7.1 植物的必需矿质元素及其生理作用
植物必需的矿质元素
结构物质成分: 蛋白质和酶的必要成分，也 是核酸、叶绿素、磷脂、激素、维生素、生 物碱等含氮有机物的主要成分。
调节生命活动: 对植物生长发育、促进养分 吸收及同化，具有明显的调节作用。
参与能量代谢： ADP,ATP,NAD,CoA等.
缺氮症状——植株矮小，叶小，色淡或发红
根据生物化学功能对植物矿质元素的分类 Classification of plant nutrients
根据生物化学功能对植物矿质元素的分类 Classification of plant nutrients
三、植物必需矿质元素的生理作用及缺素 症
植物必需矿质元素的营养失调症
（一）大量元素（7种） N, P, K, Ca, Mg, S ，Si
溶液培养法(solution culture method) 和砂基培养法(sand culture)
几种常用的营养液配方（g/L）
成分
Sach营养 Knop营 Hoaglan
液
养液 d营养液
成分
Sach 营养 液
Ca(NO3)2·4H2O
—
0.8
1.18
FeSO4
—
NaCl
0.25
—
—
FeC4H4O6 —
叶绿素的组成元素 某些酶的活化剂或组分
缺乏症：脉间缺绿——叶脉仍呈绿色， 叶脉间的叶肉变黄，从下部的叶子开始 渐渐延至上部叶子，以后叶肉死亡
首先发症部位：老叶(易转移)
大量元素的作用—Ca
吸收态：Ca2+ 作 用：
能促使原生质趋于凝胶状态 是细胞壁的组成元素之一 是某些酶的活化剂提高植物适应干旱
二、植物必需元素的标准与确定方法
植物生理学矿质元素
植物必需的矿质元素及其生理作用所谓必须元素是指植物生长发育必不可缺少的元素。
国际植物营养学会规定的植物必需元素的3条准则是：1。
若缺少该元素，植物生长发育受到限制而不能完成其生活史；2缺少该元素，植物会表现出专一的病症（缺素症），提供该元素可预防或消除此症状；3该元素在植物营养生理中的作用是直接的，而不是因土壤培养液或介质的物理，化学或微生物条件所引起的间接的结果。
根据上述标准，现以确定有17种元素是植物的必须元素，它们是：碳C氢H氧O氮N磷P钾K钙Ca镁Mg硫S铁Fe锰Mo锌Zn铜Cu钼Mo氯Cl镍Ni，出来自于CO2和水中的C。
O。
H为非矿质元素外，其于14种元素均为植物所必须的矿质元素。
植物必需元素通常分成两类：大量元素和微量元素，这种分类是根据植物对必需元素需要量的多少来划分的。
大量元素是指植物需要量较大，其含量通常植物体干重0。
1%以上的元素。
大量元素有9种：即C。
O。
H等3种非矿物质元素和N。
P。
K。
Ca。
Mg。
S等6种矿物质元素。
微量元素是指植物需要量极微其含量通常为植物体干重0。
01%以下的元素。
这类元素再植物体稍多即会发生毒害。
是Fe.Mn.B.Zn.Cu.Mo.Cl.Ni等8种矿质元素。
一、植物必需矿质元素的生理作用及缺素症植物必需的矿质元素都具有独特的生理功能，但概括的讲，植物必需的矿质元素再植物体内有3个方面的生理作用：1是细胞结构物质的组成成分，如N，P，S等。
2作为酶，辅酶的成分成分或激活剂等，如K。
Ca等。
3，起电化学作用，参与渗透调节，胶体的稳定和电荷的中和等，如K，Cl等。
各种必需矿的主要生理作用简述1.氮植物主要吸收无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮（尿素）氮主要生理作用：氮是构成蛋白质的主要成分，可占蛋白质含量的16%-18%。
细胞膜，细胞质，细胞核，细胞壁中都含蛋白质，各种酶也都是以蛋白质为主体的。
核酸、核苷酸、辅酶、磷脂、叶绿素。
细胞色素及某些植物激素和维生素中叶含有氮。
必需矿质元素的生理作用及缺素症
硼
与植物的生殖有关，有利于花粉的形成；促进糖的运输与代谢；与核算及蛋白质的合成、激素反应、膜的功能、细胞分裂、根系发育等生理过程有一定关系；
花药和花丝萎缩，划分发育不良，油菜华而不实、棉花蕾而不花，引起绿原酸等酚类化合物含量过高，使得顶芽坏死时期顶端优势
锌
是许多酶的组分或活化剂；参与吲哚乙酸的合成；是色氨酸合成酶的组分；
蛋白质含量显著减少，幼叶黄白色，因花色素苷积累而发红，植株矮小
钙
