第3章植物的矿质营养上
植物的矿质营养
四、矿质元素的利用
元素举例 K N、P、Mg Ca、Fe
存在形式
离 子
不稳定化合物 稳定化合物 能够移动 多次利用 老 叶 不能移动 只用一次 新 叶
移动情况 容易移动 利用情况 反复利用 缺乏时受 症的部位
老 叶
五、合 理 施 肥
合理施肥： 根据植物的需肥规律，适时适量地施肥，以
便使植物体茁壮生长，获得少肥高效的结果。
结 论：植物吸水和吸收矿质元素是
两个不同的过程
植物吸水和吸收矿质元素是两个相对独立的过程！
根吸收水分 吸收方式 吸收动力 根吸收矿质元素
渗透作用
蒸腾作用
主动运输
呼吸作用
联系： 1、吸收部位相同 2、矿质元素必须溶解在水中才能被吸收 3、植物对矿质元素的吸收会影响对水分 的吸收 4、矿质元素随水分的运输而运输
2、A瓶中加入完全培养液，B瓶中加入等量 的缺Al的“完全培养液”； 3、把两株健康的长势相同的玉米幼苗分别放 入A瓶和B瓶中； 4、两组放在相同的适宜条件下培养，并对 溶液通气，一段时间后观察两组玉米幼苗 的生长发育情况。
探究Al是否是植物的必需矿质元素？
实验目的： 探究Al是否是植物的必需矿质元素
3、与根细胞吸收矿质元素最密切的生理活动是（ D ） A、蒸腾作用 B、渗透作用 C、光合作用 D、呼吸作用 4、玉米对磷的吸收白天比晚上只稍多一点，但它白天的 吸水量比晚上却大8倍；把用溶液培养的黄瓜移到遮荫， 水分的消耗明显下降，而同一时间钾离子却有少量增加， 上述实验表明：
植物吸收水分和吸收矿质元素是 两个相对独立的过程。
无 土 栽 培
假如请你无土栽培番茄,你会如何进行管理?
有人用化学方法分析了大麦幼苗在0℃和 15℃条件下根吸收水分的量和吸收矿质 元素的量
《植物的矿质营养》教案
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植物生理学-03-矿质营养
0
为膜原有电化学势；
j
aj为离子的电化学活度；Zj为离子的代数化合价 F为法拉第常数，96.5J/mol；E为电势
膜内外离子 j 分布产生的电化学势分别表示为：
µ µ0
=
j外
j + RT ln a j外 + Z j ⋅ F ⋅ E外 (2)
µ µ0
=
j内
j + RT ln a j内 + Z j ⋅ F ⋅ E内 (3)
What was wrong with him?
矿质营养学说与农业化学的建立
李比希（J. Liebig）1840年伦敦有机化学年会上发表 了“化学在农业和生理学上的应用”的论文，否定了 腐殖质营养学说，提出了矿质营养学说。
腐殖质(humus)是有了植物后才出现在地球上的而不是 植物出现以前。因此土壤中矿物质是一切绿色植物的 唯一养料，厩肥及其它有机肥料对于植物所起的作用， 并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质 在分解时所形成的矿物质。
平衡溶液：将某种植物所必需的矿质元素按照一定浓度和适当比例 配制成的，并对该植物生长发育具有良好作用而无毒害的混合溶液， 称为该种植物的平衡溶液。
二、植物细胞吸收矿质元素的机理
两种吸收机理：主动吸收和被动吸收
离子过膜的驱动力： 1、化学势梯度(浓度差)：由高到低 2、电势梯度：阳离子被负电荷吸引；阴离子被正电荷 吸引。
植物的必需元素（essential element） 大量元素：C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、 微量元素：Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B、Cl、Ni、Na
必需的矿质元素：N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、 Cu、Mo、Zn、B、Cl、Ni、Na
第三章矿质营养
第三章矿质营养
7. 硅
◇ 吸收形式：单硅酸〔Si （OH）４〕。 ◇ 硅多集中在表皮细胞内，使细胞壁硅质化，增强
了植物对病虫害的抵抗力和抗倒伏的能力。 ◇ Si对生殖器官的形成有促进作用,如对穗数、小穗
◇ 有益元素或有利元素 有些元素并非植物必需的，但能促进某
些植物的生长发育，这些元素称为有益元素或有利元素，常见的有钠、 硅、钴、硒、钒等，如Si对水稻、Al对茶树等。
●稀土元素 指元素周期表中原子序数在57～71的镧系元素及
其化学性质与镧系元素相近的钪和钇。植物体内普遍含有稀土元素，稀 土元素对植物的生长发育有良好的作用，如低浓度稀土元素可以促进种 子萌发和幼苗生长。
第三章矿质营养
●下图：当细胞外的某一离子浓度比细胞内的该离子浓度
