2022年医学专题—AA第二章--植物的矿质营养.ppt

二、植物必需(bx)的矿质元素1、确定必需的矿质元素的方法溶液培养法水培法：在含有矿质元素的营养液中培养植物的方法溶液培养法的意义：营养液中添加或除去某种或某些元素，通过观察分析植物生长发育情况(qngkung)，可准确判断植物所必需的矿质元素的种类和数量第一页，共八十一页营养液配方：Hoagland和Arnon溶液；溶液培养法的类型：纯溶液培养、砂基培养法、气栽法、营养液膜法等无土栽培法溶液培养中应注意的事项(shxing)：保证通气良好；容器应避光；试剂、容器、介质、水均应非常纯洁；应及时更换或补充营养液；应注意种子中原有营养物的影响；种子必须严格消毒营养液补充方式：泼水培养；滴水培养等第二页，共八十一页第三页，共八十一页2、植物(zhw)的必须元素大量(dling)元素macroelement或大量营养macronutrient:碳、氧、氢、氮、钾、钙、镁、磷、硫、硅等10种微量元素microelement或微量营micronutrient ：氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍和钼等9种第四页，共八十一页三、植物必需矿质元素的生理(shngl)作用第1组碳化合物局部的营养(yngyng)：氮、硫第2组能量贮存和结构完整性的营养：磷、硅、硼第3组仍保存离子状态的营养：钾、钙、镁、氯、锰、 钠第4组参与氧化复原反响的营养：铁、锌、铜、镍、钼第五页，共八十一页。

1、氮a、氮的吸收(xshu)形式：主要是无机态氮,即铵态氮和硝态氮，也可吸收一局部有机态氮,如尿素b、生理作用：是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成局部酶以及许多辅酶和辅基如NAD+、NADP+FAD等的构成也都有氮参与氮还是某些植物激素(如生长素和细胞分裂素)、维生素(如B、PP等)的成分氮是叶绿素的成分,与光合作用有密切关系c、缺乏：植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落；枝叶变黄,叶片早衰甚至枯槁,从而导致产量降低d、过多：叶片大而深绿,柔软披散，植株徒长；易造成倒伏和被病虫害侵害第六页，共八十一页2、硫a、吸收形式：硫酸根离子b、生理作用硫也是原生质的构成元素辅酶A和硫胺素、生物素等维生素也含有硫硫在光合、固氮(dn)等反响中起重要作用c、缺乏：幼叶表现缺绿病症,且新叶均衡失绿，呈黄白色并易脱落第七页，共八十一页3、磷a、吸收形式：磷主要(zhyo)以2b、生理作用磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分磷还参与碳水化合物的代谢和运输磷对氮代谢也有重要作用磷与脂肪转化也有关系c、缺乏：分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟；叶子暗绿色或紫红色。

d、过多：叶上又会出现小焦斑；易招致水稻感病；易引起缺锌病第八页，共八十一页4、硅a、吸收形式：硅酸H4SiO4形式b、生理作用：硅主要以非结晶水化合物形式SiO2nH2O沉积在细胞壁和细胞间隙中，它也可以与多酚类物质形成复合物成为细胞壁加厚的物质，以增加细胞壁刚性和弹性c、缺乏：缺硅时，蒸腾加快，生长受阻，植物易受真菌感染和易倒伏d、施用适量：可促进作物如水稻生长和受精(shujng)，增加籽粒产量第九页，共八十一页5、硼a、吸收形式：硼酸b、生理作用与花粉形成、花粉管萌发和受精有密切关系硼能参与糖的运转与代谢能促进蔗糖的合成对蛋白质合成也有一定影响c、缺乏：缺硼时花药(huyo)花丝萎缩,花粉母细胞不能向四分体分化缺硼时,受精不良,籽粒减少第十页，共八十一页6、钾a、吸收形式：钾离子(lz)b、生理作用60多种酶的活化剂钾能促进蛋白质的合成钾与糖类的合成有关钾也能促进糖类运输到贮藏器官，K+对韧皮部运输也有作用钾是构成细胞渗透势的重要成分c、缺乏：植株易倒伏，抗旱、抗寒性降低，叶色变黄而逐渐坏死有时也会出现叶缘焦枯,生长缓慢的现象，叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩d、过多：叶上又会出现小焦斑；易招致水稻感病；易引起缺锌病。