与细胞壁的形成，细胞分裂有关；具有稳定的生物膜作用；有解毒作用；是某些水解酶的活化剂；可作为第二信使；有助于植物愈伤组织的形成，对植物抗病有一定作用；
细胞壁的形成受阻，影响细胞分裂，叶尖钩状，植物生长受阻，烂根和地上部丛生
镁
是叶绿素分子的组成成分；是光合作用及呼吸作用中多种酶的激活剂；参与蛋白质合成时氨基酸的活化；是DNA聚合酶及RNA聚合酶的激活剂；是染色体的组成成分；
蛋白质合成受阻，植株矮小，分蘖分枝少，叶色暗绿或紫红，成熟期延迟
钾
参与植物体内重要的代谢；促进蛋白质、糖类的合成，促进糖的运输，增加原生质的水合程度，降低其黏性，提高抗旱性；是构成细胞渗透势的重要成分；植物细胞中最重要的电荷平衡成分；
叶片缺绿，叶缘枯焦，生长缓慢，茎秆柔弱易倒伏，抗旱、抗寒性差
硫
蛋白质的组成成分；调节植物体内的氧化还原反应，稳定蛋白质空间结构；与糖类、蛋白质、脂肪的代谢有密切关系；硫氧蛋白、铁硫蛋白和固氮酶的组成成分，在植物的光合作用和固氮过程中有重要作用；
矿质元素
生理作用
缺素症
氮
蛋白质、核酸、磷脂的主要成分；酶、ATP、多种辅酶的组成成分；植物激素和维生素的的组成成分；是叶绿素的组成成分，与光合作用密切相关；
植物必需的矿质元素
植物必需的矿质元素一、植物体内的元素：二、植物必需的矿质元素：1、确定植物体必需元素的方法：溶液培养法（solution culture method）砂基培养法（sand culture method）2、判定必需矿质元素的三个条件：（1）由于该元素缺乏，植物生长发育发生障碍，不能完成其生活史。
（2）除去该元素，表现为专一的缺乏症，而这种缺乏症是可以预防和恢复的。
（3）该元素的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。
矿质元素在植物体内的生理作用•作为细胞结构物质的组成成分。
•作为植物生命活动的调节者，参与酶的活动。
•电化学作用：离子浓度的平衡，胶体的稳定，电荷中和。
1.作为碳水化合物部分的营养N、S2.能量贮存和结构完整性的营养P、Si、B3.保留离子状态的营养K、Ca、Mg、Cl、Mn、Na4.参与氧化还原反应的营养Fe、Zn、Cu、Ni、Mo氮（nitrogen）•吸收形式：无机N：氨，硝酸根；有机N：尿素•含量：水稻全株1-3%，大豆2.5-3.5%•作用：A：构成Pr：维持细胞结构和功能；B：构成核酸、磷脂、叶绿素C：构成某些植物激素、维生素和生物碱 . 又称“生命元素“•供应量与生长A. 供应量充分时，生长良好，叶大而绿，光合加快，叶片功能期延长，分枝多，营养体壮，开花多，产量高。
B. 过量供应时，叶色深绿，营养体徒长，N↑→有机物转化成多糖↓→细胞壁薄，机械组织不发达，易倒伏。
C、缺N：植物矮小，叶小色浅，失绿叶片色泽均一，一般不会出现斑点，缺氮症状从老叶开始，幼叶仍保持绿色，叶色发红（糖→花青素，如番茄），分枝少，籽粒不饱满，减产。
缺氮典型症状：植物生长矮小，分枝、分蘖少，叶片小而薄；叶片发黄发生早衰，且由下部叶片开始逐渐向上。
磷（phosphorus）吸收形式：正磷酸盐：H2PO4-、HPO42-、PO43-。
偏磷酸盐：PO3- 体内分布：根、茎生长点，果实种子中多，全株含磷约0.4-1.0% 功能：A．组成磷脂（膜），核酸，核Pr（染色体）。
植物必需的营养元素及其生理作用
植物必需的营养元素及其生理作用植物营养原文地址:植物营养原文作者:shen.yirshen第一讲植物必需的营养元素及其生理作用一、植物必需营养元素的概念、分类及相互关系(一)概念根据植物分析，组成植物体的化学元素有70余种。
化学元素周期表中，除惰性气体、铀后面元素以外的化学元素，包括贵金属金和银，几乎都能在植物体内找到。
其中不少化学元素对植物具有直接或间接的营养作用，但只有那些为作物的正常生命活动所必需，并同时符合下列条件的化学元素，才能称为作物的必需营养元素。
(1)这种化学元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。
缺少这种元素，植物就不能完成其生命周期，对高等植物来说，即由种子萌发到再结出种子的过程。
