植物生理学-第二章 植物的矿质营养
植物生理学第二章 植物的矿质营养新选.
第二章植物的矿质营养一、名词解释1. 矿质营养2. 必需元素3. 大量元素4. 微量元素5. 水培法6. 叶片营养7. 可再利用元素8. 易化扩散9. 通道蛋白10. 载体蛋白11. 转运蛋白12. 植物营养最大效率期13. 反向运输器14. 同向运输器15. 单向运输器二、填空题1．植物细胞中钙主要分布在中。
2．土壤溶液的pH对于植物根系吸收盐分有显著影响。
一般来说，pH增大易于吸收；pH 降低易于吸收。
3．生产上所谓肥料三要素是指、和三种营养元素。
4．参与光合作用水光解反应的矿质元素是、和。
5．在植物体内促进糖运输的矿质元素是、和。
6．离子跨膜转移是由膜两侧的梯度和梯度共同决定的。
7．促进植物授粉、受精作用的矿质元素是。
8．驱动离子跨膜主动转运的能量形式是和。
9．植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。
10．华北地区果树的小叶病是因为缺元素的缘故。
11．缺氮的生理病症首先出现在叶上。
12．缺钙的生理病症首先出现在叶上。
13．根部吸收的矿质元素主要通过向上运输的。
14．一般作物的营养最大效率期是时期。
15．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是。
16．植物体内可再利用的元素中以和最典型；不可再利用的元素中以最典型。
17．追肥的形态指标有和等；追肥的生理指标有和。
18．油菜“花而不实”症是土壤当中缺乏营养元素引起的。
19. 引起大白菜干心病、菠菜黑心病矿质元素是。
20. 被称为植物生命元素的是。
21. 一般作物生育的最适pH是。
22．诊断作物缺乏矿质元素的方法有、和。
23．影响根部吸收矿质元素的因素有、、和。
三、选择题1．在下列元素中不属于矿质元素的是（）。
A．铁 B.钙 C.氮 D.磷2．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 D.全叶不缺绿3．影响植物根细胞主动吸收无机离子最重要的因素是（）。
A．土壤溶液pH值 B.土壤氧气分压 C.土壤盐含量 D.土壤微生物4．植物细胞主动吸收矿质元素的主要特点是（）。
植物生理学 第二章
（2）钙泵 又叫Ca+-ATP酶,它催化质膜内侧的 ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的 钙离子泵出细胞。
细胞外侧 H+泵将H+泵出 A
K+（或其它阳离子） 经通道蛋白进入 B
C
阴离子与H+ 同向运输进入 细胞内侧
图2-5 质子泵作用机理
A 初级主动运输 ； B, C 次级主动运输
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A 外侧
第四节
矿质元素的运输
一、矿质运输形式、途径、速度 1、形式： N：NO3-、NH4+、尿素、氨基酸、酰胺 P：正磷酸、有机磷化合物 S：SO42- 、 蛋氨酸、谷胱甘肽 2、途径：导管（42K 示踪试验） 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
五、植物的缺素症及诊断
◆N 吸收的主要形式 是 NH4+，NO3- 等: ◇ 构成蛋白质的主要 成分(16-18%)； 缺N ◇ 核酸、辅酶、磷脂、 叶绿素、细胞色素、植 物激素(CTK)、维生素 等的成分。 故称为 “生命元素” 缺N：矮小、叶小色黄或发红、分枝少、花少、 籽粒不饱满。
生理功能：
缺磷病症：
① 植株瘦小。分枝、分蘖很少，幼芽幼 叶生长停滞，花果脱落，成熟延迟。 ② 叶呈暗绿色或紫红色（花青素）。 ③ 老叶先表现病症（磷是可移动元素）。
◆ K
以离子状态存在 生理作用（1） 体内60 多种酶的活化剂；（2）促 进蛋白质、糖的合成及糖的 运输；（3）增加原生质的 水合程度，提高细胞的保水 能力和抗 旱能力；（4）影 响着细胞的膨压和溶质势， 参与细胞吸水、气孔运动等。 缺K：叶缺绿、生长缓 慢、易倒伏。
三、影响根系吸收矿质营养的因素
植物生理学题库-02 植物矿质营养作业及答案
第二章植物矿质营养一、名词解释1. 矿质营养: 是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。
2．灰分元素：亦称矿质元素，将干燥植物材料燃烧后，剩余一些不能挥发的物质称为灰分元素。
3．大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一以上的元素。
包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等9种元素。
4．微量元素：植物体内含量甚微，稍多即会发生毒害的元素包括：铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等7种元素。
5. 单盐毒害和离子拮抗：单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象；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拮抗。
