矿质元素的吸收利用
植物细胞对矿质元素的吸收
主动吸收是指细胞利用代谢能量逆着浓度梯度吸收矿质元素的过程。主动吸收需要转运蛋白的参与。转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白之分。载体蛋白又分为单向运输载体、同向运输载体和反向运输载离子也可以通过离子泵(质子泵和钙泵)跨膜运输。
胞饮作用是细胞将吸附在质膜上的矿物质通过膜的内折而转移到细胞内的过程。胞饮作用是非选择性吸收,大分子物质甚至病毒通过胞饮作用进入细胞内。胞饮作用在植物细胞中不很普遍。
植物细胞对矿质元素的吸收
植物细胞吸收矿质元素的方式为:主动吸收、被动吸收和胞饮作用。其中主动吸收是植物细胞吸收矿质元素的主要方式。
被动吸收是指细胞不消耗代谢能量,而通过扩散作用或其它物理过程而进行的吸收过程。O2、CO2、NH3 等气体分子可以穿过膜的脂质双分子层,以简单扩散方式进入细胞,扩散动力是膜两侧的这些物质的化学势差。而带电荷的离被动吸收是顺着电化学势梯度进行的,不消耗代谢能量,而通过扩散作用或其它子不能穿过膜的脂质双分子层,其扩散需要转运蛋白质的协助,所以叫协助扩散或易化扩散,扩散动力是这些离子在膜两侧的电化学势差。
(二)根系对矿质元素的吸收
根系对矿质元素的吸收是以细胞吸收为基础的。但根系吸收矿质元素有其自身的特点。首先,根系对盐分和水分相对吸收。由于根系对盐分和水分的吸收机制不同,吸收量不成比例。其次是,根系对矿质元素的吸收有选择性。即对某些离子吸收的多些,而对有些离子吸收少些或根本不吸收。其三是,单盐毒害与离子对抗。一般阳离子的毒害作用明显,阴离子的毒害作用不明显。在单盐溶液中若加入少量含其它价数不同的金属离子的盐类,单盐毒害现象就会减轻或消失。离子间的这种作用叫离子对抗。一般在元素周期表中不同族的金属元素的离子间才会有对抗作用。植物只要处于一定浓度、一定比例的多种盐的混合液中才能正常生长,这种溶液叫平衡溶液。在施肥中应十分注意。
第三节植物对矿质元素的吸收
质外体和共质体
根部表面 进入根内部
3.离子进入导管
根毛区吸收的离子经共质体和质外体到达输导组织
离子在根内径向运输图解 C.细胞质 V.液泡 ER. 内质网
(二)根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收
土粒表面带负电荷 , 吸附着矿质阳离子 ( 如 NH 4 + ,K + ), 不 易被水冲走 , 它们通过阳离子交换 (cation exchange) 与土 壤溶液中阳离子交换。 矿质阴离子 ( 如 NO3-,CI-) 被土粒表面负电荷排斥 , 溶解 在土壤溶液中,易流失。 但 PO43- 则被含铝和铁土粒束缚住 , 因 Fe2+,Fe3+ 和 Al3+ 等带有OH-,OH- 和PO43- 交换 , 于是 PO43- 被吸附在土粒上 , 不 易流失。 根呼吸: C0 2 + H20 → H2C03 H+ + HCO3分布在根表面,土粒表面营养矿质阳、阴离子分别与根表 面的 H+,HCO3- 交换 , 进入根部。
A. NaCl+ KCl+ CaCl2;B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2; D. NaCl
2.离子对抗(ion antagonism)
在发生单盐毒害的溶液中,如再加入少量 其他矿质盐,即能减弱或消除这种单盐毒害。
离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现 象叫做离子对抗。
3.平衡溶液(balanced solution)
(六)土壤有害物质状况
土壤中一些过量有害物质会不同程度地 伤害根部,降低植物吸收矿质元素的能力。
如 H2S、 某些有机酸、 过多Fe2+、 重金属元素。