(2)缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，而且其它任何一种化学元素都不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。
(3)这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
凡是同时符合以上三个条件者，均为必需营养元素，反之为非必需营养元素。
目前已证明为植物生长所必需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl共16种。
在非必需营养元素中有一些元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，如藜科植物需要钠，豆科植物需要钴，蕨类植物和茶树需要铝，硅藻和水稻都需要硅，紫云英需要硒等。
只是限于目前的科学技术水平，尚未证实它们是否为高等植物普遍所必需。
所以，称这些元素为有益元素。
(二)分类植物所必需的营养元素虽然多达16种，但并不是等量的被植物所吸收，因而各种营养元素在植物体内的含量也各有差异。
一般可根据植物体内的含量将其划分为三类:(1)大量营养元素大量营养元素一般对它们的需要量较多，约占植物干物重的白分之几十。
属于这一类的元素有:C、H、O、N、P、K等6种。
(2)中量营养元素中量营养元素一般植物对它们的需要介于大量营养元素和微量营养元素之间，约占植物干物重的千分之几。
植物与植物生理课件——植物的矿质营养
1.有机含氮化合物—动植物躯体的 腐烂分解,如尿素、酰胺等。
2.氨盐—吸收后可直接合成氨基酸。 3.硝酸盐—主要吸收形式、主要氮 源。但需要还原，植物才能利用
一、硝酸盐的还原
部位：主要在叶片内进行，也 可以在根内进行。
硝酸盐还原成亚硝酸盐是在 细胞质中进行的。
二、氨的同化
（1）直接交换 （2）间接交换
2.离子进入根部导管 吸收的途径：
（1）共质体运输 （2）质外体运输
三、影响根吸收矿质的因素
温度对小麦吸收K+的影响
放射性42K向上运输的试验
第三节 植物体内氮的同化
自然界中N 素循环
第三节 氮代谢
虽然空气中氮素含量高达78%左右， 但高等植物不能利用空气中游离氮。
2、钾能促成蛋白质、糖类的合成，也能促进糖类的运输。
3、钾可增加原生质的水合程度，降低其粘性，从而使细胞保水力增强，抗旱性 提高。
4、含量较高，能有效影响细胞溶质势和膨压,参与控制细胞吸水,气孔运动等生 理过程。
钾充足：茎秆较坚韧，抗倒伏，并使光合产物及时运往块根、块茎和种子。所以具有
块根、块茎的作物就需较多的钾肥。
1、被动吸收 因扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式，不需
要消耗代谢能。 2、主动吸收 指植物细胞利用呼吸作用释放的能量作功而逆浓度梯度吸收矿 质元素的过程，又称代谢性吸收。
主动吸收和被动吸收的区别：
❖ 被动吸收特点 ❖ 1．无选择性 ❖ 2．顺离子浓度梯度进行 ❖ 3．不需要消耗代谢能 ❖ 主动吸收特点： ❖ 1．有选择性 ❖ 2．逆离子浓度梯度进行 ❖ 3．消耗代谢能
马铃薯缺氮
菜豆缺氮
氮素过量：大量的糖类用于合成蛋白质、叶绿素 等，茎部机械组织不发达，易倒伏，易受病虫侵 害。相反，叶菜作物多施氮肥，茎叶鲜嫩多汁， 食之可口。
第一节--植物必需的矿质元素PPT课件
3）溶液浓度：过低、过高都不利。
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4）pH值：一般作物生育最适的pH值是6-7。在土壤溶液碱性的反
应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解状态，能被植物利用的量极 少。在酸性环境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物来不及吸收易被 雨水淋失，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。
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有收无收在于水
? 收多收少在于肥
