
高溶质浓度
B
电化学势梯度
细胞膜
低溶质浓度
图2-3 单向运输载体模型
A: 溶质与载体结合 B: 溶质经载体跨膜
A 同向运输 溶质的电化学势梯度 低 外侧
B 反向运输
溶质的电 化学势梯度

内侧 高 低
图2-4 质膜上同向运输(A)和反向运输(B)模式
X和Y分别表示分子和离子 返回
㈣、离子泵运输 1. H+-ATP 酶
怎样证明根毛区吸收能力最强?
(1)用 32P研究5-
7天小麦初生根不 分枝部分的吸收 区。 发 现 32P 的 积 累 有 两个高峰:一是 根冠及分生区; 一是根毛发生区。
( 2 ) 以 32P 研究大麦根 尖对P的积 累与运输, 发现根毛区 运输最快。
(3)以黑麦草 为材料,比较去 掉根毛,不去根 毛对矿质的吸收, 结果不去根毛的 比去根毛的吸收 矿质高出80%左 右。
2. H+ -焦磷酸酶 位于液泡上的H+ 泵,它利用焦磷 酸中的自由能(不是ATP),主动把H+ 泵入液泡内,造成膜内外电化学势梯度, 从而导致养分的主动跨膜运输。
5、胞饮作用
物质吸附在质膜上,然后通过膜的内折 形成囊泡而转移到细胞内的攫取物质及液体 的过程,称为胞饮作用( 非选择性吸收。)
图2-7 胞饮过程
谷氨酸
3、植物体内通过氨同化形成的谷氨酸和谷氨酰胺, 可以通过氨基交换作用形成其它氨基酸或酰胺。
天冬氨酸氨基转移 酶
转 氨 作 用
二、细胞吸收溶质的方式和机理 根据细胞吸收溶质是否需要能量 被动运输和主动运输 根据运输蛋白的不同 ㈠、扩散 ㈡、离子通道运输 ㈢、载体 ㈣、离子泵运输 ㈤、胞饮作用
㈠ 扩散
• 被动运输
1. 简单扩散 2. 易化扩散(协助扩散)
膜转运蛋白
1 简单扩散
溶质从浓度高的区域跨膜移向浓度较低的临近区 域的物理过程。 扩散的动力:
在酸性条件下各种矿质盐的溶解性增加,但PO43-、 K+、Ca2+、Mg2+等易被雨水淋失。
3、影响土壤微生物的活动
酸性反应易导致根瘤菌死亡,而碱性反应促使反硝化 细菌生育良好,氮素损失。 多数植物最适生长的 pH 为6~7
四、植物地上部对矿质元素的吸收
植物地上部分也可以吸收矿质元素,这被称 为根外营养或叶片营养(foliar nutrition)。
(二)根系吸收矿质元素的过程
1.离子被吸附在根部细胞表面
2.离子进入根的内部 3.离子进入导管或管胞
(二)根系吸收矿质元素的过程
1.离子被吸附在根部细胞表面
细胞吸附离子具有交换性质,故称为交换吸 附。 不需要能量。
离子交换有两种方式:
(1)根与土壤溶液的离子交换
间接交换
(2)接触交换
离子交换遵循“同荷等价”的原则。图温度对小麦幼苗吸钾的影响(二)土壤通气状况
土壤通气良好,根系的对矿质元素的吸收多。
中耕,排涝,落干,晒田,南方冷水田,烂泥田 等都与土壤通气相关。
(三)土壤溶液浓度
在外界溶液浓度较低时,随溶液浓度 增高,根吸收离子有一定程度的增加.