四、植物地上部对矿质元素的吸收
矿质营养植物吸收矿质元素的特点
植物生理矿质营养植物吸收矿质元素的特点学习目标Click to add title in hereClick to add title n here掌握植物吸收矿质元素的特点。
理解离子选择性吸收对农业生产的影响及应用。
理解单盐毒害和离子颉颃对农业生产的影响及应用。
Click to add title in here Click to add title n hereClick to add title in here 一、对矿质元素和水分的相对吸收1.相互联系1)矿质元素须溶于水才能被吸收,并随水流进入根部的质外体。
2)矿质元素吸收,降低细胞渗透势,促进植物吸水。
2.相互独立1)水分吸收以被动吸水为主,主要分配方向为蒸腾强度大的叶片等器官。
2)矿质吸收以消耗代谢能的主动吸收为主,主要分配方向为合成代谢旺盛的生长中心。
实验处理水分消耗Ca 2+K +Mg 2+NO 3-PO 43-SO 42-光照1090ml 135271751043187黑暗435ml105351137754115大麦在光照和黑暗条件下蒸腾失水和矿质吸收的关系注:表中各离子下的数据以在溶液中原始浓度的百分比表示。
Click to add title in hereClick to add title n here二、离子选择性吸收1.概念离子选择性吸收,即植物根系吸收离子的数量与溶液中离子的数量不成比例。
2.表现①植物对同一溶液中的不同离子的吸收不同;②植物对同一种盐的正负离子的吸收不同。
3.三类盐类型离子吸收情况离子积累PH 值生理酸性盐阳离子>阴离子H +变小生理碱性盐阴离子>阳离子OH -或HCO 3-变大生理中性盐阴离子=阳离子不积累不变Click to add title in hereClick to add title n here二、离子选择性吸收4.注意及应用①生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐,是植物根系对离子选择吸收的结果,与相应盐本身的酸碱性是两个概念,不能混为一谈。
矿质 2
(三)氨态氮的同化
氨的同化:植物从土壤中吸收的铵或由硝酸盐还原形成的 铵盐被同化为氨基酸的过程。 部位:根、根瘤及叶。 氨同化是通过谷氨酸合成酶循环进行的。 两种重要的酶: 谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)
谷氨酸合成酶(glutamate synthase, GOGAT)
成更多有机物,获得增产。
施肥的生态效应
施肥不只满足作物的生理需要,同时也改善生态环境, 特别是土壤环境。例如,施用石灰、石膏、草木灰等能 促进有机质分解,也能提高土温。在酸性土壤上施用石 灰,可以中和土壤的酸性。如果施用有机肥料,更为优 越,它不只是养分较全面,肥效较长,而且还能改良土
六、矿质元素在植物体内的分配与再分配 参与循环的元素:
有的元素进入地上部后仍呈离子状态(如钾) ;有的元素 形成不稳定的化合物,不断分解,释放出的离子又转移到其 它需要的器官中去(如氮、磷、镁) 。
参与循环的元素都能再利用。缺素症状发生在老叶上。
不参与循环的元素:
有的元素(如硫、钙、铁、锰、硼)在细胞中呈难溶解的稳定 化合物,特别是钙、铁、锰,所以它们是不能参与循环的元素 不参与循环的元素不能再利用。缺素病症都先出现于嫩叶。
形成的谷氨酰胺和谷氨酸可进一步通过转氨作用、氨 基交换作用等一系列反应形成其它各种氨基酸。
(四)硝酸还原酶与作物的氮素利用 NR活力与作物的氮素利用效率关系密切。 根据植物对氮素水平的适应性和氮素利用效率的差异, 人们提出了耐肥性和耐瘠性的概念。