6. 平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。
7. 胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。
8. 诱导酶：又称适应酶，指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。
如硝酸还原酶可为NO3-所诱导。
9. 生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
二、填空题1．植物生长发育所必需的元素共有种，其中大量元素有种，微量元素有种。
16、9、7 2．植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。
水培3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有和。
载体学说质子泵学说4．果树的“小叶病”往往是因为缺元素的缘故。
Zn5. 缺氮的生理病症首先表现在叶上，缺钙的生理病症首先表现在叶上。
老、嫩6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种：和。
通过土壤溶液得到、直接交换得到7．(NH4)2S04属于生理性盐，KN03属于生理性盐、NH4NO3属于生理性盐。
酸、碱、中8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程由酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的酶催化的。
硝酸还原酶、亚硝酸还原酶9．影响根部吸收矿物质的条件有、、和。
温度、通气状况、溶液浓度、氢离子浓度、离子间的相互作用10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是，营养物质可从运入叶内。
植物生理学复习思考题答案
一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势：每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。
2.渗透作用：溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。
对于水溶液而言，是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。
3.蒸腾作用：植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。
4.蒸腾速率：又称蒸腾强度或蒸腾率，指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
第二章植物的矿质营养1.溶液培养：在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说：质膜上的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。
第三章植物的光合作用5.光合作用：通常是指绿色细胞吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。
6.双光增益效应或爱默生增益效应：在用远红光照射时补红光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生效应。
7.光合磷酸化：光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP，并形成高能磷酸键的过程。
8.光补偿点：同一叶片在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。
9.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程，由于这种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称作为光呼吸。
因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸，以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2循环。
第四章植物的呼吸作用1.呼吸商：简称RQ，指植物在一定时间内，呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。
2.温度系数：是指在生理温度范围内，温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。
植物生理学名词解释 (2)
第一章植物的水分生理名词解释水势water potential：水溶液的化学势与纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商。
