植物的矿质营养PPT课件
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缺乏症：植株矮小、叶黄缺绿，茎细，老叶
先表现，是可再利用或再循环元素。
❖磷
生理功能：
➢ 核酸、磷脂、核苷酸及衍生物（ATP、FMN、
FAD、NAD、NADP等）的组分---代谢元 素
➢ 利于糖运输、细胞分裂、分生组织的增长
缺乏症：矮小、叶暗绿，有时茎紫红，为 可再利用元素。
缺磷叶脉 发红
❖钾
第二章 植物的矿质营养
矿质代谢过程：
吸收、转运、同化
返回
1
第一节 植物必需的矿质元素
一 、植物体内的元素 （一）元素组成
植物 105℃ 材料 烘干
水分
95—5％
干物质 600℃
5—95％ 充分燃烧
有机物 90％
灰分 10%
挥发
CHON
残留
概念
➢灰分——植物体充分燃烧后，有机物中
的C、H、O、N、部分S挥发掉，剩下的不 能挥发的灰白色残渣为灰分。
分子或离子释放到另一侧。
返回
38
载体蛋白三种类型
1、单向运输载体：
❖催化分子或离子单方向跨膜 运输，顺电化学势差进行。
返回
39
2、 同向运输器或载体
协同运输
运输器与质膜外H+结合同时又与另一分子 或离子结合，向同一方向运输
（大多阴离子Cl-、 NO3- 、PO3-3 、SO4-2 和蔗 糖等中性离子）
桃缺钙果 顶腐
花椰菜缺钙 叶缘干枯
缺镁老叶先开始缺绿，为可再利用元素。
缺铁幼叶叶脉间先缺绿，华北果树“黄叶病” （碱性土或石灰质土易缺乏）
缺硼：湖北甘蓝型油菜“花而不实”，
黑龙江小麦不结实，华北棉花“蕾而不 花
缺锌：华北苹果、桃等果树“小叶
症”、“丛枝症”，禾谷类“白苗症”， 云南省玉米“花白叶病”。
返回
34
（二）离子通道运输
离子通道：蛋白质构成的圆形孔道，
横跨膜两侧。通道内带电荷并充满 水分。通道有“闸门”可开关，通 常一种通道只允许一种或有限的离 子通过。
返回
35
跨膜电化学势差激活离子通道
电化学势差=电势差 + 化学势差
电势差 ：膜两侧离子电荷不同所致 化学势差：膜两侧离子浓度不同所致
特点：
（含量最高金属元素，占1%）
生理功能：酶的活化剂、促进碳水化合物
的合成和运输、促进气孔的开放。
缺乏症：茎杆易倒伏，叶干枯、坏死，老
叶开始，可再利用元素。
返回
13
正常玉米叶及缺N、P、K的叶片
缺硫幼叶先开始发黄（均匀 缺绿），不可再利用元素。
玉米缺硫
缺钙幼叶先皱缩变形、呈钩形、顶芽溃烂坏死， 为不可再利用元素。
返回
27
梨缺锌小 叶症
桃缺锌小叶 症、丛枝症
总结
（1）吸收形式：金属元素以离子形式（K+ ）,
非金属元素以酸根形式( BO3=、 SO4=）
（2）存在形式：有机物、无机物、结合态
❖可再循环元素：N、P、Mg、K、Zn， 病症从老叶开始
❖不可再循环元素：Ca、B、Cu、S、Fe， 病症从幼叶始
3、反向运输器或载体
运输器与质膜外H+结合 同时又与膜内侧的分子或 离子结合，两者向相反方 向运输。
（大多阳离子如Na+、糖 等中性离子）
载体运输的特点:
（1）有被动运输（顺电化学势差，
单向载体）、主动运输（逆电化学势
差，同向和反向载体）
（2）载体运输速度：104~105个/S
返回
44
（四）离子泵运输：
必需元素的作用：
➢ 细胞结构物质组分和代谢产物N、P、S ➢ 生命活动的调节者，参与酶活动（钾、镁） ➢ 起电化学作用，即离子浓度的平衡、电荷中和、
电子传递、氧化还原等（钾、铁、氯） ➢ 作为细胞信号转导的第二信使（钙）
氮 （占干重1~2%）
生理功能：是蛋白质、核酸、磷脂、叶绿素、
激素、维生素等的组分，称生命元素
类型：简单扩散和易化扩散
➢ 简单扩散：溶质从浓度高的区域跨膜移向浓度 较低的邻近区域的物理过程，其主要影响因素 是细胞内外浓度梯度，一般非极性溶质如O2、 CO2、NH3等以此方式通过磷脂双分子层。
➢ 易化扩散：又称协助扩散——指小分子物质经
膜转运蛋白顺电化学势梯度跨膜转运，不需要 细胞提供能量。参与协助扩散的转运蛋白有2 种，即通道蛋白和载体蛋白。
➢灰分元素——构成灰分的元素，包括
金属元素及部分 P、S 非金属元素。因其直 接或间接来自土壤矿质，又称矿质元素。