所谓耐瘠性是指在低水平供肥(N)条件下能够充分利用有 限氮源,较好地生长,获得较高产量的特性 耐肥性是指在高水平供肥(N)条件下的增产特性,即随供肥 (N)水平的提高,产量继续增加。
植物对矿质元素的吸收
第7讲 植物对矿质元素的吸收和利用
• (二)元素在体内的分布
• 1.参与循环的元素大多分布在生长点和嫩叶等代谢旺盛 的部分; • 2.不参与代谢的元素分布在老叶。 • 因而缺素时能参与循环的元素表现在老叶,缺不参与
循环的元素,病症表现在嫩叶。
• 3.可移动元素在体内可重新分布,同时可以被排除体外, 参与生态循环。
• 植株被雨淋时洗出的主要物质是钾、氮、糖、有机酸
• 2.间接影响:
• • 土壤溶液反应改变,可以引起溶液中养分的
溶解或沉淀。
一般植物最适生长的pH在6-7之间。
• (五)离子间的相互作用
• 一种离子的存在会影响对另一种离子的吸收。
•
•
竞争结合位点——阻碍;
激活结合位点——促进。
四、叶对矿质元素的吸收
• 根外施肥,主要指叶面施肥。 • 1.要保证吸收,必须保证溶液能很好地被吸附在叶片 上。 措施:用表面活性剂、喷雾液滴要细 • 2.达到细胞质的途径: • (1)气孔进入
1矿质元素2必需元素的三个条件温故而知新3大量元素和微量元素4老组织先出现症状的缺乏元素5新组织先出现症状的缺乏元素第二节植物对矿质元素的吸收与运输一植物吸收矿质元素的特点与方式吸收部位
温故而知新
1、矿质元素
2、必需元素的三个条件 3、大量元素和微量元素 4、老组织先出现症状的缺乏元素 5、新组织先出现症状的缺乏元素
生直接交换。
三、影响根系吸收矿质元素的条件
根系对矿物质的吸收主要有主动吸收和交换吸附, 凡能影响这两个方面任何一方面的条件均可影响。 (一)温度
一定范围内根部吸收矿质的速率随土温的升高而加快。
1.温度过低: 代谢弱,主动吸收慢; 细胞质粘性增大,离子进入困难。 2.温度过高不利吸收: 酶钝化,速率下降; 细胞透性增加,原生质外流。
植物吸收矿质元素的主要方式
植物吸收矿质元素的主要方式
植物细胞吸收矿质元素的方式有:
1、被动吸收:包括简单扩散、杜南平衡。
不消耗代谢能。
定义:当外界液体浓度大于内在浓度时被动吸收产生,被动吸收是一种无能量运动,可以理解为平衡,自然界一种规律。
被动吸收是通过滤过、渗透、简单扩散和易化扩散(需要载体)等几种形式,将消化了的营养物质吸收进入血液和淋巴系统。
特点:物质由高浓度区向低浓度区扩散(浓度梯度),这是一种单纯的物理扩散作用,这种吸收形式不需要消耗机体能量;一些分子量低的物质,如简单多肽、各种离子、电解质和水等的吸收即为被动吸收。
2、主动吸收:有载体和质子泵参与,需消耗代谢能。
主动吸收(flash)与被动吸收相反,必须通过机体消耗能量,是依靠细胞壁"泵蛋白"来完成的一种逆电化学梯度的物质转运形式;主动运输的例子很多,主要有无机离子、有机离子和一些糖类(乳糖、葡萄糖、麦芽糖或蜜二糖)等。
这种吸收形式是高等动物吸收营养物质的主要方式。
3、胞饮作用:是一种非选择性吸收方式。
胞饮作用是指内吞细胞外液体。
胞饮作用根据其产生的机制不同分为4种:网格蛋白依赖的内吞、陷穴蛋白依赖的内吞、巨胞饮、网格蛋白和陷穴蛋白非依赖的内吞。
植物的矿质营养
光照能促进硝酸盐还原过程
①光下植物通过光合作用合成的糖流出叶绿体后,经糖 酵解产生NADH而用于NO3- 还原。 ②光能促进底物对NR的诱导,在一定范围内,NR活力随光 强的增加而升高,光下生长的植物体内NR水平要比暗中生 长的高得多。
③光合作用光反应中形成的NADPH和还原型铁氧还蛋白 (Fd)可转化成NADH为硝酸还原提供还原力。
易发生在具有相同理化性质(如化合价和离子半径)的离子 之间,可能与竞争同种离子载体有关。如 NH4+对K+,Mn2+、 Ca2+对Mg2+,K+ 、 Rb+对136Cs+,Cl-对NO3-,SO42-对 SeO42-等都有抑制效应。