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2
教学目标
★ 了解植物必需的矿质元素及其主要生理生化作 用；
★ 掌握植物细胞和根系对矿质元素吸收特点及影 响因素；
★ 了解植物氮代谢的过程及硝酸盐还原过程的特 点；
★ 了解矿物质在植物体内运输特点；
★ 弄清作物合理施肥的生理基础。
B）N为植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活 动 所 必 需 。 例 如 ， N 是 参 与 物 质 和 能 量 代 谢 的 ADP、 ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+ 等 物 质的组分。
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• 4 作物缺素症诊断
• 1）外形观察法 • 2）化学分析法
类型 扩散作用:分了或离子沿着化学势或电化学势梯度 转移的现象。
协助扩散：小分了物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或 电化学梯度跨膜的转运。
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1).扩散作用:
杜南平衡：细胞内的可扩散负离子和正离子浓 度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度乘 积时的平衡，叫杜南(道南)平衡。 ［Na1+］×［Cl1-］＝［Na0+］×［Cl0-］。 2).协助扩散：
• 3）加入诊断法
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矿质营养-植物生理
第二章植物的矿质营养除了水分以外，植物还需要各种矿质元素以维持自己的正常生理活动。
这些矿质元素，有作为植物体组成成分的，有作为调节植物生活功能的，也有兼备这两种功能的。
因此，矿质元素对植物来说是非常重要的。
矿质元素也和水分一样，主要存在于土壤，被根系吸收而进入植物体内，运输到需要的部分加以同化利用，以满足植物的需要。
植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为矿质营养（mineral nutrition）。
由于矿质元素对植物的生命活动影响非常巨大，而土壤又往往不能完全及时满足作物的需要。
因此，施肥就成为提高产量和改进品质的主要措施之一。
“有收无收在于水，收多收少在于肥”，这两句话对水分代谢和矿质营养在农业生产中的重要性作了恰当的评价。
第一节植物必需的矿质元素植物体中含有许多化合物，也含有各种离子。
无论是化合物还是离子，都是由不同的元素所组成的。
植物体中有什么元素？哪些元素是生命活动过程所必需的s它们有什么生理功能？必须首先明确这些问题，才能讨论矿质营养的其他问题和研究合理施肥的生理基础。
一、植物体内的元素植物体内存在什么元素呢？把植物烘干，充分燃烧。
燃烧时，有机体中的碳、氢、氧、氮等元素以二氧化硫、水、分子态氮和氮的氧化物形式跑掉，余下一些不能挥发的残烬称为灰分（ash）。
矿质元素(mineral element)以氧化物形式存在于灰分中，所以，这些元素亦称为灰分元素(ash element）。
氮在燃烧过程中散失而不存在于灰分中，所以氮不是矿质元素。
但氮和灰分元素一样，都是植物从土壤中吸收的，所以将氨归并于矿质元素，一起讨论。
现将植物体的成分概述如图2-1.二植物必需的矿质元素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量是不够的因为有些元素在植物生活上不太需要，但体内大量积累；相反的，有些元素在植物体内较少，却是植物绝对必需的。
采用土培法（用土壤栽培植物的方法）来研究这个问题也有困难，因为尽管多施含某些元秦闲矿物癫，可能会使植物生长不同，可是土壤特性复杂，而且它所含的矿质元素无法控制。
植物必需矿质元素
（二）微量元素的生理作用及缺乏症
1.铁