渗透势osmotic potential：由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能因而其水势低于纯水的水势。
压力势pressure potential：细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用，与此同时引起富有弹性的细胞壁产生一种原生质体膨胀的反作用力。
质外体apoplast：由细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系。
共质体symplast：由穿过细胞壁的胞间连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原生质的整体。
渗透作用osmosis：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
根压root pressure：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
蒸腾作用transpiration：指水分以气体状态通过植物体外表从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率transpiration rate：植物在一定时间内单位面积蒸腾的水量。
蒸腾比率transpiration ratio〔TR〕：蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2物质的量比值。
水分利用率water use efficiency〔WUE〕：TR的倒数。
内聚力学说cohesion theory：以水分具有较大的内聚力是以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升的学说。
水分临界期critical period of water：植物在生命周期中，对水最敏感、最易受伤害的时期。
简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水〞。
①水是细胞质主要成分②代谢作用过程的反响物质③植物对物质吸收和运输的溶剂④保持植物固有形态第二章植物的矿质营养名词解释矿质营养mineral nutrition：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素macroelement：植物对某些元素需要量相对较大〔大于10mmol/kg干重〕，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素microelement：植物需要量极微〔小于10mmol/kg干重〕，稍多即发生毒害，Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo溶液培养solution culture：在含有全部或局部营养元素的溶液中栽培植物。
植物生理学第2章
间接影响: 影响养分的溶解和沉淀
N
P K Ca Mg S Fe Mn B Cu Zn Mo
pH
图2-9 pH对植物养分可用性的影响
缺K
缺钾病症：
①抗性下降。植株茎杆柔弱，易倒伏。 ②叶色变黄，叶缘焦枯。叶片失水，叶绿 素破坏；叶子会形成杯状（叶中部生长较 快）。 ③老叶先表现病症（钾是可移动元素）。
◆S：SO42含S氨基酸(Cys,Met)几乎是所的蛋白 质的构成成分; Cys-Cys系统能影响细胞中 的氧化还原过程；是CoA、硫胺素、生物素 的成分，与体内三大类有机物的代谢密切 相关。
缺钙病症：
①顶芽死亡，嫩叶初呈钩状，后从叶尖或叶缘向 内死亡。 ②嫩叶先表现病症。
◆Mg：叶绿素的成分；光合作用和呼吸作 用中一些酶的活化剂；蛋白质合成时氨基 酸的活化需要， 能使核糖体结合成稳定的 结构；DNA和RNA合成酶的活化剂；染色体 的组成成分，在细胞分裂中起作用。
缺镁病症：
①叶脉仍绿而叶脉之间变黄，有时呈红紫色。 ②有坏死褐斑。 ③老叶先表现病症。
高 细胞外侧
电化学 势梯度
低
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
2、载体运输
质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，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）。
图2-7 胞饮过程
A、膜被消化，物质留在胞质内 B、透过液泡膜，物质进入液泡
第三节 根系对矿质元素的吸收
• 根系吸收矿质元素的特点 • 根系对矿质元素的吸收过程 • 影响根系吸收矿质营养的因素
植物生理学答案(1)
第一章植物的水分生理一、名词解释。
渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动方式速度快。
共质体途径(symplast pathway): 指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。
