四植物的矿质营养

1.植物必需元素及确定方法(1)植物必需的矿质元素必需元素是指对植物生长发育必不可少的元素。三条标准:(1)不可缺少性缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成生活史(2)不可替代性表现专一的病症，只有加入该元素才能预防或消除(3)直接功能性在植物生理上的作用是直接的，而不是通过改善土壤的理化性质等产生的间接作用。(一)植物体内的必需元素植物必需元素19种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、硅、镍、钠。后15种为矿质元素。大量元素和微量元素。大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si，占植物体干重的10-2%～10%；微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、Na等，占干重的10-5%～10-2%。2010年考研题确定植物必需元素的标准是什么？根据该标准已确定的必需元素有哪些？（8分）(2)确定植物必需矿质元素的方法溶液培养法或砂基培养法

2.植物必需元素的主要生理功能及缺素症(一)植物必需元素的一般作用1.细胞构成物质的组分2.生命活动的调节者

3.电化学作用

4.作为信使物质

钙元素1.氮Nitrogen(N)生命元素吸收形态：

NH4+和NO3-，尿素。生理功能：(1)细胞中许多重要化合物的组成成分蛋白质和酶、核酸、磷脂的主要成分植物激素、维生素、光敏素、生物碱的成分叶绿素的成分(2)在物质代谢和能量转化中起重要作用高能磷酸化合物、辅酶和辅基和铁卟啉等的成分(二)大量元素的作用缺氮症状：(1)生长受抑

植株矮小,分枝少,叶小而薄；(2)黄化失绿

枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯，老叶先发黄油菜缺NCKCK小麦缺N氮过多：

1)植株徒长叶大浓绿,柔软披散，茎柄长，茎高节间疏；

2)机械组织不发达

易倒伏和被病虫害侵害。

3)贪青迟熟，生育期延迟。2.磷Phosphorus(P)吸收形态：H2PO４-或HPO４2-缺磷症状(1)生长受抑植株瘦小,成熟延迟；(2)叶片暗绿色或紫红色糖运输受阻有利于花青素的形成。生理作用

1)细胞中许多重要化合物的组成成分

核酸、核蛋白和磷脂的主要成分。

2)物质代谢和能量转化中起重要作用

AMP、ADP、ATP、UTP、GTP等能量物质的成分，也是多种辅酶和辅基如NAD+、NADP+等的组成成分。磷参与各种代谢。缺P大麦生长矮小，叶色深绿老叶发红油菜老叶呈紫红色玉米植株矮小茎叶发红3.钾Potassium(K)吸收形态：以K+的形式吸收

烟草缺K生理功能1)酶的活化剂2)促进蛋白质的合成3)促进糖类的合成与运输

4)调节水分代谢缺钾症状1)茎杆柔弱

2)叶色变黄而逐渐坏死叶缘(双子叶)或叶尖(单子叶)先失绿焦枯，有坏死斑点，形成杯状弯曲或皱缩。病症首先出现在下部老叶。烟草缺K豌豆缺钾小麦缺K茎秆柔弱,易倒伏；大麦缺K从坏死黄斑→逐渐呈褐色烧焦状斑点－“焦边”棉花缺钾老叶呈褐色烧焦状枯死,根少4.钙Calcium(Ca)吸收形态：以Ca2+

的形式吸收生理作用1)细胞壁等的组分2)提高膜稳定性3)提高植物抗病性4)一些酶的活化剂5)具有信使功能

Ca2+—CaM复合体,行使第二信使功能，

钙在植物体内主要分布在老叶或其它老组织中。缺钙症状：(1)幼叶淡绿色

(2)生长点坏死

首先表现在幼茎幼叶上。水稻缺Ca，新叶发黄，生长点坏死玉米生长点坏死幼叶有缺刻状大白菜“干心病”

番茄“脐腐病”辣椒果实腐烂

2008年考研题下列元素缺乏时,导致植物幼叶首先出现症的元素是A.NB.PC.CaD.K

5.镁Magnesium(Mg)吸收形态：以Mg2+的形式吸收缺镁症状缺镁最明显的病症是叶片失绿,其特点是首先从下部叶片开始,往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色,这是与缺氮病症的主要区别。生理功能1)参与光合作用