高时，质膜上的离子通道被激活，通道门打开，离子将顺
着跨质膜的电化学势梯度进入细胞内。
离 子 通 道 运 输 离 子 的 模 式 图
第三章矿质营养
（二）载体运输
载体运输学说认为，质膜上有各种载体蛋白，属于 内在蛋白，它有选择地与质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。
的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
即：不可缺少性，不可替代性，直接功能性。
第三章矿质营养
根据上述标准，现已确定植物必需的矿质元素 (包括氮)有14种，它们是：
氮（N） 磷（P） 钾（K） 钙（Ca） 镁（Mg） 硫（S） 铁（Fe） 铜（Cu） 锌（Zn） 锰（Mn） 硼（B） 钼（Mo） 氯（CI） 镍（Ni）
第三章 植物的矿质与氮素营养(3,4,5,6)
特别是在作物生长后期根系活力降低、吸肥能力衰退时或在养 分临界期时使用; 或因干旱土壤缺少有效水、土壤施肥难以发挥效益； 或因某些矿质元素如铁在碱性土壤中有效性很低;Mo在酸性土 壤中强烈被固定等情况下,采用根外追肥可以收到明显效果。
常用于叶面喷施的肥料有尿素、磷酸二氢钾及微量元素 注意：根外施肥不能代替根部施肥，只能作根肥的补充。
角质层
细胞壁
质膜
途径：
外连丝
溶液 ↗角质层孔道 ↘ 气孔
外连丝（细胞壁）
叶脉韧皮部← 细胞内部← 表皮细胞的质膜
2.影响因素
营养物质进入叶片的量与叶片的内外因素有关
1)叶结构 嫩叶比老叶的吸收速率和吸收量要大, 对角质层 厚的叶片(如柑橘类)效果较差。
2)温度 温度对营养物质进入叶片有直接影响,在30℃、20℃ 和10℃时,叶片吸收32P的相对速率分别为100、71和53。
金属离子——离子。
（二）矿质元素运输的途径
1 . 根 吸 收 的 矿 质 元 素 的 运 输 途 径
根系吸收的无机离子主要通过木质部向上运输，同时 可从木质部活跃地横向运输到韧皮部。
2.叶片吸收的矿质元素的运输途径
叶片的下行运输是以韧皮部为主。也 可以从韧皮部横向运输到木质部。
二、矿质元素在植物体内的分配与再分配
如P过多时，与Zn形成不溶解的Zn3(PO4)2，而导致缺Zn。
2.离子协同作用 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。 P 能促进 N 的吸收，因为蛋白质合成时需要大量 ATP
和核酸。
K能活化许多酶，促进核酸形成和N代谢，所以，也
能促进N的吸收与利用。
植物的矿质营养导学案
第三章第五节植物的矿质营养学习目标1.掌握矿质元素的概念和分类2.理解矿质元素的存在形式对植物生理活动的影响自主学习：一、植物必需矿质元素1.概念理解（1）不包括三种元素。
（2）主要由从土壤中吸收。
2.种类（14种）大量矿质元素（6种）：。
微量矿质元素(8种): 。
3.研究方法：法，不能用土壤，因为土壤中组成元素不确定二、根对矿质元素的吸收，运输和利用1.矿质元素的吸收（1）主要器官，主要部位，吸收形式。
（2）吸收特点，吸收种类和数量取决于膜上。
（3）吸水方式为，吸矿质元素方式为；矿质元素能影响土壤溶液或细胞内液的浓度，故可以影响吸水和失水，但二者是两个的过程。
2.运输（1）途径：沿随水运输。
（2）动力：。
（如K+等）（如N、P、Mg等）形成难溶的、稳定的化合物(如等)1.概念：根据植物的，适时地、适量地施肥，以便使植物体茁壮生长，并获得的结果。
2.原因（1）对各种必需矿质元素的需要量是不同的。
（2），对P、K等各种必需矿质元素的需要量也不同。
课后演练：1.如图是某高等植物中矿质元素在绿叶的不同生长发育阶段的含量示意图。
依图得出的结论中不正确的是 （ ）A.Ca 、Fe 、S 是植物体中只能利用一次的元素B.N 、P 、Mg 是植物体中可以再次利用的元素C.N 、P 、Mg 是大量元素，Ca 、Fe 是微量元素D.叶片对N 、P 、Mg 比对Ca 、Fe 、S 的需求量大2.如图为水稻根细胞对Si 的吸收速率和氧分压的关系图，分析此图信息并选出不正确的说法 （ ）A.图中A 、C 两处用于根代谢活动的酶有很大的不同B.A →B 段，O2是限制根细胞对Si 吸收速率的主要因素C.在C 点以后，通过中耕松土，可进一步促进对Si 的吸收而表现为M1的曲线D.氧分压为8时，AC 曲线将演变为M2形态3.以下是某科学家配制的营养液中所含物质：42PO KH 、KNO3、23)Ca(NO、4MgSO 、33BO H 、2MnCl 、4ZnSO 、4CuSO 、42MoO H 等。