（1）吸收形式：主要以 Fe2+的螯合物被吸收 （2）生理作用:是许多重 要氧化还原酶的成分,是合 成叶绿素所必需的 （3）缺乏时症状：如：黄 叶病
2.硼
（1）吸收形式：以H3BO3 的形式被植物吸收
（2）生理作用：促进根 系发育，特别对根瘤形成 影响较大。
植物必需元素的确定及生理作用
一、植物必需的矿质元素
（一）植物体内的元素
矿质元素：植物燃烧后，约95%以气体的形式散发到空气中，约 5%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，但是植物从土壤中吸收的，所以也归入矿质元素来讨论。
有机化合物 （90%---95%）
挥发性气体
C、H、O、N
根据植物需要量的多少将必需元素分为大量元素和微 量元素：
大量元素有：植物体内含量占植物干重的0.1%以上的 元素。碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾、钙、镁9种；
微量元素：植物体内含量占植物干重的0.01%以下的 元素。铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍8种。
二、植物必需矿质元素的生理作用 矿质元素在植物体内的的生理作用：
用根外追肥或浸渗法。
当植物缺乏上述必需元素中的任何一种时，植物体内的 代谢都会受到影响，进而在植物体外观上出现可见的症 状。这就是所谓的营养缺乏症或缺素症。
四、植物的矿质营养
缺镍时，叶尖积累较多的尿素，使叶片异常甚至坏死。
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9.钼 Molybdenum (Mo)
吸收形态：以MoO42-形式被植物吸收。
生理作用： 1）硝酸还原酶和豆科植物固氮酶钼铁蛋白的成分 ➢ 钼是硝酸还原酶的组成成分,缺钼则硝酸不能还原,呈现 出缺氮病症。 ➢ 豆科植物根瘤菌的固氮特别需要钼, 固氮酶是由铁蛋白 和铁钼蛋白组成的。
生理作用：
1)一些酶的成分 为多酚氧化酶、抗坏血酸、SOD、漆酶的 成分,在呼吸的氧化还原中起重要作用。
2)铜是质蓝素(PC)的组分 铜是质蓝素的成分,参与光合电子传递。 ➢ 铜还有提高马铃薯抗晚疫病的能力,所以喷硫酸铜对防治该
病有良好效果
➢ 铜矿区可发生铜过剩症，根系短而粗，叶片失绿.
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缺铜症状
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缺镁
油菜脉间失绿发红
棉花葡萄网状脉
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6.硫 Sulfur(S)
吸收形态：以SO４2-的形式吸收
生理作用： 1)蛋白质和生物膜的成分 2)酶与生活活性物质的成分
辅酶A、维生素、硫氧还蛋白、铁硫蛋白与固氮酶的组分 3)构成体内还原体系
蛋白质中-SH基与-S-S-互相转变
缺硫症状
硫不易移动,缺乏时 幼叶先表现症状,新叶均 衡失绿，黄化。
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缺锰症状:
缺锰时植物不能形成叶绿素,叶脉间失绿褪色,但叶脉仍 保持绿色
新叶脉间缺绿,有坏死小斑点(褐或黄)。
大麦新叶有褐色小斑点
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缺锰黄瓜叶片脉间失绿
苹果树缺锰 新叶脉间 失绿褪色, 有坏死小斑点
葡萄叶脉间失绿，果实成熟不一 32
5.钠 Sodium (Na)
吸收形态：以Na+形式被植物吸收。
植物必需矿质元素的生理作用
植物必需矿质元素的生理作用一、植物必需矿质元素的一般生理作用每一种必需元素都有其特定的生理功能，但概括起来主要有以下三个方面：（1）作为细胞结构物质和功能物质的组分。
例如，氮、磷、硫等是组成脂类、蛋白质 和核酸等有机物质的组分。
（2）作为生命活动的调节者，参与酶的活动。
许多金属元素或者是酶的组分（酶的辅 基），通过自身化合价的变化传递电子，完成植物体内的氧化还原反应（如铁、铜、锌、锰、 ，或者是酶的激活剂，提高酶的活性，加快生化反应的速度（如镁）。