渗透作用(osmosis):物质依水势梯度而移动,指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象.对于水溶液而言,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 指水分以气体状态,通过植物体的表面，从体内散失到体外的现象。
二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l／L蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在正常情况下，植物细胞的水势为负值，在土壤水分充足的条件下，一般植物的叶片水势为-0.8～-0.2MPa。
将植物细胞放在纯水中时，纯水的水势为0，故植物细胞会吸水，渗透势、压力势及水势均上升，细胞体积变大。
当吸水达到饱和时，细胞体积达最大，水势最终变为0，渗透势和压力势绝对值相等、符号相反，各组分不再变化。
当植物细胞放于1mo l ／L蔗糖溶液中时，根据公式计算蔗糖溶液的水势（设温度为27 ℃，已知蔗糖的解离系数i＝1）＝-icRT＝-1mol／L×0.0083L·MPa／（mol·K）×(273+27)K＝-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势，因此细胞放入溶液后会失水，渗透势、压力势及水势均减少，体积也缩小，严重时还会发生质壁分离现象。
如果细胞处于初始质壁分离状态，其压力势为0，水势等于渗透势。
2、植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？答：①保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性的增大40-100%；②保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。
植物生理学-大纲
第一节植物对水分的需要第二节植物细胞对水分的吸收第二章植物的矿质营养第二节植物细胞对矿质元素的吸收第三节植物体对矿质元素的吸收第四节无机养料的同化第五节矿质元素在植物体内的运输第六节合理施肥的生理基础第三章植物的光合作用第一节光合作用的重要性第二节叶绿体及叶绿体色素第三节光合作用的机理第四节光呼吸第五节光合作用的进化第六节影响光合作用的因素第七节植物对光能的利用第四章植物的呼吸作用第一节呼吸作用的概念及其生理意义第二节植物的呼吸代谢途径第三节生物氧化第四节呼吸过程中能量的贮存和利用第五节呼吸作用的调节和控制第六节影响呼吸作用的因素第七节呼吸作用与农业生产第五章植物体内有机物质的运输第一节植物体内的信息传递第二节高等植物的运输第三节有机物运输的机理第四节同化物的分配及影响因素第六章植物生长物质第一节生长素类第二节赤霉素类第三节细胞分裂素类第四节脱落酸第五节乙烯第六节油菜素内酯第七节生长抑制物质第八节多胺和钙调素第七章光形态建成第一节光敏色素的发现和分布第二节光敏色素的化学性质及光化学转换第三节光敏色素的生理作用第四节光敏色素的作用机理第五节蓝光反应第八章植物的生长生理第一节种子的萌发第二节细胞的生长和分化（略讲）第三节植物的生长第四节植物的运动第九章植物的生殖生理第一节幼年期第二节春化作用第三节光周期第四节花器官形成的生理第五节受精生理第十章植物的成熟和衰老生理第一节种子成熟时的生理生化变化第二节果实成熟时的生理生化变化第三节种子和延存器官的休眠第四节植物的衰老第五节植物器官的脱落。
《植物生理学》第七版课后习题答案
《植物⽣理学》第七版课后习题答案第⼀章植物的⽔分⽣理⽔势：⽔溶液的化学势与纯⽔的化学势之差，除以⽔的偏摩尔体积所得商。
渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了⽔的⾃由能，因⽽其⽔势低于纯⽔⽔势的⽔势下降值。
压⼒势：指细胞的原⽣质体吸⽔膨胀，对细胞壁产⽣⼀种作⽤⼒相互作⽤的结果，与引起富有弹性的细胞壁产⽣⼀种限制原⽣质体膨胀的反作⽤⼒。
质外体途径：指⽔分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻⼒⼩，移动速度快。
共质体途径：指⽔分从⼀个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另⼀个细胞的细胞质，形成⼀个细胞质的连续体，移动速度较慢。
渗透作⽤：⽔分从⽔势⾼的系统通过半透膜向⽔势低的系统移动的现象。
根压：由于⽔势梯度引起⽔分进⼊中柱后产⽣的压⼒。
蒸腾作⽤：指⽔分以⽓体状态，通过植物体的表⾯（主要是叶⼦），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率：植物在⼀定时间内单位叶⾯积蒸腾的⽔量。
蒸腾⽐率：光合作⽤同化每摩尔CO2 所需蒸腾散失的⽔的摩尔数。
⽔分利⽤率：指光合作⽤同化CO2 的速率与同时蒸腾丢失⽔分的速率的⽐值。
内聚⼒学说：以⽔分具有较⼤的内聚⼒⾜以抵抗张⼒，保证由叶⾄根⽔柱不断来解释⽔分上升原因的学说。