必修部分 第三章 第五节 植物的矿质营养
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。
某一种矿质元素是不是植物生活所必需的，可通过
溶液培养法 进行验证。 (2)种类(14种)： 大量矿质元素： N、P、S、K、Ca、Mg (6种)。 微量矿质元素： Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni (8
种)。
3．溶液培养法 (1)应用：用于探究某种矿质元素是否为植物 必需 的矿 质元素。
(2)原理：如果除去某一种矿质元素后，植物的生长发
育 不正常 ，而补充这种矿质元素后，植物的生长发 育 又恢复正常 ，则该元素为植物必需的矿质元素。 (3)过程：在 人工配制 的营养液中，除去或加入某一种 矿质元素，然后观察植物在营养液中的 生长发育状况。
后植株生长发育状况
[解题指导] 选 D 确定某种矿质元素是否是植物的必
需元素，通过溶液培养法来研究。就是在人工配制的 营养液中，除去或加入某一种矿质元素，然后观察植 物在营养液中的生长发育状况：如果除去某一种矿质 元素后，植物的生长发育仍然正常，就说明这种矿质
元素不是植物必需的矿质元素；如果除去某一种矿质
如 Fe、Ca 等
四、合理施肥 不同植物对各种必需的矿质元素的需要量 不同 ，
同一植物在不同的生长发育时期，对各种必需的矿质元
素的需要量 也不同 。合理施肥就是指根据植物 的 需肥规律 ，适时地， 适量 地施肥，以便使植物茁壮 成长，并且获得 少肥高效 的结果。
1.作为植物必需的矿质元素应符合三个标准
脱分化 即：离体植物组织 愈
根、芽→植物体 伤组织
再分化
比较
无土栽培 植物组织培养 植株生长应满足 原理 必需的全部矿质 植物细胞全能性 元素的供应 培养基要求非常严格 只需在培养液中 ①必须灭菌 加入植物生长所 ②除含植物生长必需的矿质元素外，还 培养 必需的矿质元素 必须加入有机添加物，如：氨基酸、维 液成 即可(矿质元素 生素、蔗糖等③必须加入植物激素，如 分 应根据植物需求 生长素、细胞分裂素等，诱导愈伤组织 量，按一定比例 形成，诱导生芽与诱导生根时对生长素 配制而成) 和细胞分裂素的配比要求严格
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。
3植物的矿质营养.解答
第三章植物的矿质营养知识要点矿质元素和水分一样，主要存在于土壤中，由根系吸收进入植物体内，运输到需要的部位加以同化，以满足植物生命活动的需要。
植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为矿质营养。
植物体内的化学元素并非全部是植物生命活动所必需的，只有其中一部分为植物生命活动所不可缺少。
要确定植物体内各种元素是否为植物所必需，只根据灰分分析得到的数据是不够的。
通过溶液培养或砂基培养，并按照Arnon & Stout 于1939 年提出的植物必须元素的标准：（1）如缺乏该元素，植物生育发生障碍，不能完成生活史；（2）除去该元素，则表现出专一的病症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的；（ 3 ）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。
目前已经明确碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍17 种元素为大多数高等植物所必需的，其中碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫9 种元素植物需要量相对较大，称为大量元素；其余铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍8 种元素植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素。
必需的矿质元素在植物体内的生理作用有 3 个方面：⑴是细胞结构物质的组成成分，如N ，P ，S 等；⑵是植物生命活动的调节者，参与酶的活动，如Mn ，Mg ，Fe 等；⑶起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等，如K + 。
可被植物吸收的氮素形态主要是铵态氮和硝态氮。
氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16% ～18% 。