钼等）（3）起电化学平衡作用。
即维持细胞的渗透势、原生质胶体的稳定性、构成细胞的缓 冲系统、保持细胞电荷平衡等。
例如，钾、镁、钙等元素能维持细胞的渗透势，影响膜的透 性，保持离子浓度的平衡和原生质的稳定，以及电荷的中和等；Ca 2+ 、Mg 2+ 、K + 等和有机 酸，碳酸、磷酸等构成缓冲系统。
细胞液就是很强的缓冲系统，对维持细胞的一定 pH 条件 保证生命活动的正常进行具有重要的作用。
二、各个必需矿质元素的生理作用1．大量元素① 氮（nitrogen）。
在植物体内氮的含量约占干物重的 1%～3%。
植物吸收的氮素以无 机氮为主，即硝态氮（NO3 -，NO2 -）和铵态氮（NH4 + 或 NH3）；也可吸收有机氮，如尿素 [CO（NH2）2]、氨基酸等。
氮素在生命活动中具有重要作用，它是磷脂、蛋白质和核酸的组成元素，这些物质又是 生物膜、原生质和细胞核的重要组成部分。
氮也是某些植物激素（IAA，CTK）、维生素（Ｂ １、Ｂ2、Ｂ6 等）的成分。
氮是叶绿素的成分，故与光合作用关系密切。
由于氮具有上述功 能，所以氮的多寡会明显影响细胞分裂和生长，从而影响作物的生长发育。
当氮肥供应充足时，作物枝叶繁茂，躯体高大，分蘖（分枝）能力强，籽粒中含蛋白质 高。
当氮肥缺乏时，蛋白质、核酸、磷脂等合成受阻，作物枝叶稀少，分蘖（分枝）能力弱， 叶片小而薄，植株矮小，花果少且易脱落。
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
一植物必需的矿质元素
二 植物细胞对矿质元素的吸收
1. 生物膜 植物细胞是一个由膜系统组成的单位，他们把各种
细胞器相互隔开，各自行使各自的功能，保证细胞内代 谢活动顺利进行。
许多生命活动有关的酶都埋藏在膜内或者与膜结合， 细胞的许多生理活动都是在膜上或膜邻近的空间进行。
2.4 植物必需的矿质元素—根据生化功能分组 2.4.1 作为碳化合物部分的营养 N、S 2.4.2 与能量贮存和保持结构完整性有关 P、Si、B 2.4.3 以离子状态存在的 K、Ca、Mg、Cl、Mn、Na 2.4.4 参与氧化还原反应的Fe、Zn、Cu、Ni、Mo
3. 植物必需矿质元素的生理功能和缺乏症 植物必需矿质元素的生理功能主要有以下几个方面：
第二节 植物的矿质营养
植物对矿物质的吸收、转运和同化，称为矿质 营养mineral nutrition
这些矿质元素，可以作为植物体的组成成分、 可以调节植物的生理功能、或上述两者兼而有之。
有收无收在于水，收多收少在于肥。
一 植物必需的矿质元素
1. 植物体内的元素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
105°C 植物材料
水分 干物质
（10%—95%） 挥发 600°C 有机物（90%—95%）
2. 细胞吸收溶质的方式和机制
植物细胞吸收溶质的方式有四种：通道运输、载体运 输、泵运输和胞饮作用。
2.1 通道运输channel transport 是一种简单扩散的方式， 由于电化学梯度差引起，顺着电化学梯度进行，属于被动 运输。细胞质膜上横跨膜两侧的内在蛋白构成离子通道， 它对离子有选择性运输作用。
矿质元素对植物的作用
矿质元素对植物的作用植物必需元素：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）、硼（B）、氯（CL）、镍（Ni）、硅（Si）、钠（Na）。
大量元素：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、硅（Si）。
中量元素：钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）。
微量元素：铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）、硼（B）、氯（CL）、镍（Ni）、钠（Na）。
1.氮（N）——大量元素生理功能：蛋白质、核酸、磷脂、酶、植物激素、叶绿素、维生素、生物碱、生物膜的组成成分。
氮素缺乏：株小，叶黄，茎红，根少，质劣，老叶先黄化。