2.离子协助作用 即一种离子的存在能促进植物对另一种离子的吸收。
这种作用经常发生在阴、阳离子间。
图2-10 水稻和番茄养分吸收的差异
表示试验结束时培养液中各 种养分浓度占开始试验时%
图2-11 小麦根在盐类溶液中的生长情况
A. NaCl+ KCl+ CaCl2; B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2; D. NaCl
(三)单盐毒害与离子对抗
1.单盐毒害
任何植物,假若培养在单一盐溶液中,不久即呈现不正常状态, 最后死亡。这种现象称为单盐毒害(toxicity of single salt)。
四、增强肥效的措施
1、改善施肥方式 如深层施肥,根外施肥
2.平衡施肥
按J.V.Liebig的最小养分律(Law of minimum nutrient), 作物产量是受最小养分所支配。因为各种矿质元素的生理作用是 互相联系、相互影响的,如果土壤中某一必需元素不足,即使其 它养分都充足,作物产量也难以提高。
植物矿质营养学研究植物对矿质元素的吸收和利用方式
植物矿质营养学研究植物对矿质元素的吸收和利用方式植物矿质营养学是研究植物如何吸收和利用矿质元素的学科。
矿质元素对植物的生长和发育至关重要,因此了解植物对矿质元素的吸收和利用方式对于植物的健康生长至关重要。
一、矿质元素的种类和功能矿质元素是植物生长必需的无机营养元素,可以分为宏量元素和微量元素两大类。
宏量元素包括氮、磷、钾、钙、镁和硫,它们在植物中的含量较高。
微量元素包括铁、锌、铜、锰、硼、钼和氯,植物对这些元素的需求量较小,但同样重要。
不同的矿质元素在植物体内扮演着不同的角色。
氮是植物体中最重要的元素之一,参与植物体内蛋白质和核酸合成等关键过程。
磷是ATP、DNA和RNA等重要分子的组成部分,对能量转换和遗传物质的合成至关重要。
钾是细胞内液体平衡和激素合成的必需元素。
钙在细胞壁形成和植物体内信号传导过程中起重要作用。
镁是叶绿素的组成部分,参与光合作用。
微量元素如铁、锌、铜等则参与植物体内酶的活化以及其他生化反应。
二、植物对矿质元素的吸收方式植物通过根系吸收水和溶解在水中的矿质元素。
植物的根系具有吸收矿质元素的特化细胞结构,如根毛和根发达区,可以增大根系的表面积,提高矿质元素吸收的能力。
矿质元素的吸收方式可以分为主动运输和被动扩散两种。
主动运输是指植物利用特殊的细胞蛋白质,在细胞膜上形成离子通道或运载蛋白,以主动地将矿质离子从土壤中吸收到根部细胞内。
被动扩散则是指矿质离子沿着浓度梯度通过细胞膜的孔隙扩散进入细胞内。
三、植物对矿质元素的利用方式吸收到根部细胞内的矿质元素被植物利用于各种生化反应和生长发育过程。
植物通过调节矿质元素的吸收量和分配方式来满足自身的营养需求。
植物对矿质元素的利用方式包括有选择性吸收、转运和储存。
植物根系具有选择性吸收能力,可以选择性地吸收合适比例的不同矿质元素,从而满足植物体内不同元素的需求量。
吸收到的矿质元素在根部细胞内通过转运蛋白被分配到不同的组织和器官。
植物还可以在过剩的矿质元素浓度高的组织中进行储存,以备不时之需。
植物对矿质元素的吸收利用
植物对矿质元素的吸收利用植物对矿质元素的吸收主要通过根系进行,其中,根的吸收作用是植物获取矿质元素的基础。
根毛是根系表面的突起结构,具有很大的表面积,提高了植物对矿质元素的吸收能力。
根毛通过渗透压的作用,吸引土壤中的水分和溶解其中的矿质元素。
而根系内部的细胞则通过运输蛋白将吸收到的矿质元素从根部运输到植物的地上部分。
植物对矿质元素的选择性吸收主要体现在两个方面:首先,植物对一些必需元素具有较高的亲和力,当土壤中的浓度低于植物对这些元素的需求时,植物会更加积极地吸收这些元素。