此外，核酸、核苷酸、辅酶、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮，而某些植物激素、维生素和生物碱等也含有氮。
因此，氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。
磷是以正磷酸盐(H 2 P0 4 - ) 形式被植物吸收。
当磷进入植物体后，大部分成为有机物，有一部分仍保持无机物形式。
磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷是核苷酸衍生物( 如ATP、FMN、NAD+、NADP和COA 等) 的组成成分，其在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着极其重要的作用。
第3章 植物的矿质营养教学要求和思考题
第三章植物的矿质营养一、教学基本要求1、掌握植物的矿质营养的基本概念，植物必需元素及其生理作用。
了解植物缺乏必需元素所出现的特有症状；2、了解植物对矿质元素的吸收特点、吸收机理、植物根系吸收养分的过程及其影响因素（重点和难点）；3、理解作物生产与矿质营养的密切关系、作物需肥规律，掌握合理施肥技术。
(一)名词解释1．必需元素：是植物完成其生活史所必需的直接参与代谢活动的元素,如果缺乏能引起专一缺乏症,不能被其他元素所代替。
2．有益元素：亦称有利元素。
是指对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素缺乏时，能部分代替该必需元素的作用而减缓缺素症状的元素。
如钠、钴、硒、镓、硅等。
3. 平衡溶液：植物中需的矿质元素按一定浓度和比例配制成能使植物正常生长发育而无毒害的溶液称为平衡溶液。
4．水培法：将各种无机盐按照生理浓度，以一定的比例，保持适宜的pH 值配制成平衡溶液，用以培养植物的方法。
5．离子通道：是指由贯穿质膜的由多亚基组成的内在蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门户系统。
6．离子颉颃：在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子颉颃，也称离子对抗或离子拮抗。
7．养分临界期：作物对养分的缺乏最敏感、最容易受伤害的时期叫养分临界期。
（二）问答题1. 高等植物的离子吸收有何特点？答：(1) 植物对离子的吸收具有选择性，这是由细胞膜特异性离子载体通道蛋白所决定的；(2) 某些植物能逆浓度递度吸收处界环境中特定离子表现出积累现象；(3) 植物吸收离子多为消耗代谢能的主动过程，影响植物能量代谢的因素直接影响对离子的吸收；(4) 在不同植物种间或品种间，植物吸收矿质元素的种类吸收速率和利用效率存在明显差异。
2. 离子的相互作用包括哪些主要内容？举例说明它们在生产中的实用价值。
答：离子的相互作用有：(1) 离子竞争现象即离子竞争膜上载体结合位点：如Cl-抑制NO3-的吸收，NH4+抑制K+的吸收。
第三章 植物的矿质与氮素营养复习思考题与答案
第三章植物的矿质与氮素营养复习思考题与答案(一)名词解释矿质营养（mineral nutrition）植物对矿质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用。
灰分元素（ash element）干物质充分燃烧后，剩余下一些不能挥发的灰白色残渣，称为灰分。
构成灰分的元素称为灰分元素。
灰分元素直接或间接来自土壤矿质，所以又称为矿质元素。
必需元素（essential element）植物生长发育中必不可少的元素。
国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：①由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史；②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或恢复正常；③该元素在植物营养生理上表现直接的效果，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。
大量元素（major element，macroelement）植物生命活动必需的、且需要量较多的一些元素。
它们约占植物体干重的0.01%～10%，有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等。
微量元素（minor element，microelement，trace element）植物生命活动必需的、而需要量很少的一类元素。