第十一页，共八十一页7、钙a、吸收形式：钙离子b、生理作用(zuyng)钙是植物细胞壁胞间层中果胶酸钙的成分钙对植物抗病有一定作用钙也是一些酶的活化剂Ca2+与CaM结合形成Ca2+-CaM复合体,它在植物体内具有第二信使功能c、缺乏：初期顶芽、幼叶呈淡绿色,继而叶尖出现典型的钩状,随后坏死第十二页，共八十一页8、镁a、吸收形式：镁离子b、生理作用镁是叶绿素的成分,又是RuBP羧化酶、5-磷酸核酮糖激酶等酶的活化剂镁与碳水化合物的转化和降解以及氮代谢有关镁还是核糖核酸(htnhsun)聚合酶的活化剂镁在核酸和蛋白质代谢中也起着重要作用c、缺乏：叶片贫绿,严重时可引起叶片的早衰与脱落第十三页，共八十一页9、氯a、吸收形式：氯离子b、生理作用：在光合作用中参加(cnji)水的光解，还与K+等离子一起参与渗透势的调节c、缺乏：缺氯时,叶片萎蔫,失绿坏死,最后变为褐色;同时根系生长受阻、变粗，根尖变为棒状第十四页，共八十一页10、锰a、吸收形式：锰离子b、生理作用锰是光合放氧复合体的主要成员,锰为形成叶绿素和维持叶绿素正常结构的必需元素锰也是许多(xdu)酶的活化剂锰还是硝酸复原的辅助因素c、缺乏：植物不能形成叶绿素,叶脉间失绿褪色,但叶脉仍保持绿色。

第十五页，共八十一页11、钠a、吸收形式：Na+b、生理作用：钠离子对许多C3植物的生长也是有益的，它使细胞膨胀从而促进生长钠还可以局部地代替(dit)钾的作用，提高细胞液的渗透势c、缺乏：缺钠时，这些植物呈现黄化和坏死现象，甚至不能开花第十六页，共八十一页12、铁a、吸收形式：Fe2+的螯合物b、生理作用(zuyng)铁是许多酶的辅基参与了光合作用中的电子传递它还与固氮有关c、缺乏：幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色第十七页，共八十一页13、锌a、吸收形式：锌离子b、生理作用(zuyng)锌是碳酸酐酶(carbonicanhydrase,CA)的成分锌也是谷氨酸脱氢酶及羧肽酶的组成成分,因此它在氮代谢中也起一定作用锌是合成生长素前体-色氨酸的必需元素c、缺乏：出现通常所说的“小叶病第十八页，共八十一页14、铜a、吸收形式：铜离子b、生理作用呼吸的氧化复原中起重要作用铜也是质兰素的成分,它参与光合电子传递,故对光合有重要作用铜还有提高马铃薯抗晚疫病的能力c、缺乏：缺铜会导致叶片栅栏组织退化,气孔下面形成空腔,使植株即使在水分供给充足时也会因蒸腾(zhngtng)过度而发生萎蔫。

第十九页，共八十一页15、镍a、生理作用：镍是脲酶的金属成分，脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+镍也是氢化酶的成分之一，它在生物固氮中产生氢气起作用b、缺乏：缺镍时，叶尖积累(jli)较多的脲，出现坏死现象第二十页，共八十一页16、钼a、吸收形式：钼酸盐b、生理(shngl)作用钼是硝酸复原酶的组成成分c、缺乏：叶较小,叶脉间失绿,有坏死斑点,且叶边缘焦枯,向内卷曲第二十一页，共八十一页四、植物缺乏矿质元素(yuns)诊断1、病症诊断法2、化学分析诊断第二十二页，共八十一页 第二节 植物细胞(xbo)对矿质元素的吸收一、生物膜1、膜的特性和化学成分2、膜的结构第二十三页，共八十一页二、细胞(xbo)吸收溶质的方式和机理 根据目前的资料，植物细胞吸收溶质(rngzh)的方式共有4种类型： 离子通道运输 载体运输 离子泵运输 胞饮作用第二十四页，共八十一页1、离子通道运输(ynsh) a、结构：细胞膜中一类内在(nizi)蛋白构成的孔道 b、开关控制：化学方式或电学方式 c、离子流向：顺浓度梯度或电化学梯度跨膜 d、运输性质：简单扩散 e、举例：K+、Cl、a2+通道 离子通道运输(ynsh)离子的模式图第二十五页，共八十一页。