返回
3
植物矿质元素分类
1、根据含量划分
➢ 大量元素(n ×10-2%以上) C、H、O、N、
P、K、Mg﹑Ca﹑S、 Si
➢ 微量元素(n ×10-3%－n ×10-5%)
Fe﹑Mn﹑B﹑Zn﹑Cu﹑Mo﹑Cl 、 Ni、Na
质子泵：质膜上H+ -ATP酶水解ATP，
将膜内侧H+泵向膜外，膜外[H+]升高， 产生电化学势差，它是离子或分子进 出细胞的原动力。
必需元素的确定与研究方法
1 必需元素的确定标准
（国际植物营养协会规定）
⑴ 不可缺少性。缺少该元素植物生长发育受
阻， 不能完成其生活史
⑵ 不可替代性。除去该元素，表现为专一的
缺乏症，不能被其他元素代替。
⑶ 直接功能性。直接参与植物的代谢作用
2 必需元素的研究方法： 溶液培养法（水培法）或砂基培养法
三、必需元素的生理作用
*离子顺着电化学势差从高向低通过孔道扩散， 平衡时膜内外离子电化学势相等，为被动运输。
*开放式离子通道运输速度为107~108个/S *已知离子通道：K+、Cl-、Ca++ 、NO3-
离子通道运输
（三）载体运输
膜上载体蛋白属内在蛋白，
它有选择地与膜一侧的分子或
离子结合，形成载体-物质复合 物，通过构象变化透过膜，把
➢ 超微量元素（n×10-6%－n ×10-12%）
Hg﹑Ag﹑Au
2、按必需性划分
➢必需元素（19种)
C、H、O ——来自H2O、CO2 N、P、K、Ca、Mg、S、 Si ——大量元素，来自土壤 Fe、Mn、B、Zn、Cu 、Mo 、Cl Ni、Na——微量元素
➢非必需元素 Al、 Hg﹑Ag﹑Se﹑Au ➢有利元素：指对植物的生长有利，并能部分代 替某一必需元素的作用，减轻其缺乏症状，如 Na、 Se、 Si、 Co。
❖引起缺绿症：Fe、Mg、Mn、Cu、S、N
第二节植物细胞对矿质元素的吸收
一、细胞吸收矿质方式
根据需能与否分2类：被动ຫໍສະໝຸດ Baidu主动
根据运输蛋白的有无及差异分5类：
➢ 扩散：被动（顺电化学势，不耗能） ➢ 离子通道运输：被动 ➢ 载体运输：被动、主动 ➢ 泵运输：主动（逆电化学势，耗能） ➢ 胞饮作用
（一）扩散
先表现，是可再利用或再循环元素。
❖磷
生理功能：
➢ 核酸、磷脂、核苷酸及衍生物（ATP、FMN、
FAD、NAD、NADP等）的组分---代谢元 素
➢ 利于糖运输、细胞分裂、分生组织的增长
缺乏症：矮小、叶暗绿，有时茎紫红，为 可再利用元素。
缺磷叶脉 发红
❖钾
第二章 植物的矿质营养
矿质代谢过程：
吸收、转运、同化
返回
1
第一节 植物必需的矿质元素
一 、植物体内的元素 （一）元素组成
植物 105℃ 材料 烘干
水分
95—5％
干物质 600℃
5—95％ 充分燃烧
有机物 90％
灰分 10%
挥发
CHON
残留
概念
➢灰分——植物体充分燃烧后，有机物中
的C、H、O、N、部分S挥发掉，剩下的不 能挥发的灰白色残渣为灰分。
分子或离子释放到另一侧。
返回
38
载体蛋白三种类型
1、单向运输载体：
❖催化分子或离子单方向跨膜 运输，顺电化学势差进行。
返回
39
2、 同向运输器或载体
协同运输
运输器与质膜外H+结合同时又与另一分子 或离子结合，向同一方向运输
（大多阴离子Cl-、 NO3- 、PO3-3 、SO4-2 和蔗 糖等中性离子）
桃缺钙果 顶腐
花椰菜缺钙 叶缘干枯
缺镁老叶先开始缺绿，为可再利用元素。
缺铁幼叶叶脉间先缺绿，华北果树“黄叶病” （碱性土或石灰质土易缺乏）
缺硼：湖北甘蓝型油菜“花而不实”，
黑龙江小麦不结实，华北棉花“蕾而不 花
缺锌：华北苹果、桃等果树“小叶
症”、“丛枝症”，禾谷类“白苗症”， 云南省玉米“花白叶病”。
返回
34
（二）离子通道运输
离子通道：蛋白质构成的圆形孔道，
横跨膜两侧。通道内带电荷并充满 水分。通道有“闸门”可开关，通 常一种通道只允许一种或有限的离 子通过。
返回
35
跨膜电化学势差激活离子通道
电化学势差=电势差 + 化学势差
电势差 ：膜两侧离子电荷不同所致 化学势差：膜两侧离子浓度不同所致
特点：
（含量最高金属元素，占1%）
生理功能：酶的活化剂、促进碳水化合物
