植物中铁的作用及缺铁症状（课堂PPT）

1、12一、植物体内铁的含量和分布一、植物体内铁的含量和分布 大多数植物的含铁量在大多数植物的含铁量在100-300mg/kg(干重）干重） 蔬菜作物蔬菜作物(菠菜、甘蓝、莴苣）、果树（苹果、桃）菠菜、甘蓝、莴苣）、果树（苹果、桃） 含铁量较高含铁量较高 豆科植物含铁量比禾本科植物高，水稻、玉米的豆科植物含铁量比禾本科植物高，水稻、玉米的 含铁量相对较低含铁量相对较低 不同植株部位铁含量也不相同不同植株部位铁含量也不相同: 根系根系 地上部，地上部， 秸秆秸秆籽粒籽粒3食物名称 含量/mg （在100 g可食部分中） 稻稻 米米 2.4 糯糯 米米 6.7 黄黄 豆豆 11.0 赤赤 豆豆 4.5

2、 绿绿 豆豆 6.8 黑黑 豆豆7.0小小 米米5.1紫紫 菜菜54黑木耳黑木耳 185 禾本科植物和豆科植物的含铁量比较禾本科植物和豆科植物的含铁量比较4 10% 10%的铁存在于细胞质和含有血红素蛋白的铁存在于细胞质和含有血红素蛋白 或铁或铁- -硫蛋白等的其它细胞器中。硫蛋白等的其它细胞器中。一、植物体内铁的含量和分布一、植物体内铁的含量和分布 植物体内，植物体内，90%90%的铁分布在叶绿体的铁分布在叶绿体在叶绿体中主要存在于类囊体膜上在叶绿体中主要存在于类囊体膜上5二、铁的吸收和运输二、铁的吸收和运输FeFe2+2+是植物吸收的主要形式，是植物吸收的主要形式，螯合态铁螯合态铁也可被吸

3、收，也可被吸收，但数量较少但数量较少6（一）叶绿素合成所必需（一）叶绿素合成所必需三、铁的营养功能三、铁的营养功能大部分铁存在于大部分铁存在于叶绿体叶绿体中。铁不是叶绿素的组分，中。铁不是叶绿素的组分，但合成但合成叶绿素叶绿素必须有铁存在。必须有铁存在。合成叶绿素中卟啉环的前体物质需要铁合成叶绿素中卟啉环的前体物质需要铁缺铁时叶绿体结构被破坏，导致叶绿素不能形成。缺铁时叶绿体结构被破坏，导致叶绿素不能形成。严重缺铁时，叶绿体变小，甚至解体或液泡化。严重缺铁时，叶绿体变小，甚至解体或液泡化。789供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响050100+Fe-Fe叶绿素相对含

4、量叶绿素相对含量（% %）10处理处理 叶片含铁量叶片含铁量(g/g.FW)叶绿素含量叶绿素含量(g/g.FW)酶活性（相对酶活性（相对%）过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化物酶过氧化物酶+Fe-Fe18.511.13.520.521002010056供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响11（二）参与体内氧化反应和电子传递（二）参与体内氧化反应和电子传递Fe3+ e- Fe2铁血红蛋白：豆血红蛋白铁血红蛋白：豆血红蛋白 细胞色素、细胞色素酶细胞色素、细胞色素酶 过氧化物酶、过氧化氢酶过氧化物酶、过氧化氢酶非血红蛋白：铁氧还蛋白（铁硫蛋白）非血红蛋白：铁氧还蛋