氮素过量：贪青徒长，开花延迟，产量下降。
2.磷（P）——大量元素生理功能：植物激素、核酸、磷脂、酶、腺甘磷酸组成成分；促进糖运转；参与碳水化合物、氮、脂肪代谢；提高植物抗旱性和抗寒性。
磷素缺乏：株小，根少，叶红，籽瘪，糖低，老叶先发病。
磷素过量：呼吸作用过强；根系生长过旺；生殖生长过快；抑制铁、锰、锌的吸收。
抗寒原理：提高植物体内可溶性糖含量（能降低细胞质冰点）；提高磷脂的含量（增强细胞的温度适应性）。
缺磷叶片变紫的原理:碳水化合物受阻，糖分累积，形成花青素（紫色）。
3.钾（K）——大量元素生理功能:以离子状态存在于植物体中，酶的活化剂；促进光合作用、糖代谢、脂肪代谢、蛋白质合成；提高植物抗寒性、抗逆性、抗病和抗倒伏能力。
钾素缺乏:老叶尖端和边缘发黄，进而变褐色，渐次枯萎，但叶脉两侧和中部仍为绿色；组织柔软易倒伏；老叶先发病。
钾素过量:会由于体内离子的不平衡而影响到其他阳离子（特别是镁）的吸收；过分木质化。
抗旱原理：钾离子的浓度可提高渗透势，利于水分的吸收；抗倒伏原理：促进维管束木质化，形成厚壁组织；抗病原理:促进植物体内低分子化合物向高分子化合物（纤维等）转变，减少病菌所需养分。
7.1 植物的必需矿质元素及其生理作用
4) 促进糖的运输，尤其是向延存器官的运输。
5) 调节渗透势，调节气孔开放与关闭。
• K充足，糖、纤维素、木质素合成增强、桔杆坚韧、抗倒 伏，块根、块茎膨大，种子饱满，抗寒、抗旱性强。
• K不足，桔杆弱，易倒伏，抗性弱，叶有坏死斑点，叶尖、叶 缘呈烧焦状，叶呈杯状卷曲 。
第十二页，编辑于星期五：十点 三十七分。
量低，抗性弱。
第十页，编辑于星期五：十点 三十七分。
wheat
sorghum
maize
生长慢，植株特别矮小，叶色暗绿或紫红，分蘖少， 产量低
P deficiency
第十一页，编辑于星期五：十点 三十七分。
K
1) 以离子形式吸收，在植物体内以离子形式存在。
2) 主要调节酶活性，是40多种酶的辅助因子。
缺Ca时CW不能形成，形成多核细胞，生长受抑
制，严重时顶端组织根尖、茎端溃烂坏死。
第十六页，编辑于星期五：十点 三十七分。
beet
根尖、茎端溃烂坏死、顶 叶细小
Ca deficient
potato
第十七页，编辑于星期五：十点 三十七分。
Fe 1) Fe是许多氧化还原酶的辅酶。 2) 参与光合和呼吸电子传递链。
第五页，编辑于星期五：十点 三十七分。
实验结论?
第六页，编辑于星期五：十点 三十七分。
3 植物必需的矿质元素
大量元素：C、H、O、N、P、K、 S、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、
Mo、Cl、Ni
第七页，编辑于星期五：十点 三十七分。
N
植物生命中占据首要地位，故称为生命元素 1) 构成蛋白质的重要成分 2) 组成叶绿素的重要元素 3) 是维生素、植物激素、生物碱、能量代谢物质（如ATP、 ADP等）的组成部分
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第七章 植物的矿质营养及植 物激素
第一节 植物的必需矿质元素及 其生理作用
• 一般认为矿质元素是植物通过土壤中的 矿物盐（无机盐）得来的。 • 地壳中存在的元素，几乎都可以在不同 的植物体内发现。
二 如何确定必需元素
1. 标准：
1) 缺乏该元素不能完成生活史。 2) 缺乏该元素表现出特有症状，不加入 该元素不能消除该症状。 3) 该元素在植物营养生理中的作用是直 接的，而不是因土壤、培养液或介质 的物理、化学或微生物条件所引起的 间接的结果。
wheat
potato
maize
症状：生长慢，植株矮小，老叶发黄，茎部 有时红色
N deficiency
P
1) 以正磷酸盐形式吸收，在植物体内多以不稳 定有机物形式存在，少量保持无机物状态。
2) 是核酸、核蛋白的组成成分。
3) 是膜的组成成分。
4) 是ATP、FMN、FAD、NADH、NADP、 CoA的组成成分，参与能量代谢。
2. 实验方法：水培法
问题：用什么方法证明一些矿质 元素是否是植物体所必需的？
研究植物必需矿质元素的方法——溶液培养法（又 称水培法）或沙基培养法（也称沙培法）
实验结论?