其次,植物会对过量的矿质元素进行排斥,通过一些调控机制控制植物对这些元素的吸收,避免对植物造成毒害。
这些选择性吸收的机制有利于植物维持其生理活动的正常进行。
植物对矿质元素的利用主要以参与到植物生理代谢中为主。
不同的矿质元素在植物中有着不同的功能。
例如:氮元素是构成蛋白质和核酸的重要原料,与植物的生长速度和体型发育密切相关;磷元素是构成ATP和核酸的重要元素,参与到能量代谢和生长发育过程中;钾元素参与到水分平衡和渗透调节中,影响细胞的稳定性等。
植物通过吸收和利用这些矿质元素,实现自身的生长代谢需求。
然而,植物对矿质元素的吸收和利用也受到一些因素的影响。
例如,土壤因素包括土壤的酸碱度、含水量、负荷量等,这些因素可能影响矿质元素的有效性和可供性,从而影响植物对矿质元素的吸收利用。
此外,植物自身的生理状态也会影响对矿质元素的需求和吸收能力,例如植物在不同生长阶段对矿质元素的需求量会有所不同。
总的来说,植物对矿质元素的吸收利用是植物正常生长发育的重要过程,它关系到植物体内代谢的正常进行。
植物通过选择性吸收和利用矿质元素,实现自身对矿质元素的需求和生长发育的需要。
了解植物对矿质元素的吸收利用机制和影响因素,对于改进土壤肥力的调控和提高植物生长质量具有重要意义。
矿质元素的吸收和利用
优点: 1、产量高 2、不受时间、空间限制 应用: 1、大棚蔬菜 2、花卉植物
作业
麦田中施用了适量的磷酸钾(K3PO4),试分析小
麦根毛吸收K+和PO43-的过程。
答: 成熟区表皮细胞在呼吸作用中产生二氧化碳(CO2),
1、植物体主要通过根尖成熟区的根毛,从土壤溶 液中吸收矿质元素。 2、矿质元素以离子状态被根毛选择吸收。 3、土壤溶液中的矿质元素被根毛选择吸收,与成 熟区表皮细胞的呼吸作用有密切的关系。
根毛吸收矿质元素离子的过程
交换吸附:根毛细胞膜上的
H+和HCO3-,与土壤溶液中的 阳离子和阴离子发生交换的过 程。
d.运输动力都是蒸腾作用
(1)
(2)
(二)合理施肥:
指根据矿质元素对植物所起的作用,根据植 物的需肥规律,适时地、适量地施用肥料,以便
获得少肥高效的效果。
特点: 1、不同植物对N、P、K等矿质元素的需要量不同。 2、同一种植物在不同的生长发育时期,对N、P、 K等矿质元素的需要量也不相同。
(三)无土栽培
(一)根毛细胞膜对矿质元素的吸收
1、矿质元素被吸收的方式: 交换吸附
主动运输
2、矿质元素被吸收的动力:
呼吸作用
3、矿质元素被选择吸收的特点:
a.根据细胞膜上载体蛋白的种类和数量,对矿质
元素吸收的量不同;
b.对同一种无机盐的阳离子和阴离子吸收的量不 同 生理酸性盐:(NH4)2SO4、NH4Cl、KCl 生理碱性盐:NaNO3、Ca(NO3)2
植物体缺乏某种矿质元素的症状:
缺N的番茄: 植株矮小,叶小色淡
植物对矿质元素的吸收和运输
➢ 离子的选择性吸收:植物根系吸收离子的数量与溶液 中离子的数量不成比例的现象。
➢ 生理酸性盐:根系吸收阳离子多于阴离子,如果供给 (NH4)2SO4,大量的SO42-残留于土壤溶液中,导致 pH下降酸性提高,这类盐叫生理酸性盐。
➢ 生理碱性盐:根系吸收阴离子多于阳离子,如果供给 NaNO3,大量的Na+残留于土壤溶液中,导致土壤pH 升高,这类盐叫生理碱性盐。
O、N、P、K、Ca、Mg、S等。 B. 微量元素 ➢ 需要量极微,占植物体干重的0.01%以下。有Fe、
B、Mn、 Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等。虽然需要量 很少,但缺乏时植物不能正常生长;若稍有过量, 反而对植物有害,甚至致其死亡。
重点和难点
重点
植物体内必需的营养元素及各种缺素症;植物合理 施肥的生理基础
难点
植物对矿质元素的吸收和运输
收多收少 在于肥!
