广东省东莞中学生物竞赛辅导植物生物学-植物的矿质营养(共27张)课件

植物的矿质营养东莞中学13-14生物竞赛辅导内容植物必需的矿质元素1植物细胞对矿质元素的吸收2植物对矿质元素的吸收3矿质元素在植物体内的运输4合理施肥5第一节植物必需的矿质元素矿质营养(mineralnutrition)：植物对矿物质的吸收，转运和同化，通称矿质营养。一、植物体内的元素：

水分10-95%（105度烘干去除）

植物体：有机物：（90%，燃烧后以气体形式放出）干物质5-90%

无机物：（10%，燃烧后留于灰分中称灰分元素，加N共称矿质元素）植物体内的必需元素大量元素(macroelement)：含量>0.01%

C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg、Si等。微量元素(microelement)：含量<0.01%

Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo、Na、Cl、Ni等。3、植物必需矿质元素的生理作用

a、细胞结构物质的组成成分

b、植物生命活动的调节者，酶的活化剂

c、电化学作用，调节离子浓度，胶体稳定，电荷中和矿质元素的主要作用及缺素症状：元素吸收状态主要作用缺素症N无机：铵态、硝态结构组分（蛋白、核酸）植株矮小有机：尿素酶组分，催化叶绿素少，黄白重要化合物组分（叶绿素、根系细、分枝少激素、ATP、NAD等）花少，子粒不饱满

（老叶症）P正磷酸盐结构组分（蛋白、核酸）植株矮小重要化合物组分（ATP、CoA、叶深绿或发红NAD等）成熟期延迟参与糖代谢光合呼吸糖运输产量下降参与N代谢硝酸还原抗性减弱参与脂代谢脂肪分解（老叶症）

元素吸收状态主要作用缺素症K离子态酶的活化剂易倒伏，抗性下降渗透调节剂叶绿素破坏，有黄斑与蛋白合成有关叶片卷曲与糖合成及运输有关（老叶症）

S硫酸根离子含硫氨基酸组分植株矮小生物活性物组分（维生素、叶黄CoA、GSH等）影响氧化还原过程（幼叶症）Ca离子细胞壁组分生长点受损稳定细胞膜、参与染色体结构叶簇生结合有机酸，避免酸毒害叶间叶缘黄化酶的活化剂焦状坏死离子拮抗早衰、少结实第二信使（幼叶症）Mg离子叶绿素组分叶失绿酶的活化剂出现褐色斑促核糖体大小亚基结合（老叶症）第二节植物细胞对矿质元素的吸收

植物细胞对矿质元素的吸收（1）被动吸收（passiveabsorption）：细胞不需消耗代谢能量，由于扩散作用或其他物理过程的影响而进行的矿质元素的吸收过程

a：扩散作用

简单扩散：气体、水分子等小分子物质或脂透性物质通过质膜由高浓向低浓进行的扩散。

协助扩散：非脂透性物质借助膜上特定的物质协助由高浓向低浓进行的扩散。动力：浓度梯度

b：杜南平衡：由于细胞内不可扩散的带电离子的存在使细胞逆浓度梯度累积相反电荷离子的作用。作用达到平衡时，细胞内外可扩散的阴阳离子浓度积相等，该平衡称杜南平衡。动力：电化学势梯度（3）胞饮作用（pinocytosis）：物质吸附于质膜上，通过膜的内折而转移到细胞内的吸收物质及液体的过程。——非选择性吸收离子命运：留于细胞质或进入液泡第二节植物细胞对矿质元素的吸收

（三）单盐毒害和离子对抗单盐毒害(toxicityofsinglesalt)：

溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现象。离子拮抗作用(ionantagonism)：

在发生单盐毒害的溶液中，加入少量其他金属离子，即能减弱或削除这种单盐毒害，离子间这种作用称为离子拮抗作用。平衡溶液(balancedsolution)

各种植物生活需的矿质元素按一定浓度和比例配成的，对植物的生长有良好作用而无毒害的溶液。二、根部对溶液中矿质元素的吸收：（一）根部吸收矿物质的区域：根尖根毛区（二）根部吸收矿物质的过程：

1、离子吸附在根部细胞表面：交换吸附

H+与阳离子，HCO3-与阴离子，不需要能量

2、离子进入根部内部：

（1）质外体途径（2）共质体途径

3、离子通过扩散进入根部由细胞壁和细胞间隙组成的自由空间，到达内皮层后，由于凯氏带的阻碍，离子进入细胞，并经胞间连丝由一个细胞运到另一个细胞，直到导管周围的薄壁细胞，再由薄壁细胞将离子释放到导管中，并随液流运到植物的茎和枝叶中。三、根部对土壤中非溶解状态矿质元素的吸收（一）根部对吸附在土壤胶体上的矿质元素的吸收：

1．通过土壤溶液得到

2．直接交换得到（二）根部对难溶矿物质的利用：根部细胞可向外分泌H2CO3，柠檬酸，苹果酸等，溶解土壤中的难溶矿物质。四、植物地上部分对矿质元素的吸收地上部分主要吸收器官为叶片。叶片只能吸收溶解在液体中的矿质元素，通过气孔和角质层进入叶片。五、影响根部吸收矿物质的条件a：温度——影响呼吸，影响主动运输，影响细胞质粘性过高：酶钝化，细胞透性增加过低：代谢弱，主动吸收慢，细胞质粘性大b：通气——影响呼吸，影响主动运输c：土壤浓度——初时随浓度增高吸收增加，后出现饱和效应，过高烧苗d：pH——直接影响：蛋白质中‘氨基酸的带电性高——易吸收阳离子低——易吸收阴离子间接影响：影响矿质的溶解度

N、P、K、S、Ca、Mg中性有效吸收

Mn、B、Cu、Zn微酸性有效吸收

Fe酸性有效吸收影响土壤微生物的活动矿物质的分布：以离子状态或形成不稳定易分解的化合物，分布于幼嫩，生长旺盛的部位。此类元素缺乏病多发于老叶。如：NPMg。

形成难溶解的稳定化合物，不能移动，只能利用一次。此类元素缺乏病多发于幼叶。如：CaFeMnSB。第四节矿物质在植物体内的运输矿质元素的同化：植物从土壤中吸收到的简单无机物合成转化为复杂有机养料的过程。以N为例的三个问题：1、NO3-中氧化态的N如何还原为Pro中NH4+态的N2、NH4+态的N如何参与Pr底物氨基酸的组成3、土壤