⽔分临界期：植物对⽔分不⾜特别敏感的时期。
1. 将植物细胞分别放在纯⽔和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压⼒势、⽔势及细胞体积各会发⽣什么变化？答：在纯⽔中，各项指标都增⼤；在蔗糖中，各项指标都降低。
2. 从植物⽣理学⾓度，分析农谚“有收⽆收在于⽔”的道理。
答：⽔，孕育了⽣命。
陆⽣植物是由⽔⽣植物进化⽽来的，⽔是植物的⼀个重要的“先天”环境条件。
植物的⼀切正常⽣命活动，只有在⼀定的细胞⽔分含量的状况下才能进⾏，否则，植物的正常⽣命活动就会受阻，甚⾄停⽌。
可以说，没有⽔就没有⽣命。
在农业⽣产上，⽔是决定收成有⽆的重要因素之⼀。
⽔分在植物⽣命活动中的作⽤很⼤，主要表现在4个⽅⾯：⽔分是细胞质的主要成分。
植物生理学题库(含答案)第二章-植物的矿质营养
植物生理学题库（含答案）第二章植物的矿质营养一、名词解释：1、矿质营养：亦称无机营养，指植物在生长发育时所需要的各种化学元素。
2、必需元素：指植物正常生长发育所必需的元素，是19种，包括10种大量元素和9种微量元素3、大量元素：亦称常量元素，是植物体需要量最多的一些元素，如碳、氧、氢、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硅等。
4、胞饮作用：指物质吸附于质膜上，然后通过膜的内折而将物质转移到细胞内的过程。
5、交换吸附：指根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附。
这时，总有一部分离子被其他离子所置换，这种现象就称交换吸附。
6、离子交换：是植物吸收养分的一种方式，主要指根系表面所吸附的离子与土壤中离子进行交换反应而被植物吸收的过程。
7、离子拮抗作用：当在单盐溶液中加入少量其他盐类时，单盐毒害所产生的负面效应就会逐渐消除，这种靠不同离子将单盐毒害消除的现象称离子拮抗作用。
8、被动吸收：亦称非代谢吸收。
是一种不直接消耗能量而使离子进入细胞的过程，离子可以顺着化学势梯度进入细胞。
9、氮素循环：亦称氮素周转。
在自然界中以各种形式存在的氮能够通过化学、生物、物理等过程进行转变，它们相互间即构成了所谓的氮素循环。
10、生物固氮：指微生物自生或与动物、植物共生、通过体内固氮酶的作用，将空气中的氮气转化为含氮化合物的过程。
11、微量元素：是植物体需要量较少的一些元素如铁、锰、铜、锌、硼、钼、镍、氯、钠等，这些元素只占植物体干重的万分之几或百分之几。
12、选择吸收：根系吸收溶液中的溶质要通过载体，而载体对不同的溶质有着不同的反应，从而表现出根系在吸收溶质时的选择性。
这就是所谓的选择性吸收。
13、主动吸收：亦称代谢吸收。
指细胞直接利用能量做功，逆着电化学势梯度吸收离子的过程。
14、诱导酶：指一种植物体内原本没有，但在某些外来物质的诱导下所产生的酶。
15、转运蛋白：指存在于细胞膜系统中具有转运功能的蛋白质，主要包括通道蛋白与载体蛋白两类。
植物生理学2 矿质营养
植物对矿质元素的吸收、转运和同化，称为植 物的矿质营养（mineral nutrition）。
矿质元素（mineral element）：植物燃烧后以氧化物形态 存在于灰分中的元素，又称灰分元素。 氮不是矿质元素，但由于也是植物从土壤中吸收的所以也归 入矿质元素来讨论。 植物体内各种矿质元素的含量因植物种类、器官、年龄、 生境条件而有很大差异。 老龄植株和细胞比幼龄的灰分含量高。 干燥、通气、盐分含量高的土壤中长的植物灰分含量高。 植物种类：禾本科植物：硅较多；十字花科：硫较多；豆 科：钙和硫较多；马铃薯：钾多；海藻：碘和溴多。
逆着浓 度梯度
②载体蛋白（carrier protein）
又称为载体（carrier）、传递体（transport）、透过酶 （permease，penetrase）、运输酶（transport enzyme）。载体蛋白通过构象变化，将被运物质转至膜的 另一侧.
载体被动传递模型 离子通道模型
如何区分溶质是经离子通道还是经
一、生物膜（biomembrane）
或叫细胞膜（cell membrane） ： 指由脂类和 蛋白质组成的具有一定结构 和生理功能的胞内所有被膜 的总称。 质膜（plasma membrane）： 原生质的外膜 内膜（endomembrane）：细 胞器的膜。 （一） 膜的特性和化学成分 选择性透过膜。对水的透 性最大，可以自由通过；越 易溶解于脂质的物质，透性 越大。所以膜一定是由亲水 性物质和脂类物质组成。
子层和镶嵌的蛋白质组成，磷脂分子的亲水性头部 位于膜的表面，疏水性尾部在膜的内部。
内在蛋白 细胞骨架的单纤维
外在蛋白
膜蛋白包括两种： 膜外在蛋白（extrinsic protein）：与膜的外表 面相连的蛋白质，称为亦 称周围蛋白（peripheral protein）； 膜内在蛋白（intrinsic protein）：镶嵌在磷脂 之间，甚至穿透膜的内在 表面，也称螯合蛋白 （integral protein）。
《植物生理学》第二章植物的矿质及氮素营养复习题及答案