同化
转运
矿质 营养
吸收
一、植物从土壤中获得营养
➢ 1699年,英国的伍德沃德用不 同的水(雨水、河水、泉水、 菜园土浸出液和下水管道水) 培养薄荷枝条。
➢ 菜园土浸出液中生长最好。
式运输 金属离子(K+、Na+):以离子形式运输
2. 矿质元素在植物体内的运输途径和速度
A. 根导管
茎导管
随蒸腾流单向运输
叶导管
B. 根导管
茎筛管
可双向运输
叶或根
➢矿质元素在植物体内的运输速度为30 ~ 100 cm/h
3. 矿质元素的利用 A. 可再利用元素:如果进入一个植株器官的矿质元素又
种:C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、 B、Zn、Mn、Mo、Cl、Ni) ➢ 符合植物必需元素的3条标准:缺乏该元素,植物 生长发育不正常,不能完成生活史;植物表现专一 的病症,而加入该元素后,转向正常;对植物营养 的功能是直接的
植物对矿质元素的吸收
开始随浓度的提
25
K 吸收速度(μmol/g.h)
高而迅速增加,
20
然后缓慢增加,
以后稳定在一定
15
的速率。如果继
10
续提高养分浓度
5
,养分吸收的速
率会出现“迅速 增加—缓慢增加
0.10
0.20 10
25
50
K 浓度(mmol)L
— 趋 于 稳 定 ” 的大麦在不同浓度的KCl溶液中吸收K+离子的速度
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。地上部分吸收矿质盐的器官,主要是叶片, 所以亦被称为叶片营养(foliar nutrition) 思考:
生物分解转化为离子态养分才能被吸收利用。
(三)根系对养分吸收的过程
迁移
吸收
养分:土壤
根表
根内
截获 质流 扩散
主动 被动
1. 土壤养分向根部的迁移
截获(root interception)
根扩直散接从(d所iff接us触ion的) 土壤中获 取质养流分而(m不as经s f过low运) 输。 截获所得的养分实际是根系 所占据土壤容积中的养分
1.土壤养分向根部的迁移
截获(root interception) 扩散 (diffusion) 质流 (mass flow) 扩散和质流是土壤养分迁移至植物根系表面的两种
主要方式。 长距离时,质流是补充养分的主要形式; 短距离时,扩散作用更为重要。
2. 离子吸附在根细胞表面
离子吸附在根部细胞表面细胞吸附离子具有交换 性质,称为交换吸附。
离物子物体体态内内:。。 离离子子态态阳阴阳阴阳阴离离离离离 离子子子子子 子:::NNN: :HOHO4343+-+-、、HH2KP2KPO+O+、42、4-C2、-Ca、2Ha+2、PH+O、PM4O2gM-24、+2g-、2S、+OF、e4S22O-+F、、e422-HM+、、2nB2OH+M、32-nB2Z、O+n、2B3+-4、OZ、n7C22B-+u、42、O+。M7C2n-uO、24+2。-M、nOCl4-2-、
植物对矿质元素的吸收方式
植物对矿质元素的吸收方式植物对矿质元素的吸收方式可以分为以下几种:
1. 活性转运吸收方式:植物在土壤中吸收矿质元素时,需要通过活性转运方式进行吸收,这种方式是通过植物根部表皮细胞上的离子通道进行转运的。
这种方式主要适用于一些高浓度矿物质元素的吸收。
2. 被动扩散吸收方式:被动扩散是指物质在高浓度处向低浓度处扩散的现象,这种方式是植物吸收低浓度矿质元素时采用的方式。
被动扩散吸收方式对于一些较小的矿物质元素如氢离子、氧离子、水分子等有较好的吸收效果。
3. 植物内在加速吸收方式:植物在土壤中吸收矿质元素时,还可以利用其内在的加速吸收方式进行吸收。
这种方式是指植物利用特定的载体蛋白将矿质元素提取到深层细胞中,然后通过蛋白质信道将其传输到植物的同化器官中进行吸收。
4. 合成物物交换吸收方式:有些矿物质元素会形成合成物,如二价铁和氮化物,此时植物必须通过合成交换的方式将其转化为能够被吸收的形式,然后再通过吸收同化器官中的载体蛋白进行吸收。
总体而言,植物对于不同类型的矿物质元素采用了不同的吸收方式。
在土壤中存在着不同浓度的矿质元素,植物通过灵活运用
各种吸收方式,才能够克服这些挑战,有效地吸收所需的矿质元素,并维持其正常生长和发育。
植物细胞吸收矿质元素的三种方式
植物细胞吸收矿质元素的三种方式植物细胞是植物生长发育的基本单位,而植物对于矿质元素的吸收则是植物生长发育的重要保障。
在植物细胞中,矿质元素的吸收方式有三种:根毛吸收、根细胞内润湿膜吸收和细胞内活性转运。
这三种方式各有特点,共同保障了植物对矿质元素的高效吸收和利用。
**一、根毛吸收**根毛是植物根部的重要结构,具有较高的生物活性和吸收能力。
在根毛表面,存在着大量的毛管细胞,这些细胞具有丰富的质膜和质壁,能够主动吸收土壤中的水和溶解其中的矿质元素。
这种根毛吸收方式是植物最主要的矿质元素吸收途径,尤其对于水溶性矿质元素来说具有高效性和选择性。
**二、根细胞内润湿膜吸收**根细胞内润湿膜是指在根毛吸收后,矿质元素在根细胞内形成的润湿膜。
这种润湿膜吸收方式,主要是指矿质元素通过根细胞内的细胞壁和质膜之间的间隙进行吸收。
这种方式能够克服根毛吸收所存在的一些限制,对于一些难以被主动吸收的矿质元素来说,具有较高的吸收效率。