5、白（铁硫蛋白） 钼铁蛋白钼铁蛋白铁卟啉 铁氧还蛋白对豆科作物根瘤固氮的影响铁氧还蛋白对豆科作物根瘤固氮的影响 13铁氧还蛋白铁氧还蛋白铁血红蛋白铁血红蛋白亚硝酸还原亚硝酸还原光系统光系统 Ie -e-e-e-ee-O2NADP+铁氧还蛋白传递电子的示意图铁氧还蛋白传递电子的示意图 -14三、铁的营养功能三、铁的营养功能（三）参与蔗糖的合成（三）参与蔗糖的合成葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸果糖果糖 蔗糖蔗糖磷酸磷酸蔗糖蔗糖果糖果糖磷酸磷酸蔗糖蔗糖合成酶合成酶Pi蔗糖合成酶蔗糖合成酶15三、植物对缺铁的反应三、植物对缺铁的反应机理机理I I：适用于双子叶和非禾本科单子

6、叶植物：适用于双子叶和非禾本科单子叶植物H H+ +ATPATP酶活性增强；向膜外泵出酶活性增强；向膜外泵出H H+ +，使根际值降低；使根际值降低；低低pHpH值促使根系向外分泌螯合剂和还原剂；低值促使根系向外分泌螯合剂和还原剂；低pHpH值还值还使原生质膜上可诱导产生还原酶，并提高其活性使原生质膜上可诱导产生还原酶，并提高其活性根系形态的变化：根系形态的变化：根系伸长受阻，根尖直径增加，大量根毛形成，根系伸长受阻，根尖直径增加，大量根毛形成，在表皮细胞和皮层细胞中形成转移细胞在表皮细胞和皮层细胞中形成转移细胞根系生理学变化：根系生理学变化：16双子叶和非禾本科植物缺铁的适应性机制双子叶和非

7、禾本科植物缺铁的适应性机制根际根际质外体质外体细胞膜细胞膜细胞质细胞质螯合物螯合物17结合结合铁螯合物铁螯合物分解分解自由螯合物自由螯合物Fe3+Fe3+Fe2+Fe2+原生质膜原生质膜还原酶还原酶Fe(II)运载体运载体铁螯合物在原生质膜上还原、分离的示意图铁螯合物在原生质膜上还原、分离的示意图18供铁与植物叶片中叶绿素含量以及根系有机酸含量的关系供铁与植物叶片中叶绿素含量以及根系有机酸含量的关系050100150200250叶绿素含量叶绿素含量苹果酸苹果酸柠檬酸柠檬酸其它其它总量总量+Fe-Fe有机酸含量（g/10g鲜重）1920在缺铁条件下，大量分泌植物高铁载在缺铁条件下，大量分泌植物高

8、铁载体（体（phytosiderophore，简称，简称PS），）， （麦根酸，非蛋白氨基酸）（麦根酸，非蛋白氨基酸）机理机理IIII：适用于禾本科单子叶植物：适用于禾本科单子叶植物植物高铁载体对铁极强的螯溶能力，植物高铁载体对铁极强的螯溶能力，并形成亲和力很高的并形成亲和力很高的Fe()PS复合体，复合体，并以该复合体的形式经膜上的专一性并以该复合体的形式经膜上的专一性运载蛋白进入细胞内。运载蛋白进入细胞内。21禾本科植物耐低铁营养条件机理的示意图禾本科植物耐低铁营养条件机理的示意图铁载体（铁载体（PS)细胞壁根际质膜 细胞质土粒土粒ETr22 部位：植物缺铁首先从幼叶开始部位：植物缺铁首先

9、从幼叶开始 典型症状：叶片脉间失绿黄化，叶脉深绿，典型症状：叶片脉间失绿黄化，叶脉深绿， 黄绿相间明显黄绿相间明显 严重缺铁时，叶片白化，并出现坏死斑点，严重缺铁时，叶片白化，并出现坏死斑点， 逐渐枯死逐渐枯死23大大 豆豆 缺缺 铁铁2425262728五、亚铁的毒害五、亚铁的毒害在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常会发生亚铁中毒现象。会发生亚铁中毒现象。造成亚铁毒害的原因可能是植物吸收亚铁过多造成亚铁毒害的原因可能是植物吸收亚铁过多导致氧自由基的产生。导致氧自由基的产生。铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点，根部铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点，根