《植物生理学》第二章植物的矿质及氮素营养复习题及答案一、名词解释1.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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.生理酸性盐（physiologically acid salt）：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。
植物生理学第二章：矿质营养
运输速度：30～100cm/h。
3.矿物质在植物体内的利用（掌握） 是否可再利用： 1）参与循环的元素：呈离子状态、形成不
稳定化合物，可以转移到其他需要的器 官。 如： N 、K、P等，是可再利用元素。
2）不能参与循环的元素：在细胞中呈难溶 的稳定化合物，不能转移。
马铃薯 (缺镁)
（5）钙(Ca) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足：幼叶
马铃薯 (缺钙)
微量元素 （1）铁(Fe) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足
华北果树的“黄叶病”
（2）硼(B) A.作用:生殖生长 B.供应 a.充足 b.不足 花药、花粉发育不良 酚类，顶芽坏死
3.生物固氮 空气中的氮气：79％ 植物利用的限制：硝酸盐和铵盐
1）化肥生产： 条件：T:400~500℃,P:20MPa(200个大气压) 原料：氮、氢 年产量：2500万吨
2）生物固氮 年产量：9000万吨 定义：某些微生物将空气中的游离氮固定
转化为含氮化合物的过程。 （Biological nitrogen fixation）
1）简单扩散：高浓度至低浓度，跨膜 2）协助扩散：蛋白 参与，不耗能，也 称协助扩散 通道蛋白和载体蛋白
离子通道（ion channel ）
质膜上蛋白质构成的圆形孔道； 可由化学方式或电化学方式激活；选择性
已知的离子通道有：K+,Cl-,Ca2+,NO3运输速度：107～108个/sec 密度：1个/15㎛2,
Models of K+ channel
载体 (carrier)与载体运输
植物生理学名词解释
][][][][2/1][AMP ADP ATP ADP ATP +++=能荷的物质的量吸收的的物质的量放出的22O CO RQ =植物生理学名词解释第一章：水势：每偏摩尔体积水的化学势差。
m ol N m /mol /m 3∙==水的偏摩尔体积水的化学势水势 细胞水势是由4个势组成。
分别为溶质势，压力势，重力势，衬质势。
渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
根压：依靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面从体内散失到体外的现象。
水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
被动运输：指离子跨过生物膜不需要代谢供给能量，是顺电化学势梯度想下进行的运输方式。
包括简单扩散和协助扩散。
主动运输：指离子跨国生物膜需要代谢供给能量，逆电化学势梯度向上进行运输的方式。
生物膜：细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。
第三章：增益效应：因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象光合单位：由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物。
在生理上形成协同作用的一个功能单位的色素分子的数量。
希尔反应：在光照下，离体叶绿体泪囊体能将含有高铁的化合物还原为低铁化合物，并施放 氧。
光合磷酸化：指叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨泪囊体莫的质子动力势，质子动力室就把ADP 和无机磷酸化合成A TP 。
光抑制：当光能超过光和系统所能利用的数量时，光合功能下降的现象。
光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中一手的CO 2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度。
光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。
植物生理学第二章植物的矿质营养
第二章植物的矿质营养一、 名词解释1. 矿质营养 4•微量元素 7. 可再利用元素 10.载体蛋白 13.反向运输器二、 填空题2. 必需元素5.水培法 8. 易化扩散 11.转运蛋白 14.同向运输器1 .植物细胞中钙主要分布在 ______ 中。
2 .土壤溶液的pH 对于植物根系吸收盐分有显著影响。
一般来说,降低易于吸收 ______ 。
3 .生产上所谓肥料三要素是指 _____ 、 ____ 和 _____ 三种营养兀素。