**三、细胞内活性转运**细胞内活性转运是指植物细胞内部,通过膜蛋白通道、载体蛋白等途径,将矿质元素从一个细胞转运到另一个细胞或细胞器内部,以维持细胞内稳态。
这种方式主要发生在植物体内的各个组织器官之间,对于维持植物正常生长和发育所必需的微量元素起到了关键的作用。
总结回顾通过上述对植物细胞吸收矿质元素的三种方式的介绍,我们可以看到,这三种方式各具特点,相互补充,共同保障了植物对矿质元素的高效吸收和利用。
根毛吸收是最主要、最直接的方式,根细胞内润滑膜吸收是对根毛吸收的补充,而细胞内活性转运则是维持细胞内稳态的关键环节。
个人观点和理解对于植物细胞吸收矿质元素的方式,我认为这些方式的共同作用是为了保障植物对于矿质元素的高效吸收和利用。
在现代农业生产中,我们可以通过合理施肥、调节土壤酸碱度等方式,促进植物细胞对矿质元素的吸收,提高作物产量和品质。
深度与广度的探讨通过本文的介绍,你对植物细胞吸收矿质元素的三种方式有了全面的了解。
举例说明矿物质元素的生物利用率评判方法及其影响因素。
举例说明矿物质元素的生物利用率评判方法及其影响因素矿物质元素的生物利用率评判主要有以下几种方法:
1.化学平衡法:基于化学原理,通过测量矿物质元素的平衡浓度来评估生物利用率。
2.生物测定法:利用生物实验模型,如动物模型,来评估矿物质元素的吸收和利用程度。
3.体外试验法:在实验室条件下,模拟人体内的生理环境,对矿物质元素的生物利用率进行评估。
4.同位素示踪法:通过追踪矿物质元素在生物体内的代谢过程,来评估其生物利用率。
这种方法灵敏度高、样品制备简单、测定方便,能区分被追踪的矿质元素来源。
影响矿物质元素生物利用率的因素主要有:
1.矿物质元素的存在状态:例如铁元素,食物中的铁有血红素铁和非血红素铁两种,分别来源于动物源食品、植物源食品。
其价态分别为二价铁和三价铁,三价铁会受到多种因素如磷酸盐、草酸等影响而形成不溶性铁盐,从而降低铁的吸收率。
2.饮食结构:例如动物源食品中铁的吸收利用率高于植物源食品。
3.个体或生理因素:例如年龄、健康状况等也会影响矿质元素的吸收利用率。
总的来说,矿物质元素的生物利用率评判是一个涉及多种因素的综合过程,需要在考虑具体情况下选择合适的评判方法。
黑龙江省会考生物知识点
黑龙江省会考生物知识点植物必需的矿质元素矿质元素指除了C、H、O以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。
共13种。
根对矿质元素的吸收、运输和利用1.矿质元素吸收:交换吸附,主动运输(需能量),与呼吸作用参与。
2.利用:①多次利用:K离子,N、P、Mg形成不稳定的化合物(缺少多次利用元素时老组织受损)②只利用一次:Ca、Fe、Mn形成稳定的化合物。
(缺少时新组织受损)人和动物体内三大营养物质的代谢1.食物的消化:一般都是结构复杂、不溶于水的大分子有机物,经过消化,变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。
2.营养物质的吸收:是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。
3.血糖:血液中的葡萄糖。
4.氨基转换作用:氨基酸的氨基转给其他化合物(如:丙酸),形成的新的氨基酸(是非必需氨基酸)。
5.脱氨基作用:氨基酸通过脱氨基作用被分解成为含氮部分(即氨基)和不含氮部分:氨基可以转变成为尿素而排出体外;不含氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水,也可以合成为糖类、脂肪。
6.非必需氨基酸:在人和动物体内能够合成的氨基酸。
7.必需氨基酸:不能在人和动物体内能够合成的氨基酸,通过食物获得的氨基酸。
它们是甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等8种。
8.糖尿病:当血糖含量高于160mg/dL会得糖尿病,胰岛素分泌不足造成的疾病由于糖的利用发生障碍,病人消瘦、虚弱无力,有多尿、多饮、多食的“三多一少”(体重减轻)症状。
9.低血糖病:长期饥饿血糖含量降低到50~80mg/dL,会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状,喝一杯浓糖水;低于45mg/dL时出现惊厥、昏迷等晚期症状,因为脑组织供能不足必须静脉输入葡萄糖溶液。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二、矿质元素的吸收
1、吸收的主要部位 2、吸收的主要形式
+ NH 4
NO
− 3
− H 2 PO4
Mg 2+
K+
等
吸收的主要形式: 吸收的主要形式:离子态
2011年3月26日星期六
3、根吸收矿质元素的过程
Mg 2+
H+
NH
+ NH 4 + 4
OH −
HCO3− HCO3−
高二《生物》 高二《生物》
矿质元素的吸收利用
H+
K+
NH
+ 4
HCO3−
+ NH 4
Mg 2 +
H+
+ NH 4
HCO3−
OH −
− H 2 PO4
+ NH 4
K+
2011年3月26日星期六
主讲: 主讲:黎伟
导入新课
1、人体缺铁会出现贫血现象。 2、植物缺镁会出现叶片黄化现象。 3、人体缺钙会出现骨质疏松症。 4、油菜缺硼会出现花而不实。
2011年3月26日星期六
谢谢!