它们约占植物体干重的10-5%～10-3%，有Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl等。
有益元素（beneficial element）并非植物生命活动必需，但能促进某些植物的生长发育的元素。
如Na、Si、Co、Se、V等。
水培法（water culture method）亦称溶液培养法或无土栽培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
砂培法（sand culture method）全称砂基培养法，在洗净的石英砂或玻璃球等基质中，加入营养液培养植物的方法。
气栽法（aeroponic）将植物根系臵于营养液气雾中栽培植物的方法。
离子的主动吸收（ionic active absorption）细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。
3 第3章 植物的矿质营养-自测题及参考答案
复习材料之三
35．在根系吸收离子最活跃的区域是 36．根系对离子吸收之所以有选择性，与不同 37．将硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程是由 38．将亚硝酸盐还原成氨的过程是由 39．根部吸收的矿质元素主要通过 40．一般作物的营养最大效率期是 41．影响根部吸收矿质元素的因素有 和 42．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 43．外连丝是表皮细胞外边细胞壁的通道，它 44．植物体内合成氨基酸的主要方式是 45．植物体内可再利用的元素中以 46．追肥的形态指标有 和 。 和 和 和 。
46．在植物体内液泡属于（ A.共质体
C.既不属于共质体也不属于质外体 47．在糖溶液中加少量（ A．硫酸盐
D.既属于共质体也属于质外
）盐后，单糖容易被叶表面吸收。 B.硝酸盐 C.硼酸盐 D.碳酸盐 ）之间。 D.7.5~8.5
48．在溶液培养过程中，营养液的 pH 一般应控制在（ A．4.5~5.5 五、简答题： B.5.5~6.5 C.6.5~7.5
3．在下列元素中属于植物生长发育所必需的微量元素是（
4．在下列元素中属于植物生长发育所必需的大量元素是（ A．氮 B.铁 C.铜 D.钾 ）。 5．植物缺硫时会产生缺绿症，表现为（ A．叶脉缺绿而不坏死 C．叶脉缺绿而坏死
B.叶脉间缺绿以至坏死 D.叶脉间缺绿而不坏死 ）。 D.全叶不缺绿 ）。
6．植物缺铁时会产生缺绿症，表现为（ A．叶脉仍绿 B.叶脉失绿 C．全叶失绿
Ｂ.0.1mol/L KCl D.0.1mol/LCaCl2 ）内。 D.高尔基体 ）。 D.Mn ）。 D.Fe3+ C.膜片-钳
-
Ｃ.0.05mol/L CaCl2 +0.05mol/L KCl 41.亚硝酸盐在叶肉细胞中被还原部位是（ Ａ.细胞质 Ｂ.叶绿体
第三章-植物的矿质与氮素营养-六节-复习题
第三章 植物的矿质与氮素营养第1节 植物体内的必须元素（1） 填空1. 物必需的大量元素包括 、 、 、 、 、、 。
2．植物必需的微量元素有 、 、 、 、 、、 、 、 。
3．除了碳、氢、氧三种元素以外，植物体内含量最高的元素是。
4．必需元素在植物体内的一般生理作用可以概括为四方面：(1)， （2） ，(3)起 作用，（4） 。
5．氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的 。
6．可被植物吸收的氮素形态主要是 和 。
7． N、P、K的缺素症从 叶开始，因为这些元素在体内可以 。
8．通常磷以 形式被植物吸收。
9．K+在植物体内总是以 形式存在。
10．氮肥施用过多时，抗逆能力 ， 成熟期。
11．植物叶片缺铁黄化和缺氮黄化的区别是，前者症状首先表现在 叶而后者则出现在 叶。
12．缺 时，花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良，会出现“花而不实”的现象。
13．必需元素中 可以与CaM结合，形成有活性的复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。
14．植株各器官间硼的含量以 器官中最高。
硼与花粉形成、花粉管萌发和过程有密切关系。
15．果树“小叶病”是由于缺 的缘故。
（二）选择1．植物体中磷的分布不均匀，下列哪种器官中的含磷量相对较少： 。
A．茎的生长点 B．果实、种子 C．嫩叶 D．老叶2．构成细胞渗透势的重要成分的元素是 。