叶绿素的成分，RuBP羧化酶、5-磷酸核酮糖激酶等酶的活化剂2)酶的激活剂或组分3)参与核酸和蛋白质代谢油菜脉间失绿发红缺镁棉花葡萄网状脉6.硫Sulfur(S)吸收形态：以SO４2-的形式吸收缺硫症状硫不易移动,缺乏时幼叶先表现症状,新叶均衡失绿，黄化。生理作用：1)蛋白质和生物膜的成分2)酶与生活活性物质的成分辅酶A、维生素、硫氧还蛋白、铁硫蛋白与固氮酶的组分3)构成体内还原体系蛋白质中-SH基与-S-S-互相转变大豆植株矮小,新叶均一失绿发黄缺硫豇豆新叶失绿发黄7.硅Sil短ico敞n(歇Si)吸收形态：以H4SiO4的形式吸桶收生理功症能：增加细胞嫂壁的刚性嫁和弹性对生殖骂器官的肺形成有修促进作萝用硅能缓解敬多种金属滚（包括铝垄和镁）对孝植物的毒京害缺硅症纺状容易倒外伏或受欠真菌感身染，特矿别是水恭稻缺硅粱对病虫喘害抵抗待力和抗勒倒伏能胜力明显骡下降。木贼科吉、禾本厉科植物随中硅含舍量很高,特别是秃水稻茎玩叶干物晨质中含某有15%～20%局Si蜻O２。集中在育表皮细胞树内，使细胞壁硅第质化，增强水稻价对病虫害寸的抵抗力揪和抗倒伏铁的能力1.氯Chlo等rine悄(Cl织)吸收形态暂：以Cl－缺氯症状叶片萎蔫,失绿坏盲死,最后变藏为褐色振；番茄缺Cl叶易失水春萎蔫(三)微量元跨素的作尸用生理作季用：1)参与光合有作用水的光诱解放氧2)参与渗透途势的调节调节气孔开闭2.铁Iron蝇(Fe睁)吸收形态元：以Fe2+或螯合态周铁的形式馒被植物吸爱收缺铁症状不易重脊复利用讲，最明睁显的症接状是幼芽幼境叶缺绿缝发黄,甚至变为黄白色。在碱性土墨或石灰质疑土壤中,铁易形成恶不溶性的扒化合物而粮使植物缺歪铁。生理作用虫：1)多种酶的孟辅基2)合成叶绿大素所必需3)参与氮柿代谢硝酸及亚您硝酸还原贡酶、豆科根瘤菌中固氮米酶的血红蛋白缺Fe苹果，柑央桔，大豆从新叶脉间洲失绿到全告叶发黄3.硼Bor麦on界(B)吸收形态挑：以以H３BO３的形式被投植物吸收。生理作孤用：1)硼能促冰进花粉票萌发与迈花粉管押伸长与花粉形成乒、花粉管羽萌发和受椅精有密切关茅系。2)促进糖昂的运输参与糖辩的运转志与代谢,与细胞壁只的形成有罩关缺硼症检状(1)受精不良,籽粒减少油菜“花而不座实”、大麦、勉小麦“穗而不径实”、“亮穗”，棉花“蕾而不花”。油菜缺B“花而不邪实”小麦缺B“亮穗”(2)生长点停坊止生长侧根侧但芽大量岩发生,其后侧您根侧芽庭的生长蝴点又死搜亡,而形成簇生状。(3)易感病宋害甜菜的魄心腐病喜、花椰分菜的褐精腐病、搁马铃薯递的卷叶差病、萝喂卜“黑心病”和苹果的江缩果病等假都是缺硼麦所致。玉米缺B结实不娃良缺B棉叶有澡褐色坏否死斑，绵叶柄有喇绿白相小间的环劣纹缺B甜菜“心腐病”4.锰Mang摇anes余e(M织n)吸收形态锹：主要以Mn2+形式被超植物吸奇收。生理作用要：1)参与光蛋合作用光合放氧说复合体的主要奋成员为形成叶绿素和维持婆叶绿素加正常结辟构的必跨需元素2)酶的活欢化剂锰也是许厚多酶的活化坛剂,如一些转绳移磷酸的杂酶和三羧附酸循环中酿的柠檬酸万脱氢酶、播草酰琥珀央酸脱氢酶竭、α-酮戊二以酸脱氢番酶、苹贪果酸脱状氢酶、活柠檬酸土合成酶椒等,都需锰的懂活化，故猴锰与光合上和呼吸均坐有关系。锰还是硝酸还原的辅助因姨素。缺锰症撞状:缺锰时植捷物不能形邀成叶绿素,叶脉间屑失绿褪色,但叶脉仍娘保持绿色新叶脉间灶缺绿,有坏死数小斑点(褐或黄)。大麦新叶表有褐色小甜斑点苹果树纤缺锰眠新叶脉睬间失绿锤褪色,有坏死小庸斑点缺锰黄化瓜叶片摇脉间失卧绿葡萄叶脉拼间失绿，寒果实成熟历不一5.钠Sodi卫um(穿Na)吸收形态妄：以Na+形式被植纪物吸收。缺钠症状缺钠时串植物呈庙现黄化先和坏死暗现象，尘甚至不挑能开花谦。生理功龄能：①钠离卸子能增哗加溶质鲜势，使猾细胞膨军胀从而辨促进生腥长；②在C4和CAM植物中满钠能催例化PEP的再生；③钠可债以部分肆地代替客钾的作下用，提贵高细胞秒的渗透鸟势。6.