4 .参与光合作用水光解反应的矿质元素是—、—和 _____________5. _____________________________________ 在植物体内促进糖运输的矿质元素是 、 和 6 .离子跨膜转移是由膜两侧的 _____ 梯度和 _____ 梯度共同决定的。
7 .促进植物授粉、受精作用的矿质兀素是 ________ 。
8.驱动离子跨膜主动转运的能量形式是 __________ 和 _________ 。
9 .植物必需元素的确定是通过 ________ 法才得以解决的。
10. _______________________________ 华北地区果树的小叶病是因为缺 元素的缘故。
11. _______________________________ 缺氮的生理病症首先出现在 叶上。
12. _______________________________ 缺钙的生理病症首先出现在 叶上。
13. _______________________________ 根部吸收的矿质元素主要通过 向上运输的。
14. __________________________________ 一般作物的营养最大效率期是 时期。
15 .植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 __________16. _______________________________ 植物体内可再利用的元素中以 ________________ 和 最典型；不可再利用的元素中以 ______________ 最典型。
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一、通道运输途径
专一扩散通道（是某些阴离子，阳离子，非 电解质，水等的主要过膜方式） 电压门控通道（如叶绿体的保卫细胞，膜内 外电压差高于100mV时， K+通道打开，K+进 入细胞） 配体门控通道（某些阳离子，如激素配体通 道） 机械压力门控通道（某些阳离子、如干旱时 K+通道打开）
二、载体运输途径
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
（五）离子间的相互作用
---竞争作用和协同作用。
1.竞争作用
即一种离子的存在抑制 植物对另一种离子的吸收。
无关
（1）动力和吸收方式不同：矿质元素的吸收 方式以主动吸收为主。水分吸收主要是被动 吸收。 （2）植物吸收养分的量与吸水的量无一致 关系。
（二）离子的选择吸收
1、物种间的差异， 如番茄吸收Ca、Mg 多 ， 而 水 稻 吸 收 Si 多。
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％
（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。
（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。
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。
• 如：禾谷类：前期施N肥，后期施P、K肥促粒 • 块根、块茎类：施K肥，促进地下糖分积累 • 叶菜类：施N肥，促叶肥大 • 豆科：少N，有固氮作用，多施P、K肥
现代人的生活讲究营养，可同学们知道植物是如 何吸收营养的吗？今天我们就讲讲这个问题。
植物的营养可分为无机营养和有机营养。化肥是 我们最常听到无机营养，其中有N肥、P肥和K肥等等； 有机营养主要指糖类、脂类、各种氨基酸等。这些营 养物质溶于水后称为溶质。人吸收营养是通过嘴把食 物吃到胃里，而细胞吸收溶质时，溶质要穿过细胞膜 这道障碍。这一过程是如何进行的呢？首先让我们近 距离观察一下细胞膜的结构。
1.单向运输载体（顺化学梯度转运）：
能够催化分子或离子单方向地跨质膜运输。
2.次级主动转运（依靠H+、K+或Na+提供离子浓度差）
同向运输器（主要是阴离子和大多数营养物质） 逆向运输器（主要是阳离子）
二、载体运输途径
膜外
膜内
离子
A
离子
B
同向运输
逆向运输
三、泵运输途径（初级主动运输）
1.质子泵（H＋－ATP酶） 2.钙泵
图
温度对小麦幼苗吸收钾的影响
（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
相对自由空间（relative free space,RFS）
每克鲜组织中可扩散离子的微克当量 AFS= ———————————————————— 介质中的离子浓度（微克当量/毫升）
自由空间体积 自由空间溶质数/外液溶质数 RFS = ————— ×100% ＝ ———————————— ×100% 组织总体积 组织总体积
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）。
途径：
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。
三、矿质元素在体内的分布
不可再利用元素：从根系进入植株器官后， 不能再次运输的元素。 • S, Ca, Fe, Mn, B形成难溶稳定的化合物。 • 特点：在老组织中积累，所以新叶先出现 缺素症状 2
第六节 合理施肥的生理基础