A．氮 B．磷 C．钾 D．钙3． 元素在禾本科植物中含量很高，特别是集中在茎叶的表皮细胞内，可增强对病虫害的抵抗力和抗倒伏的能力。
A．硼 B．锌 C．钴 D．硅4．缺锌时，植物的 合成能力下降，进而引起吲哚乙酸合成减少。
A．丙氨酸 B．谷氨酸 C．赖氨酸 D．色氨酸5．占植物体干重 以上的元素称为大量元素。
A．百分之一 B．千分之一 C．万分之一 D．十万分之一6．除了碳氢氧三种元素以外，植物体中含量最高的元素是 。
A．氮 B．磷 C．钾 D．钙7．水稻植株瘦小，分蘖少，叶片直立，细窄，叶色暗绿，有赤褐色斑点，生育期延长，这与缺 有关。
植物的矿质营养
二、氨的同化：
当植物吸收铵盐后，或者吸收的硝酸盐还原成氨后，立即 被同化。因为游离氨（NH3）稍微多一点，就毒害植物。
1．还原氨基化，形成相应氨基酸。 2．氨基转换作用，产生新氨基酸和酮酸 3．与CO2、ATP结合形成氨甲酰磷酸 4 ．与氨基酸结合成酰胺。谷氨酰胺和天冬酰胺是高 等植物里氨的临时保存形式。可较快形成，或分解 出氨。
P
正磷酸盐
元素
K
吸收状态
离子态
主要作用
酶的活化剂 渗透调节剂 与蛋白合成有关 与糖合成及运输有关 含硫氨基酸组分 生物活性物组分（维生素、 CoA、GSH等） 影响氧化还原过程 细胞壁组分 稳定细胞膜、参与染色体结构 结合有机酸，避免酸毒害 酶的活化剂 离子拮抗 第二信使 叶绿素组分 酶的活化剂 促核糖体大小亚基结合
（二）离子的选择吸收：
（1）生理酸性盐：多数铵盐，吸收NH4+多于SO42-
（2）生理碱性盐：硝酸盐，吸收NO3-多于Ga2+
（3）生理中性盐：如NH4NO3
（三）单盐毒害和离子对抗
单盐毒害( toxicity of single salt )：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶液中只有一种金属离子对植物起 有害作用的现象。
离子拮抗作用( ion antagonism)： 在发生单盐毒害的溶液中，加入少量其他金属离子， 即能减弱或削除这种单盐毒害，离子间这种作用称为离子 拮抗作用。 平衡溶液(balanced solution)
缺素症
失绿 （幼叶症） 失绿、棕色斑 （幼叶症） 根尖分生组织死亡 花粉发育不全 （幼叶症） 果树小叶 枝条丛生 禾谷类脉间失绿 （老叶症） 幼叶萎蔫白色叶斑 （幼叶症） 脉间失绿、叶小卷曲 （幼叶症） 生长慢、叶小易萎蔫
第三章植物的矿质营养(精)
第三章植物的矿质营养一、练习题目(一)填空1．说明细胞主动吸收矿质元素的载体学说的证据是______、______ 。
2．确定某种元素是否为植物必需元素时，常用的方法有________、_______。
3．生物固氮的中间产物是______、_______。
4．植物体内的酰胺是______、______。
5．SO42—同化过程中的活化硫酸盐形式是______ 、______。
6．植物体内无机硫化物转变为有机硫化物的媒介是______ 。
7．叶中N03–与NO2–还原分别在________与______进行，其还原力是______ 与______。
8．缺______ 元素时，果树易得小叶病，玉米易得花白叶病。
9．缺______ 元素时，果树易得顶枯病，禾谷类易得白瘟病。
10．缺______时，柑桔易得黄斑病，花椰菜易得尾鞭病。
11．通常，外界溶液pH对根系吸盐的影响是：阳离子的吸收随pH升高而_____，而阴离子吸收则随pH升高而______ 。
12．叶片中NO3–还原为NO2–时，直接还原力是______ ，间接还原力是______。
13．植物对养分缺乏最敏感的时期称为______ 。
14．水培玉米时，叶片出现红紫色，其原因是______，因为叶片中积累______ ，易于转化为______ 所致。
15．植物缺Mg与缺Mn时，叶子均______ ，但缺Mg症状表现在______，缺Mn症状表现在______。
16．植物缺Mg与缺Fe的共同症状是：叶片______；不同的症状是：缺Mg时______，缺Fe时______。
17．植物缺N与缺K时，叶片症状共同之处是______；不同之处是：缺N时______，缺K时______。
18．植物根内的表观自由空间(AFS)由两部分组成：______、______。
19．一般说来，合理施肥应该包含两层意思：一是______，二是______。
20．铜对叶绿索的稳定作用可能是通过______ 实现的。
李合生植物生理学第三章矿质营养
的动 力学 饱和 效应
关于载体的作用方式，这里介绍扩散方式和变构方式
1.扩散方式 离子
CIC
P
AC
