植物体内各类元素的生理作用

植物体内大量元素的生理作用

氮

氮是构成蛋白质的主要成分。植物细胞的细胞质、细胞核和酶的构成都离不开蛋白质。除了蛋白质以外，作为遗传物质的核酸以及构成生物膜的磷脂也都含有氮。同时，氮又是几种具有重要生理功能物质的成分，例如参与光合作用的叶绿素，参与生长发育调控的植物激素—吲哚乙酸、细胞分裂素等。由此可见，氮在植物生命活动中，占有首要地位，被称为生命元素。

当植株缺氮时，蛋白质等含氮物质的合成过程明显下降，细胞分裂和伸长受到限制，叶绿素含量降低。从而导致植株矮小瘦弱、叶小色淡。由于氮在植物体内可以再度利用，在缺氮时，幼叶从老叶吸收氮素，所以表现出老叶容易变黄干枯。

植物体内的氮如果过量，大量的碳水化合物就会用于合成蛋白质和叶绿素等物质，这就会使细胞壁中的纤维素、果胶质大量减少。于是细胞大而壁薄。易遭病虫侵害。同时茎部机械组织不发达，容易倒伏。

磷

磷在植物体内与其它有机物结合形成磷脂、核酸和辅酶等。磷脂是构成生物膜的基础，核酸是细胞核和细胞质的主要成分，辅酶则能参与许多重要的代谢过程。因此，磷也是一个生命元素。

磷与氮的营养有密切关系。当植株缺磷时，蛋白质的合成受到阻碍，新的细胞质和细胞核形成减少，影响细胞分裂，植物幼芽和根尖生长缓慢，导致叶小，分枝减少，植株明显矮小。但叶色暗绿，这可能是由于叶片生长缓慢，叶绿素相对提高了的缘故。

由于磷对细胞分裂和分生组织的增长不可缺少，所以植物在苗期对磷的缺乏，表现更加明显。

硫

硫在植物体内参与胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸的形成。由于绝大多数的蛋白质都有含硫的氨基酸，所以硫也是原生质的组成成分。同时硫还是代谢活动的参与者，参与调节细胞中的氧化还原过程、呼吸作用、以及某些物质的合成和转化。因此，硫在植物体内起着广泛的生理作用。

植物缺硫时，含硫氨基酸合成减少，蛋白质含量降低，叶绿素的形成也会相应地受到影响。植株缺硫的症状是叶片呈黄绿色。

钾

钾与氮、磷、硫不同，它在植物体内并不参与有机物的组成，而主要是以离子状态存在着。

钾是代谢过程中多种酶的活化剂；植物体内碳水化合物的形成和运输离不开钾；钾与蛋白质代谢的关系也很密切，能促进蛋白质的形成；钾还能增加原生质的水合程度，降低粘性，增强细胞的保水能力和维持细胞一定的紧张度。

缺钾时，叶片呈现赤褐色斑点，叶缘和叶尖部分焦枯坏死，有时叶片卷曲皱缩。钾和氮一样，在植物体可以再度利用，缺钾时，幼叶可向老叶吸收钾。所以缺钾的病症首先表现在下部老叶上。此外，缺钾时，茎的节间缩短，茎秆柔弱容易倒伏。

钙

钙在植物体中，能和果胶酸结合成果胶酸钙，是细胞壁的中胶层不可缺少的组成成分。缺钙时，细胞壁的形成受阻，影响细胞分裂，或者细胞分裂不完全，不能形成新细胞壁，出现多核细胞，从而影响植物的生长。