一、作物需肥规律 1 不同作物对矿质元素需求种类不同 • 原因：a.需求部位不同：叶、茎、果 • b.不同元素生理作用不同
茎导管 叶导管
随蒸腾流单向运输 2 根导管 茎筛管 叶或根
可双向运输
三、矿质元素在体内的分布
可再利用元素：如果进入一个植株器官的矿质元素又可运 输到其它组织和器官，这种元素就称为可再利用元素。 • 特点：优先分配给新组织，所以老叶先出现缺素症状
1
以离子形式存在的矿质元素 分为两类
（K＋、Na+）
形成不稳定化合物（N、P、Mg）
硝酸还原酶
如N：根中以NO3－吸收
NO2－
NH4＋
氨基酸（易移动）
二、合理施肥的指标
1 形态指标：相貌、叶色 2 生理指标： a.营养元素含量：叶片，见书54页N、P、K的临 界浓度 b.酰胺含量：多余的N以酰胺形式贮存，有酰胺存 在说明不缺N c.酶活性：某些矿质元素是酶的激活剂，缺乏时酶 活性下降。如：缺Mo时，硝酸还原酶活性下降。
生理碱性盐 生理中性盐
(NH4)2SO4
NaNO3或Ca(NO3)2 KNO3
（三）单盐毒害与离子拮抗
1.单盐毒害 溶液中只有一种矿质盐对植物起毒害作用的 现象称为单盐毒害（toxicity of single salt）。
A. NaCl+ KCl+ CaCl2； B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； 小麦根在盐类溶液中的生长情况 D. NaCl
（四）土壤pH状况
1. 影响根细胞原生质所带电荷的性质
H R C NH
2
H COO R C NH + 3 (pH5~6) COO R
H C NH + 3 (pH<5) COOH
(pH>6)
当土壤pH低时，易吸收阴离子；高时易吸收阳 离子。
2、影响矿质盐的溶解性
在碱性条件下：Ca、Mg、Fe、Cu、Zn沉淀
溶液 NaCl CaCl2 NaCl+CaCl2 根的总长度(mm) 59 70 254 生长情况 生长不好 生长不好 生长较好
NaCl+CaCl2+KCl
324
生长正常
2.离子拮抗 离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的 现象叫做离子拮抗（ion antagonism）。 3.平衡溶液
把必需矿质元素配成一定比例和浓度的溶液，可以 使植物生长发育良好，这种对植物生长有良好作用而无 毒害的溶液，称为平衡溶液（balanced solution）。
第四节 矿质元素在植物体内 的运输和分布
一、矿质元素运输的形式 • N：主要以氨基酸和酰胺形式运输，少数以NO3－ • P：主要以PO43－形式运输，少数以有机磷 • S：主要以SO42－形式运输，少数以蛋氨酸和谷胱 甘肽形式运输 • 金属离子（K+、Na+）:以离子形式运输
二、运输的途径
1 根导管
（六）土壤有害物质状况
土壤中如H2S、某些有机酸、过多的Al、Fe、Mn 等 重金属元素，会不同程度地伤害根部，降低植物吸收 矿质元素的能力。
（七）微生物的作用
（1）菌根：高等植物的根端和土壤真菌形成的具 有固定结构的共合体。
（2）细菌代谢产生各种酸，促进难溶矿物质的溶 介。
四、植物地上部对矿质元素的吸收
如 NH4＋对K＋， Mn2＋、Ca2＋对Mg2+，
Cl－对NO3－，SO42－对SeO42－
如P过多时，导致缺Zn。 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。
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 、K能促进N的吸收。
三、植物必需矿质元素的生理作用
Ca：1）维持膜结构的稳定性 2）信号物质：第二信使 3）中和有机酸：果实成熟时的酸味消失 Ca是不易移动元素，缺乏时新叶先出现症状。
四、作物缺素症状及其诊断
1 病症诊断法： 2 化学分析诊断法：取叶片用针对性试验检测含量， 然后与标准含量对比。
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
第二章 植物的矿质营养
第一节 植物必需的矿质元素
一、植物体内的元素
植物体
有机物90%
水分10~95%
C、H、O、N以 气体形式散失 如CO2，CO， N2，水蒸汽， NH3，氮的化 物等，小部分的 硫以H2S和SO2 的形式散失
干物质5~90%
燃烧
无机物10%
小部分氮
挥发部分
灰分元素
大部分硫 全部的磷 全部的金属元素
（一） 根对矿质和水的相对吸收
黄瓜 光 暗 吸水 520ml 90ml K+ 9.2 10.5 Br8.4 8.8
1.根对水和盐的吸收不成比例。
2.吸盐和吸水是两个相对独立的生理过程 相关
（1）矿质元素必须溶于水中才能被吸收， 随水一起进入根部自由空间。 （2）由于矿质的吸收形成水势差---吸水的动 力。
细胞膜的立体结构
糖
基本成分：蛋白质（外在蛋白和内在蛋白）、脂类和糖
细胞膜溶质转运途径的示意图
膜外
膜内
细胞吸收矿质营养的途径
简单扩散：O2、CO2等气体及其它脂溶性物质的过 膜方式，从高浓度一侧向低浓度一侧的扩散，不消 耗能量 通道运输（通道蛋白） 转运蛋白 载体运输 (载体蛋白) 泵运输 胞饮作用