锌Zinc兄(Zn之)吸收形态枪：以Zn2+形式被尺植物吸稼收。生理作发用：1）参与生长岔素的合成色氨酸合饲成酶的成分2）锌是多碎种酶的扩成分和粮活化剂碳酸酐石酶的成分酒，也是予谷氨酸临脱氢酶跃、RNA聚合酶把及羧肽办酶的组勇成成分,在氮代谢胞中也起一膊定作用缺锌症状老叶先出现倦症状果树“小叶病”是缺锌的费典型症状障。缺Zn柑桔小叶寻症伴脉间舱失绿旅大田貌玉米有失匠绿条块7.铜Cop召per葵(Cu阳)吸收形态愚：以Cu2+形式被植凑物吸收。生理作用抗：1)一些酶下的成分为多酚冶氧化酶愈、抗坏忘血酸、SOD、漆酶中的成分,在呼吸籍的氧化失还原中晒起重要若作用。2)铜是质获蓝素(PC器)的组分铜是质蓝素的成分,参与光合尊电子传递无。铜还有提马高马铃薯抗晚疫病的能力,所以喷膛硫酸铜奖对防治晴该病有皂良好效擦果铜矿区可恶发生铜过昼剩症，根蠢系短而粗论，叶片失顿绿.缺铜症龙状幼叶先出补现症状生长缓慢,叶片呈裁现蓝绿色,幼叶缺迁绿,随之出负现枯斑,最后死亡膝脱落。叶片栅捷栏组织殖退化,气孔下面坦形成空腔,因蒸腾数过度而密发生萎蔫树皮、果皮粗糙,而后裂证开,引起树早胶外流舟。柑桔缺Cu裂果。蚕豆缺铜,花瓣上黑毅色“豆眼”退色。8.镍nic钟kel匪(N尝i)吸收形仇态：以Ni2+形式被象植物吸将收。生理功岸能：①镍是脲驳酶的金属取成分。镍也是氢言化酶的成筋分之一，堂它在生物野固氮中产爆生氢起作趁用。③镍能撞激活大境麦中α-淀粉酶连的作用缺镍症状缺镍时缠，叶尖筛积累较絮多的尿咽素，使缘瑞叶片异享常甚至馋坏死。9.钼Mol槐ybd藏enu叉m(久Mo)吸收形态蔑：以MoO42-形式被植厦物吸收。生理作识用：1）硝酸还秤原酶和豆绿科植物固历氮酶钼铁聋蛋白的成默分钼是硝酸还甚原酶的组成茄成分,缺钼则硝绝酸不能还管原,呈现出缺始氮病症。豆科植拳物根瘤修菌的固损氮特别北需要钼,固氮酶是由铁蛋遍白和铁钼屿蛋白组成画的。2)钼还能增终强植物抵施抗病毒的响能力缺钼症状老叶先出桐现病征缺钼时叶伴较小,叶脉间络失绿,有坏死斑暂点,且叶边缘焦盘枯,向内卷焦曲。番茄缺Mo、脉间郑失绿变惊得呈透滤明大豆缺Mo根瘤发育烤不良2012年考研题下列元础素中，垄作为硝展酸还原沿酶组分肉的是A.畏Mn岩B.引Mo撞C音.C贵u骗D.恩Zn不需要代假谢来提供灶能量的顺倦电化学势顷梯度吸收眨矿质的过编程称为离括子的被动吸码收。又称非代谢疼性吸收裁。利用代谢尊能量逆电引化学势梯晋度吸收矿盼质，这种岸过程称为偿离子的主动吸收。（二）壮植物对矿泳质元素的下吸收与运办输1.植物细胞领跨膜吸收家离子的机扒制主动吸拢收胞饮作用离子泵共转运酒（协同扶运转）被动吸收载体离子通道扩散作用协助扩散被动吸赔收(1)扩散作用(单纯扩散）扩散作用分子或离锁子顺电化丝式学势梯度植转移的现硬象，通过膜脂。分子或离斗子通过通崭道的单方岛向扩散示淋意图。高溶质浓汁度区低溶质根浓度区扩散方强向（2）通道伸蛋白-离子通铲道K+K+K+K+质膜感应蛋白整合蛋慈白整合蛋匪白K+K+K+SO4-K+K+K+K+K+SO4-SO4-SO4-out粪erinne艺rK+,Cl-,Ca2+主要运输姐形式2011年考研题3.以下关于饼植物细胞枣离子通道夜的描述，震错误的是拆（惰）A.离子通绳道是由络跨膜蛋玩白质构葡成的B.离子通招道是由着外在蛋烈白质构隔成的C.离子通俩道的运厚输具有哲一定的咐选择性D.离子通誓道的运谎输只能羊顺电化胞学势梯舰度进行载体蛋鸦白是一类阶跨膜转贼运物质携的内在神蛋白。载体蛋奏白有三曾种类型诞：单向转并运体同（共亿）向转任运体反（异乎）向转阀运体（3）载体煤蛋白201梳2年考研题下列膜蛋术白，能转遥运离子并抱具有明显甚饱和效应歉的是：A通道蛋白B水孔蛋绵白C外在蛋白D载体蛋谣白主动吸收(1)原初主动爽转运1.离子泵ATP帝+H2OADP-+PiH+H+H+H+K+Ca+K+Ca+ADP-+H2OOH-+ADPOH-NO3-NO3-离子泵浴学说示娃意图ATPase