钙和氮的代谢有密切关系，氮还原时需要钙。钙对蛋白质的合成和碳水化合物的运输，以及植物体内有机酸中和起着很大的作用。

镁

镁是叶绿素的必要成分。缺镁时，叶绿素的形成受到阻碍，光合作用的功能也会受到阻碍。

镁还是许多酶的活化剂，由镁所活化的酶不下几十种。

镁还能促进核糖体亚单位之间的结合，从而保持核糖体结构的稳定，保证蛋白质的合成。

镁在植物体内能再度利用，能向新生组织转移，因此缺镁时，首先表现在下部老叶上叶片先失绿，然后逐渐枯死。

植物体内微量元素的生理作用

铁

铁在值物体中的主要生理功能是作为某些酶的组成成分，如参与组成过氧化物酶、过氧化氢酶和细胞色素氧化酶等。因此铁与呼吸作用、光合作用等重要生命活动的关系密切。

铁对叶绿体的形成是必需的。缺铁时，叶绿体的片层结构减少。

由于铁在植物体内多以不活动的高分子化合物形态存在，所以缺铁时，总是幼叶首先失绿，表现“黄叶病”。严重缺铁时，幼叶几乎呈白色。

锰

锰与光合作用关系密切。缺锰时，会引起叶绿体膜遭到破坏，所以锰能稳定叶绿体的结构。锰还参与光合作用中的光解过程，与氧的释放有关。此外，锰还是许多酶的活化剂。

缺锰的症状和缺铁的症状有些类似，但缺锰时在黄化区内杂有斑点。

锌

锌与生长素的形成有密切关系。缺锌时生长素含量下降，植株的生长受阻。锌还是碳酸酐酶和胶氨酸脱氢酶的成分，叶绿体中含有碳酸酐酶，所以锌与光合作用、呼吸作用都有关系。

在植物体内，锌可以由老叶向幼叶移动，所以植物缺锌时，总是老叶首先失绿。

铜

铜是许多氧化酶的组成成分，如抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶等。这说明铜参与调节植物体内的呼吸作用。这是铜的主要生理作用。植物缺铜时，叶片容易缺绿，随后发生枯斑，最后叶片死亡脱落。

钼

钼是硝酸还原酶和固氮酶的组成成分，对氮的固定和硝酸盐的同化必不可少。

植株缺钼时，生长不良，植株矮小，叶片失绿、枯萎最后死亡脱落。

硼

硼在植物体内参与糖的运转和代谢，也和分生组织保持分裂活性密切相关。

植物缺硼时，生长缓慢、根系生长受阻、花发育不健全、生长点死亡。硼过量时，叶片边缘干死。

氯

在植物体内氯以离子状态维持着各种生理平衡。另外，氯又参与水的光解反应，促进氧的稀放。一般水中含有氯，所以营养液中不加氯。氯多时，叶片边缘枯干。

植物体内生长素的作用

一、生长素的种类

生长素(auxin)是最早被发现的植物激素，有吲哚乙酸、苯乙酸、4-氯吲哚乙酸及吲哚丁酸等天然化合物，它们都不同程度的具有类似于生长素的生理活性。以后人工合成了几种生长素类的植物生长调节剂，如2，4-D、萘乙酸等。

二、生长素的分布与运输

1.分布植物体内生长素的含量很低，一般每克鲜重为10～100ng。各种器官中都有生长素的分布，但较集中在生长旺盛的部位，如正在生长的茎尖和根尖(图7-4)，正在展开的叶片、胚、幼嫩的果实和种子，禾谷类的居间分生组织等，衰老的组织或器官中生长素的含量则更少。

寄生和共生的微生物也可产生生长素，并影响寄主的生长。如豆科植物根瘤的形成就与根瘤菌产生的生长素有关，其它一些植物肿瘤的形成也与能产生生长素的病原菌的入侵有关。

2.运输生长素在植物体内的运输具有极性，即生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能向相反的方向运输，这称为生长素的极性运输。其它植物激素则无此特点。

生长素的极性运输与植物的发育有密切的关系，如扦插枝条不定根形成时的极性和顶芽产生的生长素向基运输所形成的顶端优势等。对植物茎尖用人工合成的生长素处理时，生长素在植物体内的运输也是极性的。

通常生长素的极性运输是需能的主动过程。另外，也发现在植物体中存在被动的、在韧皮部中无极性的生长素运输现象，成熟叶子合成的IAA可能就是通过韧皮部进行非极性的被动运输。

人工合成的生长素类的化学物质，在植物体内也表现出极性运输，且活性越强，极性运输也越强。

三、生长素的生理效应

生长素的生理作用十分广泛，包括对细胞分裂、伸长和分化，营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老的调控等方面。

(一)促进生长

生长素对生长的作用有三个特点：

1.双重作用

生长素在较低浓度下可促进生长，而高浓度时则抑制生长。，在低浓度的生长素溶液中，根切段的伸长随浓度的增加而增加；生长素对茎和芽生长的效应与根相似，只是浓度不同。因此，任何一种器官，生长素对其促进生长时都有一个最适浓度，低于这个浓度时称亚最适浓度，这时生长随浓度的增加而加快，高于最适浓度时称超最适浓度，这时促进生长的效应随浓度的增加而逐渐下降。当浓度高到一定值后则抑制生长，这是由于高浓度的生长素诱导了乙烯的产生。

2.不同器官对生长素的敏感性不同

不同年龄的细胞对生长素的反应也不同，幼嫩细胞对生长素反应灵敏，而老的细胞敏感性则下降。高度木质化和其它分化程度很高的细胞对生长素都不敏感。黄化茎组织比绿色茎组织对生长素更为敏感。

(二)促进插条不定根的形成