的合成和运输、促进气孔的开放。
缺乏症：茎杆易倒伏，叶干枯、坏死，老
叶开始，可再利用元素。
返回
13
正常玉米叶及缺N、P、K的叶片
缺硫幼叶先开始发黄（均匀 缺绿），不可再利用元素。
玉米缺硫
缺钙幼叶先皱缩变形、呈钩形、顶芽溃烂坏死， 为不可再利用元素。
返回
27
梨缺锌小 叶症
桃缺锌小叶 症、丛枝症
总结
（1）吸收形式：金属元素以离子形式（K+ ）,
非金属元素以酸根形式( BO3=、 SO4=）
（2）存在形式：有机物、无机物、结合态
❖可再循环元素：N、P、Mg、K、Zn， 病症从老叶开始
❖不可再循环元素：Ca、B、Cu、S、Fe， 病症从幼叶始
3、反向运输器或载体
运输器与质膜外H+结合 同时又与膜内侧的分子或 离子结合，两者向相反方 向运输。
（大多阳离子如Na+、糖 等中性离子）
载体运输的特点:
（1）有被动运输（顺电化学势差，
单向载体）、主动运输（逆电化学势
差，同向和反向载体）
（2）载体运输速度：104~105个/S
返回
44
（四）离子泵运输：
必需元素的作用：
➢ 细胞结构物质组分和代谢产物N、P、S ➢ 生命活动的调节者，参与酶活动（钾、镁） ➢ 起电化学作用，即离子浓度的平衡、电荷中和、
电子传递、氧化还原等（钾、铁、氯） ➢ 作为细胞信号转导的第二信使（钙）
氮 （占干重1~2%）
生理功能：是蛋白质、核酸、磷脂、叶绿素、
激素、维生素等的组分，称生命元素
类型：简单扩散和易化扩散
➢ 简单扩散：溶质从浓度高的区域跨膜移向浓度 较低的邻近区域的物理过程，其主要影响因素 是细胞内外浓度梯度，一般非极性溶质如O2、 CO2、NH3等以此方式通过磷脂双分子层。
➢ 易化扩散：又称协助扩散——指小分子物质经
膜转运蛋白顺电化学势梯度跨膜转运，不需要 细胞提供能量。参与协助扩散的转运蛋白有2 种，即通道蛋白和载体蛋白。
➢灰分元素——构成灰分的元素，包括
金属元素及部分 P、S 非金属元素。因其直 接或间接来自土壤矿质，又称矿质元素。
返回
3
植物矿质元素分类
1、根据含量划分
➢ 大量元素(n ×10-2%以上) C、H、O、N、
P、K、Mg﹑Ca﹑S、 Si
➢ 微量元素(n ×10-3%－n ×10-5%)
Fe﹑Mn﹑B﹑Zn﹑Cu﹑Mo﹑Cl 、 Ni、Na
质子泵：质膜上H+ -ATP酶水解ATP，
将膜内侧H+泵向膜外，膜外[H+]升高， 产生电化学势差，它是离子或分子进 出细胞的原动力。
必需元素的确定与研究方法
1 必需元素的确定标准
（国际植物营养协会规定）
⑴ 不可缺少性。缺少该元素植物生长发育受
阻， 不能完成其生活史
⑵ 不可替代性。除去该元素，表现为专一的
缺乏症，不能被其他元素代替。
⑶ 直接功能性。直接参与植物的代谢作用
2 必需元素的研究方法： 溶液培养法（水培法）或砂基培养法
三、必需元素的生理作用
*离子顺着电化学势差从高向低通过孔道扩散， 平衡时膜内外离子电化学势相等，为被动运输。
*开放式离子通道运输速度为107~108个/S *已知离子通道：K+、Cl-、Ca++ 、NO3-
离子通道运输
（三）载体运输
膜上载体蛋白属内在蛋白，
它有选择地与膜一侧的分子或
离子结合，形成载体-物质复合 物，通过构象变化透过膜，把
➢ 超微量元素（n×10-6%－n ×10-12%）
Hg﹑Ag﹑Au
2、按必需性划分
➢必需元素（19种)
C、H、O ——来自H2O、CO2 N、P、K、Ca、Mg、S、 Si ——大量元素，来自土壤 Fe、Mn、B、Zn、Cu 、Mo 、Cl Ni、Na——微量元素
➢非必需元素 Al、 Hg﹑Ag﹑Se﹑Au ➢有利元素：指对植物的生长有利，并能部分代 替某一必需元素的作用，减轻其缺乏症状，如 Na、 Se、 Si、 Co。
❖引起缺绿症：Fe、Mg、Mn、Cu、S、N
第二节植物细胞对矿质元素的吸收
一、细胞吸收矿质方式
根据需能与否分2类：被动ຫໍສະໝຸດ Baidu主动
根据运输蛋白的有无及差异分5类：
➢ 扩散：被动（顺电化学势，不耗能） ➢ 离子通道运输：被动 ➢ 载体运输：被动、主动 ➢ 泵运输：主动（逆电化学势，耗能） ➢ 胞饮作用
（一）扩散