阴离子载体

H+-AT垫P酶:H+泵Ca2+-AT倘P酶:Ca2+泵out是erinne哀r把H+-ATP酶“泵”出H+的过程,产生△μH+或质子弊动力的筹过程称澡为原初主液动运转(初级主动陈运输）。以△μH+或质子宽动力作散为驱动甩力的离取子运转蹄称为次级主动撤运转。(2)次级共肤运转ATP+H2O

ADP-+Pi2H+CytosolpH=~7Cellwall

pH=~5H+

NO3H+SucroseSymport同向运输H+2H+Na+Ca2+Countertransport反向运输Cotransport共转运ATPase2H+Na+Ca2+200感8年考研祸题植物细咬胞中质盐子泵利钓用ATP水解释放冰的能量，田逆电化学旗势梯度跨忆膜转运H+，这一过紧程称为（皱）A.初级主动迫运输；B.次级主睛动运输茄；C.同向共攻运输D.反向其运时输被动吸收不需要代谢来直接提供能量的、顺电化学势梯度吸收矿质的过程主动吸收要利用呼吸释放的能量才能逆电化学势梯度吸收矿质的过程扩散作用(单纯扩散)

是指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象质膜ATP酶细胞质膜上的一种蛋白复合体能催化ATP水解释放能量并用于转运离子协助扩散(易化扩散)物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运离子通道细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道,可为化学或电学方式激活，允许离子顺电化学势通过细胞膜共转运把H+伴随其他物质通过同一传递体进行转运称为共转运或协同转运初级共运转或原初主动运转

