第18.19章.植物的營養(yǎng)課件

第18章植物的營養(yǎng)第一節(jié)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸?shù)诙?jié)植物的營養(yǎng)與土壤18.1.1植物的空氣營養(yǎng)和土壤營養(yǎng)土壤營養(yǎng)：土壤中的水和礦物質(zhì)是植物必需的

N－蛋白質(zhì)，核酸，植物激素，輔酶P－核酸，磷脂，ATP……空氣營養(yǎng)：植物從空氣中吸收CO2進(jìn)行光合作用，光合作用所產(chǎn)生的糖類是建造植物體的物質(zhì)基礎(chǔ)6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O18.1.2根細(xì)胞控制養(yǎng)分的吸收根的解剖結(jié)構(gòu)（橫切）

表皮：根毛—表面積極大，利于吸收土壤中的水分和溶于水的無機(jī)離子皮層內(nèi)皮層：凱氏帶中柱鞘中柱木質(zhì)部韌皮部

薄壁細(xì)胞（髓）凱氏帶根是如何吸收水分和無機(jī)鹽的？進(jìn)入根的所有物質(zhì)都是溶于水的，根實(shí)際吸收的是可溶性礦質(zhì)元素和水分組成的稀溶液木質(zhì)部是水分在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)摹肮艿馈彼诌M(jìn)入根的木質(zhì)部的一般通路是：

表皮皮層內(nèi)皮層木質(zhì)部水分進(jìn)入木質(zhì)部有2條路徑：

胞外途徑：溶液－表皮和皮層細(xì)胞的細(xì)胞壁－內(nèi)皮層凱氏帶阻斷－內(nèi)皮層質(zhì)膜－木質(zhì)部

胞內(nèi)途徑：溶液透過根表皮細(xì)胞、皮層和內(nèi)皮層細(xì)胞的質(zhì)膜到達(dá)木質(zhì)部，根各個(gè)細(xì)胞之間有胞間連絲相連通Key：溶質(zhì)至少必須有一次通過質(zhì)膜

質(zhì)膜允許水分自由通過，但對(duì)離子或分子等溶質(zhì)的透過有選擇性，只有某些溶質(zhì)能進(jìn)入木質(zhì)部。根細(xì)胞何以能夠控制養(yǎng)分的吸收？北美紅杉高可達(dá)110m腎形氣孔（A）和啞鈴形氣孔（B）的保衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞中纖維素的基本排布

葉的氣孔氣孔是植物表皮上一對(duì)特化的細(xì)胞保衛(wèi)細(xì)胞和由其圍繞形成的開口的總稱，是植物進(jìn)行體內(nèi)外氣體交換的門戶雙子葉植物和大多數(shù)單子葉植物的保衛(wèi)細(xì)胞呈腎形,靠氣孔口一側(cè)的腹壁厚,背氣孔口一側(cè)的背壁薄禾本科植物的保衛(wèi)細(xì)胞呈啞鈴形，中間部分細(xì)胞壁厚，兩端薄，吸水膨脹時(shí)，兩端薄壁部分膨大，使氣孔張開高大的喬木可達(dá)100m以上，水分上升的動(dòng)力是根壓和蒸騰拉力。根壓p211蒸騰拉力葉內(nèi)潮濕的細(xì)胞間隙與外界干燥的空氣之間形成擴(kuò)散梯度，水分以氣態(tài)散失到大氣中，產(chǎn)生蒸騰拉力上升的水柱會(huì)中斷嗎？18.1.3蒸騰作用使水分和養(yǎng)分在木質(zhì)部中上運(yùn)輸如何保持導(dǎo)管中水柱的連續(xù)性

——內(nèi)聚力學(xué)說植物葉片蒸騰失水后，便向?qū)Ч芪?而水本身又有重量，會(huì)受到向下的重力影響，這樣，一個(gè)上拉的力量和一個(gè)下拖的力量共同作用于導(dǎo)管水柱上就會(huì)產(chǎn)生張力。

－張力：垂直于兩相鄰部分接觸面上的相互作用力。但由于水分子內(nèi)聚力遠(yuǎn)大于水柱張力。同時(shí)，水分子與導(dǎo)管（或管胞）壁的纖維素分子間還有強(qiáng)大的黏附力，因而維持了輸導(dǎo)組織中水柱的連續(xù)性,使得水分不斷上升。