2011年3月26日星期六
−
H+
HCO3−
+ NH 4
OH OH −
HCO3−
H+
OH −
H 2 PO
− NOS
− 4
HCO3−
H+
OH −
K
+ NH 4
+
− H 2 PO4
HCO3−
+ NH 4
Mg 2 +
H+
OH −
+ NH 4
Mg 2+
K+
+ NH 4
− H 2 PO4
K+
土 壤 溶 液
2011年3月26日星期六
2011年3月26日星期六
2011年3月26日星期六
3、确定植物必需元素的方法:溶液培养法 、确定植物必需元素的方法:
培养
Mg 2+
其它营养物质
A
B
培养
加入Mg 2+
培养
以上实验说明:镁是植物的必需元素。 以上实验说明:镁是植物的必需元素。
2011年3月26日星期六
溶液培养法: 溶液培养法: 溶液培养法注意的问题: 溶液培养法注意的问题: 1、遵守对比的原则。 、遵守对比的原则。 2、营养液法中除缺少一种或几种矿质元 、 素外,其它的条件完全相同。 素外,其它的条件完全相同。 3、 在缺少某种元素的溶液中培养植物 , 、 在缺少某种元素的溶液中培养植物, 出现不正常的症状, 出现不正常的症状 , 加入缺少的元素再培 生长恢复正常。 养 , 生长恢复正常 。 说明缺少的元素是必 需元素。 需元素。
不可缺少 不可代替 直接作用
2、影响离子交换的因素: 影响离子交换的因素:
离子半径的大小 离子所带的电荷数 离子的浓度
2011年3月矿质元素种类 溶液培养法 吸收过程离子交换 主动运输
作业:溶液培养法中的营养液配制,是否需要加入有机质?
−
A
)。
B、一个 H + 和一个 D、两个 K
+
HCO3−
和一个 H +
2、下列关矿质元素的吸收说法正确的是( C A、只能通过根吸收矿质元素。 C、叶片也可以吸收矿质元素。
)
B、矿质元素只能从土壤中吸收。 D、只能吸收离子态的矿质元素。
3、P—65 三
2011年3月26日星期六
拓展知识
1、判断必需元素的标准: 判断必需元素的标准:
以上现象说明: 生物的生命活动中不能缺少矿质元素。 以上现象说明: 生物的生命活动中不能缺少矿质元素。
2011年3月26日星期六
一、植物必需的矿质元素
1、概念: C、H、O以外,主要由根系从 概念: 除了C 以外, 除了 土壤中吸收的元素。 土壤中吸收的元素。 类型: 2、类型:
大量矿质元素:N、P、S、K、Ca、 大量矿质元素:N、P、S、K、Ca、Mg 微量矿质元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni 、 、 、 、 、 、 、 微量矿质元素
矿质元素的吸收过程
1、离子交换吸附 、 特点(规律 : 同类电荷交换、等电荷交换。 特点 规律): 同类电荷交换、等电荷交换。 规律 2、 2、主动运输 条件: 条件: 载体 能量
2011年3月26日星期六
课堂练习: 课堂练习:
1、根系吸收一个镁离子交换到土壤溶液中的离子可能是 ( A、两个 H + C、两个 HCO3