3 植物必需的矿质元素
大量元素：C、H、O、N、P、K、 S、Ca、Mg
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、 Cu、Mo、Cl、Ni
5) 参与糖的运输。 • P不足，蛋白质与膜合成受阻、能量代谢受阻 ，生长特别缓慢，植株特别矮小，叶色暗绿或 紫红，产量低，抗性弱。
wheat
sorghum
maize
生长慢，植株特别矮小，叶色暗绿或紫红，分蘖少 ，产量低
P deficiency
K
1) 以离子形式吸收，在植物体内以离子形式存在。 2) 主要调节酶活性，是40多种酶的辅助因子。 3) 促进蛋白质的合成。 4) 促进糖的运输，尤其是向延存器官的运输。
maize
citrus
幼叶变黄及至失绿 ，生长矮小
sorghum
Fe deficiency
• １.下列选项中，全部属于植物必需的大量矿质元 素是（ Ｄ ） • Ａ．P、N、Mn、K • Ｂ．N、S、H、P • Ｃ．Fe、S、P、N Ｄ．Ca、N、P、K • ２．某校研究性学习小组在设计验证Ni是必需的 矿质元素的实验时，设计了下列四组实验，你认 为其中最恰当的是 （ Ｃ ）
缺Ca时CW不能形成，形成多核细胞，生长 受抑制，严重时顶端组织根尖、茎端溃烂 坏死。
potato
beet
根尖、茎端溃烂坏死、 顶叶细小
Ca deficient
Fe
1) Fe是许多氧化还原酶的辅酶。
2) 参与光合和呼吸电子传递链。
3) 促进叶绿素的合成。
4) 维持叶绿体的结构。
缺铁时幼叶变黄及至失绿，生长矮小。
5) 调节渗透势，调节气孔开放与关闭。
•
K充足，糖、纤维素、木质素合成增强、桔杆坚韧、 抗倒伏，块根、块茎膨大，种子饱满，抗寒、抗旱性 强。 K不足，桔杆弱，易倒伏，抗性弱，叶有坏死斑点， 叶尖、叶缘呈烧焦状，叶呈杯状卷曲 。
•
Sweet potato
beet
maize
老叶有坏死斑点，叶尖、叶缘呈烧焦状，叶 呈杯状卷曲
N
植物生命中占据首要地位，故称为生命元素
1) 构成蛋白质的重要成分
2) 组成叶绿素的重要元素
3) 是维生素、植物激素、生物碱、能量代谢物质（如 ATP、ADP等）的组成部分 • 当N供应充足时，枝叶茂盛、营养体健壮、分枝分蘖多 • N肥过多，营养体徒长，易倒伏、贪青晚熟。 • N肥不足，植株矮小、老叶发黄、茎偶红、花果少、产 量低。
K deficiency
Mg 1) 是叶绿素的核心元素。
2) 是呼吸作用、光合作用、DNA、RNA合 成中一些酶的活化剂。
土壤中一般不缺Mg，缺乏时老叶叶脉间缺绿 ，呈条纹状。
grape
ห้องสมุดไป่ตู้
wheat
maize
老叶叶脉间缺绿、叶呈条纹状，严重时叶 脉间环死
Mg deficiency
Ca
1) Ca是细胞壁的主要成分，可以维持膜的 稳定性（是连结磷脂的磷酸根与蛋白质 的羧基的桥梁）。 2) 在信号传递中起作用(钙调素)