养分吸收的机制

1、4-1 養分吸收的機制一、 細胞膜1. 結構與成分： 模型，組成份子有 2. 特性：對物質進出細胞具有 3. 那一類的物質可以直接透過細胞膜進出細胞？4. 那一類的物質不能直接透過細胞膜，必須藉由特殊的蛋白質通道才能進出細胞？5. 根據上述2點可知，物質能否透過細胞膜，是取決於物質本身的 或 二、 物質進出細胞膜的方式1. 概念圖：非極性ex.細胞攝取膽固醇、胰島素進入細胞2. 通道蛋白與載體蛋白的異同A. 相同點：膜蛋白；具有受質專一性、會受相似的離子或分子的抑制、會有飽和的現象B. 相異點： 溝道蛋白質：有一定的口徑與電荷分布，只容許特別離子通過；外側有門，此門打開時，離子才能通過。載體蛋

2、白質：可與特別分子結合，因而改變本身蛋白質的形狀，讓分子通過.離子ex：Na+、K+通道蛋白胺基酸、葡萄糖、小分子蛋白質載體蛋白3. 小分子進出細胞之各種運輸方式的比較：運輸型式運輸方向膜上蛋白的種類能量需求性運輸物質(例子)1. 被動運輸(1)簡單擴散高濃度低濃度不要不需要O2、CO2 (2)促進擴散不需要 a.通道運輸通道蛋白離子 b.攜帶運輸載體(攜帶)蛋白葡萄糖2. 主動運輸(1)單一運輸(2)共同運輸a. 反向b. 同向低濃度高濃度載體(攜帶)蛋白需要ATP(1)氫離子(質子幫浦)(2)a鈉鉀幫浦(2)b葡萄糖&鈉離子的運輸 (小腸皮膜細胞)4. 以NaK幫浦為例，說明ATP

3、在主動運輸中所扮演的角色d. 磷酸使幫浦蛋白結構改變，所以釋放輸送物質送物質。Pa. 幫浦蛋白具有兩處可結合輸送物質。b. 幫浦蛋白其中之一結合處與輸送物質結合。c. 幫浦蛋白消耗ATP變成蛋白磷酸化合物。PATPADPPe. 另一物質與另一結合處結合Pf. 磷酸從蛋白質上分離g. 幫浦蛋白結構改變，故釋放輸送物。4-2 植物體養分的吸收前言高等植物的生長需要17種元素，而光合作用以水與二氧化碳為原料可以產生重要的有機物葡萄糖，進而合成生長所需的所有的有機物。但是葡萄糖中只有CHO三種元素，在轉化成其它有機物的過程中，必須加入其它的14種的元素，這些元素都來自於土壤。除了以前學過的根對水分與無

4、機鹽的吸收之外，本節加入菌根與固氮作用兩個重要的概念。一、 養分的定義： 植物的養分來源：二、 植物生長發育所需之必需元素：共有17種1. 依需求量分成：a. 大量元素：(請自行列出) b. 微量元素： 2. 依元素的流動性分成a. 固定型元素： b. 流動型元素： 三、 根部吸收水與無機鹽類的方式：(一)水的吸收： 1. 根部吸收水分的區域：成熟部的根毛區2. 根吸收水分的途徑(要了解根部的橫切構造)：表皮根毛皮層內皮周鞘木質部3. 土壤中水分多於根部細胞，故滲透壓低於根部細胞，即因為如此，所以水分藉擴散方式(促進擴散)進入根毛細胞中4. 水分進到根毛細胞中之後，之所以能一路傳遞至木質部區，

5、並在導管內上升的原因有：（蒸散作用是最重要的機制）a. 葉的蒸散作用：葉蒸散水分對水柱的拉力b. 導管的毛細作用：水分子凝聚作用形成水柱c. 根的根壓：根部滲透壓產生的壓擠力(泌液現象就是由根壓所造成的) 滲透壓大小：維管束皮層表皮土壤5. 水分進入根的中柱的兩個途徑a. 質體外運輸：b. 共質體運輸： (二)無機鹽類的吸收：1. 土壤中的無機鹽類要進到根毛細胞中，主要是以主動運輸為主，以促進擴散為輔2. 無機鹽類進到根毛細胞中之後，溶於水，隨著水分的流動，進到木質部，再作運送，所以無機鹽類進到根的中柱的途徑與水進入的兩種途徑相同。 ps：只要是無機鹽類要進到根部的細胞中，就是要靠主動運輸(主

6、要)四、 幫助植物根部吸收的生物或構造：(一)菌根（mycorrhizae）：（真菌菌絲植物根部）互利共生1. 大多數陸生植物具有菌根：（土壤貧瘠地區：菌根對植物生長有重大貢獻） (1)植物根部涵蓋面積真菌菌絲網狀分佈：協助吸收無機鹽(增加吸收面積) (2)互利共生：a. 植物供應有機營養物（醣類、維生素）供真菌吸收利用b. 真菌菌絲分解有機物供植物吸收利用c. 真菌菌絲分泌生長因子促進根的生長與分支d. 真菌菌絲分泌抗生素保護宿主不會受到土壤中有害細菌真菌的侵害e. 真菌菌絲分泌酸性物質增加土壤中無機鹽的溶解度使菌根吸收N、P、K的效率提高2. 缺乏菌根植物生長不良 ex.大豆若缺乏菌根缺乏