P
ATP
磷酸 激酶 ADP
携带离子的载体 磷酸基团
CIC
IC
P
线 粒 体
IC 未活化载体
AC 活化载体
磷酸 脂酶
Pi
外
膜
内
细胞质
图 载体运输离子通过质膜示意图
2
变 构 方 式
A.ATP和底物靠近变构酶； B.ATP和底物与变构酶结合； C.由 于ATP效应物的作用，构象转换，变构酶由状态1转变为状态2， 底物就被运送到膜另一侧；D.ATP转变为ADP；E.ADP不适于变构 部位，脱离变构酶，底物也释放出来，变构酶就恢复为状态1。
吸 收 溶 质 量
转入水中
Ⅱ
正常条件
Ⅰ
抑制呼吸 转入水中
时间
植物细胞吸收矿质的方式
被动吸收
简单扩散 协助扩散 主动吸收（主要方式） 胞饮作用
一、被动吸收
指由于扩散作用或其他物理过程而进行的 溶质吸收，不需要代谢能量，故又称非代 谢性吸收。
被动吸收特点: 顺浓度梯度或电化学势梯度 进行，不需提供能量
氮、磷、钾三种元素植物需求量大，而土壤中往往 缺乏此三种元素，所以被称为“肥料的三要素”。
4、硫 硫酸根离子－－－含硫氨基酸。 （1）.生理作用 （2）.缺乏
硫不足时，幼叶先表现失绿症状，叶呈黄白易脱落。 硫过多对植物产生毒害作用。
甜菜叶
5、钙
Ca2+－－－－植物体内的钙有呈离子状态，有呈盐形式， 有与有机物结合。
2、载体
膜上的内在蛋 白，载体上有 专一的结合部 位，被运转的 物质必需与结 合部位结合， 载体才能将其 运到膜的另一 侧，所以载体 也叫透过酶。
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第二节 植物体内的必需元素及其生理作用
自然界中有100多种元素，但植物体内有多少种？ 哪些是植物生长发育不可缺少的必需元素？其需要 量多大？要回答这些问题,必需做相应的分析。
④ N是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。 17 17
缺氮病症：
① 植株瘦小 缺氮时，蛋白质、核酸、磷脂等
物质的合成受阻，影响细胞的分裂与生长，植物生长矮 小，分枝，分蘖很少，叶片小而薄，花果少且易脱落。
② 黄化失绿 缺氮时影响叶绿素的合成，使枝叶
变黄，叶片早衰，甚至干枯，从而导致产量降低。
第3章 植物的矿质营养
有收无收在于水 收多收少在于肥
1
第一节 植物矿质营养的早期研究 第二节 植物体内的必需元素及其生理作用 第三节 植物细胞对矿质元素的吸收 第四节 植物根系对矿质元素的吸收 第五节 植物地上部分对矿质元素的吸收-叶面营养 第六节 矿质元素在植物体内的运输与分配 第七节 氮的同化 第八节 合理施肥的生理基础
70～80℃
干物质（5%－90%6）00℃
有机物质（90－95%）挥发
（C、H、O、N分别以CO2、水 蒸气、分子态氮、NH3及氮的 氧化物形式挥发掉）
灰分（5－10%）残烬
灰分元素（矿质元素） 约有70多种
7
第3章 植物的矿质营养
8
植物体内矿质元素的含量因不同植物种 类、不同器官或部位、生存环境不同而有很 大差异。
22
本章重点：
1、植物必需矿质元素及其主要的生理功能； 2、植物细胞吸收矿质的特点及机理； 3、植物根系吸收矿质的特点；
4、合理施肥与高产优质。
33
第一节 植物矿质营养的早期研究
远在古代，劳动人民就知道在农田里施用肥料以增加 农作物的收成，俗话说：“有收无收在于水，收多收少在 于肥”。我国劳动人民对生长在不同土壤中的各种植物施 用多种不同的肥料，如厩肥、绿肥、骨粉、石膏等，在这 方面积累了极为丰富的经验。
1577-1644年 探知植物营养来源试验
1699年：
英国学者伍德沃德（Woodward）
分别用雨水、河水和加入花园土的水作
薄荷的灌溉试验。结果发现加入花园土
的水浇灌的薄荷生长最好，河水次之，
雨水浇灌的最差，他的结论是据此他
得出结论：构成植物体的不仅是水，源自还有土壤中的一些特殊物质。
4
1804年瑞士的索苏尔报告：若将种子种在蒸馏水 中，长出来的植物不久即死亡，它的灰分含量也没 有增加；若将植物的灰分和硝酸盐加入蒸馏水中， 植物便可正常生长。这证明了灰分元素对植物生长 的必需性。
一、植物体内的元素 二、植物必需的矿质元素和确定方法
(一) 植物必需的矿质元素 (二) 确定植物必需矿质元素的方法 三、必需元素的生理功能及缺乏病症 四、有益元素 五、作物的缺素诊断
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一、植物体内的元素
灰分分析：对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行
分析的方法.