有饱和效应,太高造成“烧苗”。 注意施肥的方式,配合灌水,施肥要均匀
木质部运输:由下而上 韧皮部运输:双向运输
二、矿物质在植物体内的分布
1、发生再利用的情况
有些元素进入地上部后仍呈离子状态,有 的元素先形成不稳定的化合物,不断分解,释 放的离子又转移到其它需要的器官去。如N, P, Mg。 多分布在生长点,嫩叶等代谢旺盛的部位。 生理病征多在老叶。
2、不可再利用元素
⑴单向运输载体:能催化分子或离子单方向地跨膜运输 。 ⑵同向运输器:在与H+ 结合的同时又与另一分子或离子 (如Cl- 、 NO3- 、 NH4+ 、 PO43+ 、 SO42+ 、氨基酸 、 肽 、 蔗糖 、己糖)结合,同一方向运输。 ⑶反向运输器:在与H+ 结合后再与其他分子或离子(如 Na+ )结合,两者朝相反方向运输。 比离子通道慢,因为载体数量有限,容易饱和。
途径:气孔和表皮细胞
溶液角质层孔道 表皮细胞外侧壁 外连丝 表皮细胞的质膜细胞内部
影响叶片吸收矿质元素的因素:
A、角质层的厚度:
B、影响蒸发的各种因素如温度、光照、大气 湿度、风等都影响叶片对矿质的吸收。
• 根外施肥的优点 生育后期根部吸肥能力减弱。 营养临界期,补充营养。 某些矿质元素易被土壤固定。 效果快,用量省(微量元素)。
2 H 2O
叶片中亚硝酸盐还原的部位在叶绿体,
氢供给体是还原态铁氧还蛋白(Fd)。
Fd来源于光合作用。
亚硝酸还原酶(nitrie reductase, NiR)

其辅基由罗西血红素和一个4Fe—4S簇组成
还原 态Fd
罗西血 红素
光反应 NiRNiR 氧化 态Fd
叶 中 硝 酸 盐 的 还 原
第四节
矿质元素在植物体内的运输与分配
一、矿质运输形式、途径、速度 2、途径:导管(42K 示踪试验),韧皮部 3、速度:30-100cm/h
木质部 蜡纸 树皮
42K
图2-13 放射性42K向上运输试验
第四节
矿质元素在植物体内的运输与分配
一、矿质运输形式、途径、速度 2、途径:导管(42K 示踪试验),韧皮部 3、速度:30-100cm/h
对于分子来说浓度梯度(concentration gradient)即化学势梯度是决定被动吸收的主要 因素。 离子的扩散决定于浓度梯度和电势梯度,即电化 学势梯度。
2
协助扩散
溶质分子经膜转运蛋白协助顺浓度梯度或电 化学势梯度进行的跨膜运转。不需要细胞提供 能量。 通道蛋白、 载体蛋白、
㈡ 离子通道运输
3.光可以促进NR的合成。
4.NH4+通过氨基化作用、氨基转换作用等合成氨基酸;
也可形成酰胺作为贮存、运输形式,或解毒作用。
液泡
质体
硝酸还原酶
亚硝酸还原酶
硝酸盐转 运器
胞质
植 物 细 胞 对 硝 酸 盐 的 吸 收
三、氨的同化
根从土壤中吸收NH4+的及NO3-还原形成NH4+的, 必须立即结合到有机物中,即进行氨的同化。
A、膜被消化,物质留在胞质内 B、透过液泡膜,物质进入液泡
三、液泡膜上的运输蛋白
1. 离子通道 2. 反向运输器 3. H+泵 4. ABC运输器 花色素苷和PC(质体蓝素)-Cd2+
第三节
植物对矿质元素的吸收
一、根系吸收矿质元素的区域和过程
(一)根系吸收矿质元素的区域
根尖端 根冠 根毛区 伸长区 分生区
在细胞中呈难溶解的稳定的化合物,不 能参与循环的元素。如Ca,Fe,Mn.
多分布在老器官中,生理病征多在嫩叶。
第五节 氮、硫、磷的同化
一、根系吸收氮素的形式 二、氮的同化 硝酸盐还原,氨的同化
一、根系吸收氮素的形式
NO-3、 NH4+、尿素、氨基酸或酰胺
二、硝酸盐还原
还原过程 (1)硝酸还原酶(为诱导酶) (2)亚硝酸还原酶
L—谷氨酸+ATP+NH3
GS
Mg2+
L—谷氨酰胺+ADP+Pi
GS普遍存在于各种植物的所有组织中,对氨的亲和力 高,能防止氨积累造成的毒害。
L—谷氨酰胺+α—酮戊二酸+ [NAD(P)H或Fdred] GOGAT
2L—谷氨酸+ [NAD(P)+或Fdox]
以Fd为还原剂:绿藻、蓝色细菌、高等植物的光合细胞
1、氨的同化主要通过谷氨酸合成酶循环进行.
谷氨酰胺合成酶( Glutamine synthetase: GS)
谷氨酸合酶( Glutamate synthase :GOGAT)。
谷氨酸合酶
酮戊二酸
谷氨酸
三、 氨 的 同 化
谷氨酰胺合成酶
谷氨酰胺
氨的同 化在根、 根瘤和 叶片进 行。
铵盐
谷氨酸合成酶循环
㈢、载体运输 载体蛋白,转运体,透过酶或运输酶
质膜上的载体蛋白属于内在蛋白,不形成明显的 孔道结构。它有选择的与膜一侧的分子或离子结合, 形成载体-物质复合物,通过载体蛋白构象的变化,透 过质膜,把分子或离子释放到质膜的另一侧。 载体运输既可以顺着电化学梯度(被动运输), 也可以逆着电化学梯度进行(主动运输)。
根中硝酸盐的还原
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