高中生物《植物的矿质营养》相关知识 新人教版必修3

1、江苏省邳州市第二中学高中生物植物的矿质营养相关知识 新人教版必修3 1必需矿质元素的生理作用及其缺乏症 必需元素在植物体内的生理作用，可概括为两大类：一类是细胞结构物质的组成成分； 另一类是对生命的代谢活动起调节作用。 氮、磷、硫三种元素既是植物生命基础物质(蛋白质、核酸)不可缺少的构成元素，又是植物生命活动中催化、调节系统的某些物质的重要组成元素，故称为生命元素。植物缺氮时， 植株矮小瘦弱，叶小色淡，有些作物如油菜、棉花，缺氮时植株呈现红紫色；缺磷时植株明显矮小，叶色暗绿，开花结果少，开花期和成熟期都延迟；缺硫时叶片呈黄绿色。钾是代谢过程中很多重要酶的活化剂，对气孔开张有主导作用，缺钾时，叶

2、片卷曲皱缩，呈现赤褐色斑点，茎秆易倒伏，抗旱性、抗寒性差。缺镁时，叶绿素的形成受到阻碍，叶片失绿。铁对叶绿体结构的形成是必需的，缺铁时，幼叶的叶脉间首先失绿，表现“黄叶病”。缺锰症状与缺铁类似，但在黄花区域内杂有斑点。缺硼时植物往往不能开花或“花儿不实”。缺锌时，果树会出现“小叶病”，禾谷类作物会出现“白苗症”。 2植物细胞对矿质元素的吸收 植物细胞吸收矿质元素的方式主要有被动吸收和主动吸收。 (1)被动吸收 指由于扩散作用或其他物理过程而进行的吸收，不需要消耗能量，又称 非代谢吸收。包括简单扩散和杜南平衡。当外界溶液的浓度大于细胞内部的溶液浓度时，根据扩散的作用，外界溶液的溶质便扩散人细胞内

3、部。当细胞内某些离子的浓度已经超过外界溶液该离子的浓度时，外界的离子仍向细胞移动，这种现象应以杜南平衡来解释。 细胞内的可扩散负离子(如Cl-)和正离子(如Na+)：浓度的乘积，等于细胞外正负离子 浓度乘积时的平衡，称为杜南平衡。即：Na+内XC1-内=Na+外XC1-外。由于细胞内含有许多大分子化合物(如蛋白质，R-)，不能扩散到细胞外，为不扩散离子，不扩散负离子吸引细胞内部分可扩散正离子，所以达到平衡时，细胞内的可扩散正离子的浓度较大，外界溶液中的可扩散负离子的浓度较大；当不扩散离子为正离子时，情况相反。这样的杜南平衡，不需要代谢能量作功，在细胞内可积累比外界溶液大许多倍的物质。 (2)主

4、动吸收 指细胞利用呼吸作用释放的能量作功，借助细胞膜上的载体，逆浓度差吸收矿质元素的过程，又称代谢吸收。 3。植物吸收矿质元素的特点 (1)对矿质元素和水的吸收表现相对独立性 (2)具有选择性 植物吸收离子的数量不与环境溶液中离子浓度成正比，而且对于同一种盐的阳离子和阴离子吸收量也不相同。例如，把植物培养在含(NH4)2S04的培养液中，植物对NH4+的吸收远远多于S042-，使溶液中的H+增加，这种盐称为生理酸性盐；而NaN03和Ca(N03)2为生理碱性盐；植物对NH4N03的阴、阳离子吸收量几乎相等，不影响溶液的酸减性，称为生理中性盐。 (3)单盐毒害和离子拮抗 将植物培养在单一的盐溶液

5、中，即使是植物必需的营养元素，且浓度很低，植物生长都会异常并最终死亡，这种现象称为单盐毒害。但是，在发生单盐毒害的溶液中，如果少量加入不同价的金属离子，这种毒害作用就会大大减轻甚至消除，离子间的这种作用叫离子拮抗作用。如用CaCl2或NaCl的溶液培养小麦，均可引起单盐毒害，而用两者的混合溶液培养，则会产生拮抗作用，根系生长趋于正常。 4矿质元素在植物体内的同化 氮的同化、硫的同化和磷的同化等在植物的生长发育中，都占有重要地位。下面介绍氮的同化。 植物主要利用土壤中的含氮化合物，共有三类，一类是有机含氮化合物，如氨基酸、尿素等；另两类为铵盐和硝酸盐，铵盐被植物吸收后，可以直接合成氨基酸。硝酸盐吸收后，要先在硝酸还原酶催化下还原为亚硝酸盐，再在亚硝酸盐还原酶催化下还原为氨，才能被利用。各种不同来源的氨在植物体内立即被同化，同化方式有还原氨基化以及氨基交换作用等。 5矿质元素在植物体内的运输和分布 根系吸收的矿质元素可以沿着质外体途径和共质体途径径向运输到中柱，然后主要通过木质部导管向上运输，也能从木质部横向运到韧皮部后再向上运输。 植物叶片等地上部分也可以吸收矿质元素，这是植物的根外营养，也称叶片营养。 六、植物体内有机物的运输与分配 细胞内有机物的运输，主要是通过扩散和布朗运动等在细胞器和细胞溶质之间移动。细胞间有机物短距离运输，主要通过质外体和共质体运输。有