7、磷素發育不良3. 菌根的種類：(1) 外生菌根：真菌菌絲不侵入根部細胞內，菌絲圍繞木本植物根部外面(細胞間隙)，形成外鞘。ex.紅菇類與松、冷杉、落葉松形成外生菌根(2) 內生菌根：真菌菌絲侵入根部細胞內，形成網狀分佈與吸盤，與植物細胞直接交換物質，但並不形成外鞘。95%維管束植物具有內生菌根。4. 若植物生於肥沃土壤中時，則共生關係消失，真菌改為寄生。根瘤類菌體光合作用C6H12O6C6H12O6豆科血紅素O2O2呼吸作用NADHATP固氮酶N2N2NH3合成胺基酸(二)協助植物固氮的生物 氮的重要性： 自然界氮元素的循環.(參閱基礎生物) 植物體可直接吸收的氮化合物型態: NH4+, N0

8、3- 植物氮素來源：固氮作用、硝化作用、氨化作用1. 固氮作用：固氮細菌有兩種類型(1) 單棲固氮：自營性的細菌或藍綠菌(如:念珠藻,葛仙米藻) 缺乏氮素形成異形細胞（具固氮功能）(2) 共生固氮：根瘤菌a. 與豆科植物共生：在植物根部形成根瘤b. 根瘤的形成：根瘤細菌入侵根毛，在皮層細胞大量繁殖，促進皮層和周鞘細胞分裂形成根瘤。根瘤菌的固氮機制c. 根瘤細菌與宿主植物間具有專一性；共生後根瘤菌性質已轉變，所以特稱為類菌體d. 固氮機制：8H+8e-+N2+16ATP®2NH3+H2+16ADP+16Pi(固氮反應式)2. 硝化作用：NH4（銨鹽）NO2(亞硝酸鹽)NO3(硝酸鹽)

9、請問：亞硝化菌與硝化細菌在此化學作用中，獲得什麼利益？3. 氨化作用：動植物遺體、土壤中的腐植質釋出氨（NH3）4-3 動物體養分的消化與吸收一、 動物的養分：因為分子大，所以先消化後吸收二、 請參照高二生命科學下冊5-1的講義，複習以下概念：1. 消化作用的定義：2. 消化作用的分類：3. 消化構造的種類：4. 人體的消化系統：a. 消化道b. 消化腺複習食物進入口中之後，一連串的消化過程：三、 人體各種消化液的分泌與調節大腦自主神經副交感神經延腦釋放肝臟胃壁細胞想、看、聽到食物膽汁唾腺收縮分泌分泌小腸腺肝細胞分泌膽汁腸抑胃泌素(抑制胃液分泌)胃液小腸液部分黏膜細胞膽囊唾液胃蛋白酶HCl黏液

10、脂肪性食糜十二指腸血液血液消化液黏液黏稠狀水狀(唾液澱粉酶)分泌特化細胞食團吞嚥食物腸雙醣酶腸肽酶腸核苷酸酶膽囊收縮素脂質多肽類多肽類蛋白質食糜食糜咀嚼食物酸性分泌胰泌素黏膜細胞分泌血液胃泌素幽門部特化細胞麥芽糖澱粉胃食道口腔脂肪酸、葡萄糖、胺基酸等小分子胰澱粉酶胰蛋白酶胰脂酶胰核酸酶小腸管壁(蠕動；分節運動)分泌胰液胰腺血液胰臟小腸小腸絨毛吸收四、腸內菌：（棲息於消化管的細菌寄生或共生；菌種因部位而異） 1.胃內的細菌： (1)胃內的含菌量很低胃液pH=2 (2)耐酸的細菌（乳酸菌、鏈球菌）進入胃中 2.腸道內的細菌： (1)十二指腸 胃 ：呈酸性乳酸菌、鏈球菌 (2)十二指腸結腸：呈鹼性細

11、菌數量增加 (3)結腸後段：腸內菌數105107個/每克腸內物 3.大腸內的細菌：（一百億一千億個/每克腸內物） (1)利用食物硝化後的殘渣最為營養物質 (2)兼性好氧菌（大腸桿菌）大腸呈無氧狀態有利於專性厭氧菌（梭狀芽孢桿菌） (3)H2CO2CH4 4.腸內菌的代謝產物：維生素維生素B1、B2、B6、B12、K(給人類用)氣 體CH4、H2、CO2（40%）、N2（50%，來自空氣）氣 味H2S、NH3、臭糞素有機酸 醋酸、丙酸、丁酸、乳酸(給人類用) 草食性動物(牛的反芻)：胃內的腸內菌分泌纖維素酶將植物的纖維素分解為葡萄糖 共生菌對人類的益處除上述幾點之外，共生菌上能抑制雜菌繁殖，使人

12、類不易因其他雜菌過度生長而生病：五、養分的吸收：1. 胃黏膜： 2. 小腸的吸收：吸收大部分的水分和養分 (1)增加吸收面積的構造：環狀皺襞、指狀絨毛、微絨毛。(2)吸收養分方式：擴散作用、主動運輸。a. 絨毛內的微血管吸收：胺基酸、葡萄糖、水溶性維生素B、C、部分甘油。葡萄糖、胺基酸絨毛上皮細胞絨毛內的微血管網b. 絨毛內的乳糜管吸收：脂肪酸、甘油、脂溶性維生素A、D、E、K。脂肪酸、甘油絨毛上皮細胞形成中性脂肪微粒乳糜管淋巴管跨細胞運輸：（小腸腔小腸皮膜細胞組織液）Na葡萄糖進入小腸皮膜細胞 j葡萄糖進入細胞外組織液進入血液進入血液kNa+-K+幫浦物質吸收的特殊例子：維生素B12 (紅血球成熟過程中所必需的成分)維生素B12 ®與胃黏膜分泌之內在因子結合®複合物 ®吞噬作用 ®絨毛皮膜細胞(