水分（10%－95%）
植物材料 105℃
必需元素在植物体内的生理功能概括起来有三个方面:
➢一 是 细 胞 结 构 物 质 的组成成分;
➢二 是 生 命 活 动 的 调 节者,如酶的成分和 酶的活化剂;
➢三 是 起 电 化 学 作 用 ， 如渗透调节、胶体 稳定和电荷中和等。
16
1、氮 以铵态氮(NH+4)和硝态氮(NO-3)形式被吸收
生理功能：
元素的三条标准是:
① 缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成生活史。 ② 缺乏某元素，植物表现出专一的缺素症，加入该元素
缺素症消失。 ③ 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。
10
二、植物必需的矿质元素和确定方法
(一) 植物必需的矿质元素
在植株和细胞中的灰分老龄比幼龄含量高；
在干燥、通气、盐分含量高的土壤中生长的植 物灰分含量高； 禾本科植物中含Si较多 十字花科中S较多 豆科富含Ca和S 马铃薯含K多 海藻含有大量I
99
二、植物必需的矿质元素和确定方法
(一) 植物必需的矿质元素
必需元素是指植物生长发育必不可少的元素
概念 国际植物营养学会(1939)规定的植物必需
➢必需元素是指植物生长发育必不可少的元素 ➢已确定植物必需的矿质(含氮)元素有14种，加上碳、
概念 氢、氧共17种。
1.大量元素(major element，macroelement) 9种： 氮、磷、钾、钙、镁、硫、碳、氢、氧，在植物
体内含量较多，约占植物体干重的0.01%～10%。 2.微量元素(minor element, trace element) 8种：
铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、镍，占植物体干 重达万分之一以下，稍多即会发生毒害的元素。
11
(二) 确定植物必需矿质元素的方法
概念
1.溶液培养法(水培法) 将植物的根系浸没在含有全部或
部分营养元素的溶液中培养植物的方 法。 2.砂基培养法(砂培法)
在洗净的石英砂或玻璃球等基质 中加入营养液来培养植物的方法。
⒊气培法(气栽法) 将根系置于营养液气雾中
栽培植物的方法.
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⒋营养膜法 一种营养液循环的
液体栽培系统。 营养液、pH 和成分均可控 制。
➢在培养液中，除去某 一元素，植物生长不 良，并出现特有的病 症，加入该元素后， 症状消失,说明该元素 为植物的必需元素。
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气雾培养
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溶液培养中的注意事项：
1) 培养液必需是平衡液； 2) 调节并维持作物适宜的pH值； 3) 保证培养过程营养液通气良好； 4) 及时更换或补充营养液； 5) 培养容器不能透光； 6) 避免微生物等污染；
研究植物的必需矿质时，必须保证所用的试剂、 容器、介质、水等十分纯净。轻微的污染都会导 致错误的结果。
15 15
三、必需元素的生理功能及缺乏病症
① N是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而这三 者又是原生质、细胞核和生物膜等细胞结构物质的重 要组成部分。
② N是酶、ATP、多种辅酶和辅基（如NAD+、 NADP+、FAD等）的成分，它们在物质和能量代谢中起 重要作用。
③ N是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生 素（如B1、B2、B6等）的成分，对生命具有调节作用。