H+-ATPase泵出H+的过程次级共运转以ΔμH+作为驱动力的离子运转有共向传递体、反向传递体、单向传递体载体蛋白

是一类能携带离子通过膜的内在蛋白(也可主动转运)植物细胞婚吸收矿质游元素的方恳式200息9年考研暑题论述植物静细胞的离揭子跨膜运拿输机制(分析题,每小题13分)被动吸收不需要代谢来直接提供能量的、顺电化学势梯度吸收矿质的过程主动吸收要利用呼吸释放的能量才能逆电化学势梯度吸收矿质的过程扩散作用(单纯扩散)

是指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象质膜ATP酶细胞质膜上的一种蛋白复合体能催化ATP水解释放能量并用于转运离子协助扩散(易化扩散)物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运离子通道细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道,可为化学或电学方式激活，允许离子顺电化学势通过细胞膜共转运把H+伴随其他物质通过同一传递体进行转运称为共转运或协同转运初级共运转或原初主动运转

H+-ATPase泵出H+的过程次级共运转以ΔμH+作为驱动力的离子运转有共向传递体、反向传递体、单向传递体载体蛋白

是一类能携带离子通过膜的内在蛋白(也可主动转运)2.植物根凭系对矿欠质元素顽的吸收根毛区是吸收和矿质离缩慧子最快少的区域蛇。(1)根系吸收山矿质元素倍的区域积累量输出量图3-12大麦根尖魔不同区域３２P的积累成和运出(2)根系吸收膛矿质的过合程1.土壤溶液粗中溶质向敌根部的运弹输2.离子进若入根系片表面细近胞和皮暑层3.离子进入产根部导管质外体运输：共质体运输：3.影响根冲系吸收昨矿质元尾素的因暴素(1)温度图3-15温度对小漆麦幼苗吸红收钾的影素响(2)通气状况土壤通气琴状况直接公影响到根系的呼谅吸作用，通气良亏好时根系内吸收矿质爷元素速度梯快。(3)土壤溶液斤浓度“烧苗”现象。1.影响土严壤中矿塞质元素垒浓度(4)土壤酸连碱度图中阴秋影面积惊的宽度猫表示植阵物体根肉系利用艘养分的辱程度。窑在一般球情况下pH在5.5～6.5的范围内芦，所有矿扭质元素都霉可以被植责物吸收利氏用在一定的pH范围内，州一般阳离弹子的吸收提速率随土所壤pH值升高陵而加速辞，而阴庆离子的猫吸收速怕率则随pH值增高而寺下降。左：对训燕麦吸本收K+的影响年；爱右：店对小麦架吸收NO３-的影响2.影响各捉种植物阳营养的骑吸收速茶率2011年考研励题论述土哄壤因素碍对植物抹根系吸线收矿质亭离子的兼影响。13分4.地上部胀分对矿他质元素执的吸收常把速程效性肥治料直接喷施在膝叶面上双供给植帐物吸收轻的施肥驴方法称叮为根外卡施肥或叶面营激养。(1)矿质进入吓地上部分鼻的途径角质层外连丝表皮细胞寒的质膜叶肉细嘉胞其他部位主动或被委动吸收(1)叶结构嫩叶比老叶如的吸收叹速率和吸收量英要大。对角拦质层厚的叶片(如柑橘矿类)效果较差。(2)温度在30℃、20℃和10℃时,叶片吸额收32P的相对叉速率分画别为100、71和53。(3)保留时间由于叶方片只能诉吸收溶惰解在溶勇液中的辈营养物谦质,所以溶柳液在叶旨面上保留时拢间越长,被吸收估的营养筒物质的施量就越多。(4)凡能影双响液体刻蒸发的偷外界环就境因素如光照袍、风速细、气温剑、大气唱湿度等袜都会影踢响叶片经对营养蹲物质的衰吸收。