第二十六页，共八十一页第二十七页，共八十一页第二十八页，共八十一页2、载体(zit)运输(carriertransport) 机理：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 类型：单向运输载体uniportcarrier、同向运输器symporter和反向运输器 性质：既可以顺着电化学势梯度跨膜运输被动运输，也可以逆着电化学势梯度进行(jnxng)主动运输第二十九页，共八十一页 单向运输载体模型(mxng) A.载体开口于高溶质浓度的一侧，溶质与载体结合 B.载体催化溶质顺着电化学势梯度跨膜运输第三十页，共八十一页 植物细胞质膜上的同向运输A和反向运输B模式 X和Y分别(fnbi)表示分子或离子第三十一页，共八十一页3、泵运输(ynsh)(pumptransport)机理：泵运输pumptransport理论认为，质膜上存在着ATP酶，它催化ATP水解释放能量，驱动离子的转运(zhunyn)类型：植物细胞质膜上的离子泵ionpump主要有质子泵和钙泵第三十二页，共八十一页质子泵 生电质子泵亦称为H+-ATP酶：ATP驱动质膜上的H+-ATP酶将细胞内侧的H+向细胞外侧泵出，细胞外侧的H+浓度增加，结果使质膜两侧产生了质子(zhz)浓度梯度和膜电位梯度，两者合称为电化学势梯度。

第三十三页，共八十一页 质子泵作用的机理 A.初级(chj)主动运输B、C.次级主动运输K+(或其它阳离子)经通道(tngdo)蛋白进入H+泵将H+泵出细胞(xbo)内侧阴离子与H+同向运输进 入ABC细胞外侧第三十四页，共八十一页钙泵calciumpump 钙泵：亦称为(chnwi)Ca2+-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，由于其活性依赖于ATP与Mg2+的结合，所以又称为Ca2+，Mg2+-ATP酶第三十五页，共八十一页4、胞饮作用(pinocytosis) 胞饮作用pinocytosis：细胞从外界直接摄取物质进入细胞的过程 胞饮过程：当物质吸附在质膜时，质膜内陷，液体和物质便进入，然后质膜内折，逐渐包围着液体和物质，形成小囊泡，并向细胞内部移动囊泡把物质转移给细胞质 胞饮作用是非(shfi)选择性吸收第三十六页，共八十一页第三节 植物对矿质元素的吸收(xshu)与运输 一、植物吸收矿质元素的特点二、根系对溶液(rngy)中矿质元素的吸收三、根系对土壤中非溶解状态矿质 元素的吸收四、影响根系吸收矿质元素的条件第三十七页，共八十一页一、植物吸收(xshu)矿质元素的特点 第三十八页，共八十一页。

第三十九页，共八十一页第四十页，共八十一页第四十一页，共八十一页4、平衡(pnghng)溶液 平衡溶液(balancedsolution)：植物能良好生长比例适当的多盐溶液,这种溶液称平衡溶液 对于海藻来说，海水就是平衡溶液 对于陆生植物而言，土壤溶液一般也是平衡溶液，但并非理想的平衡溶液 施肥的目的(md)：就是使土壤中各种矿质元素到达平衡，以利于植物的正常生长发育第四十二页，共八十一页二、根系对溶液中矿质元素(yun s)的吸收 1、根系吸收矿质元素的区域根毛区才是吸收矿质离子最快的区域,根毛区积累离子较少是由于(yuy)离子能很快运出根毛区的缘故第四十三页，共八十一页2、根系(gnx)吸收矿质的过程abca、离子被吸附(xf)在根系细胞的外表第四十四页，共八十一页b、离子(lz)进入根部导管 途径有两种：质外体和共质体途径 质外体又称自由空间：根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、自由出入的外部区域称为质外体无法直接测定无法直接测定 表观(bioun)自由空间(apparentfreespace，AFS)的大小,即推知组织中自由空间的表观体积AFS(%)=自由空间体积/根组织总体积100% 共质体：离子通过自由空间到达原生质外表后,。