追肥时间时以傍晚或铺阴天为佳。(2)影响根雨外施肥慈效应的裳因素优点(1)用肥省一般大烂量元素剪浓度为1%(象0.5阅%－2%)姐,微量元处素0.00勿1%－0.1吊%为宜。丝式叶面喷祝施只需0.1～0.2k烈g就足够(2)肥效快(3)补充养料角的不足注意：根释外施肥不驻能代替根欺部施肥，地只能作根遮肥的补充帝。喷施浓长度稍高,易造成奸叶片伤叫害，“烧苗”。5.矿质元纽奉素在体示内的运棵输和利竞用(1)矿质元素修运输形式金属元盲素——离子;非金属填元素——离子或醒小分子专有机物;N——有机氮化崇物(氨基酸泳和酰胺)和NO3-;P——Pi和少量有屠机磷化物顶；S——SO42-，少部韵分蛋氨霸酸和谷羽胱甘肽。根吸收的步矿质离子住运输以木满质部导管乏为主，韧大皮部筛管胁为辅，两义者间有广捐泛交换。42K处理1处理2A敌53泛S6定11.6欲S5祝0.绳9S芒4鼠0.7校S3趋0.3筝S2晨0.布3S1朵2霞0B挂8陶4锅58木质部蜡纸韧皮部47摘11荒9律122宾11臭2震98糟1酷08汉113韧皮部木质部叶吸收的湾矿质离子慰以韧皮部曲筛管为主游，木质部糖导管为辅借。(2)矿质元驴素运输葛途径(3)矿质元素穿的利用作用：4个方面N、P、K、Mg易重复利例用Cu、Zn有一定程盼度的重复蚊利用S、Mn、Mo较难重房诚复利用Ca、Fe不能重捎复利用氮的同化(1)植物的国氮源（三）摇植物对氮乐、硫、磷以的同化植物的氮亲源主要是无机氮拆化物,而无机氮罪化物中又犁以铵盐和贡硝酸盐为主.NO3—NO2—NH3++5+3-32e—6e—NRNiRNitr诸ate器redu登ctas矮eNitr幼ite蕉redu柿ctas诉e(2)硝酸盐的庆还原植物体躁内硝酸乖盐转化笼为氨的拜过程FADFe2+Mo5+2Cy腥tFAD林H2Fe3+Mo4+NAD列H2NADNO3—NO2—+H2O2H+NAD每H2中的电子姜经NR各组分崇传给NO3—的过程NR硝酸还汪原酶—钼黄素医蛋白NO2—H2OHNO2OH—HNO2NH36Fdred6Fdoxchl斗oro钓pla队stNiRNiR在植物雨体内含乱量较高,白天比庙晚上还校原能力悬快,光合作笑用产生争的还原幸力能促断进硝酸养盐的还求原。亚硝酸还棋原酶3.硝酸盐在波根和叶中久的还原在叶中的达硝酸还原DT.双羧酸运务转器；FNR.鸦Fd-N撑ADP还原酶；MDH:苹果酸锹脱氢酶谷；FRS珍.Fd还原系统丙；OAA.草酰乙之酸；Mal骑.苹果酸；Fdre业d还原态袄铁氧还渠蛋白；Fdo敏x.氧化态铁辞氧还蛋白2008年考研断题植物叶片甩中进行亚僵硝酸还原遭的主要部鸽位是（脊）A.线粒体凭；B.细胞基岸质；C.液泡；D.叶绿体图3-22在根中名的硝酸抓还原(3)葛.氨的同市化glut败amin也esy倚nthe触tase谷氨酰胺幻玉合成酶GSglu党tam摆ate叠sy芦nth醋ase谷氨酸合浑酶GOGA倘T硫酸盐的木同化过程硫的同妄化SO42-+8盟e-+8H+→S2-+4蚕H2O磷的同化叶绿体的光合磷绢酸化线粒体的氧化磷厌酸化糖酵解计中发生风的底物水平寇磷酸化HPO42-（四）换合理施肥姿的生理基威础(1)不同作异物或同商一作物题的不同亡品种需调肥情况溜不同禾谷类作外物需氮较多,同时又合要供给足够的P、K,豆科作物需K、P较多,幼苗期也可施殊少量N肥；叶菜类多施氮肥；薯类和盒甜菜等米块茎、旺块根等醋作物需多的P、K