－內(nèi)聚力：同種分子彼此粘連－黏附力：不同種類的分子彼此粘連韌皮部的篩管和伴胞18.1.4

糖分在韌皮部中的運(yùn)輸糖源：能產(chǎn)生可溶性糖的部位。如：綠葉或綠色的莖。糖壑：接受糖的部位，即貯存或消耗糖的部位。如：根尖，莖尖，非綠色組織。運(yùn)輸機(jī)制：壓流模型18.2.1植物必需元素植物的必需元素：從種子萌發(fā)開始到產(chǎn)生下一代種子為止所必需的元素。確定植物必需元素的方法——水培法目前已確定植物的17種必需元素：9種大量元素，8種微量元素缺N缺P缺K

甜菜葉18.2.2

土壤對(duì)植物的生活十分重要

土壤顆粒：沙，黏土土壤表層

腐殖質(zhì)：正在分解的有機(jī)物質(zhì)

生物：細(xì)菌，真菌，蚯蚓……土壤溶液：溶解的氧，無機(jī)離子植物的根毛、土壤水分和土壤顆粒之間關(guān)系密切，根吸收的是環(huán)繞它的一層水膜中的氧、離子和水正確灌溉正確施肥防止土壤被侵蝕18.2.3

真菌和細(xì)菌對(duì)植物營養(yǎng)有特殊作用真菌與植物

“菌根”細(xì)菌與植物

固氮細(xì)菌：“根瘤”氨化細(xì)菌硝化細(xì)菌18.2.4異養(yǎng)植物寄生植物菟絲子，槲寄生食蟲植物豬籠草，捕蠅草18.2.5植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)有密切關(guān)系提高糧食作物中蛋白質(zhì)含量改良品種轉(zhuǎn)基因作物第18章復(fù)習(xí)題

根吸收的水分和養(yǎng)分通過木質(zhì)部上運(yùn)的機(jī)制是什么？簡(jiǎn)述其過程和原理。“壓流模型”是如何解釋韌皮部運(yùn)輸糖分的過程的？糖分在韌皮部中的運(yùn)輸有什么特點(diǎn)？列舉植物的17種必需元素。根吸收土壤中無機(jī)陽離子和陰離子的機(jī)制。舉例說明細(xì)菌與植物的共生現(xiàn)象。第19章植物的調(diào)控系統(tǒng)第一節(jié)植物激素第二節(jié)植物的生長(zhǎng)響應(yīng)和生物節(jié)律第三節(jié)植物對(duì)植食動(dòng)物和病菌的防御

19.1.1向光性的研究導(dǎo)致植物激素的發(fā)現(xiàn)向光性現(xiàn)象植物的枝葉向著光生長(zhǎng)。向光性是植物的一種適應(yīng)特征，它使植物能獲得最大量的光，有效進(jìn)行光合作用。玉米幼苗的向光性生長(zhǎng)

向光性研究的歷史1880Darwin1913P.Boysen-Jensen1919A.Paál1926F.W.Went20世紀(jì)30年代鑒定生長(zhǎng)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)，吲哚乙酸（IAA）19.1.2～19.1.4

目前已發(fā)現(xiàn)的5種植物激素

及其在農(nóng)業(yè)上的用途“促進(jìn)”作用——

生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素赤霉素“抑制”作用：脫落酸乙烯生長(zhǎng)素（IAA）主要產(chǎn)生部位：莖尖分生組織主要生理效應(yīng)：促進(jìn)生長(zhǎng)

“雙重作用”－低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度則抑制生長(zhǎng)。不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性不同

細(xì)胞分裂素（Cytokinin）存在部位：根，胚，果實(shí)主要生理效應(yīng)－促進(jìn)細(xì)胞分裂－促進(jìn)芽的分化［CTK］/［IAA］比值高，愈傷組織形成芽；

［CTK］/［IAA］比值低，愈傷組織形成根；二者濃度相等，愈傷組織保持生長(zhǎng)而不分化

－促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育，消除頂端優(yōu)勢(shì)－延緩葉片衰老－促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大－打破種子休眠赤霉素（Gibberellin）生理效應(yīng)

－促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)－誘導(dǎo)開花－促進(jìn)單性結(jié)實(shí)－打破休眠Figure8-15-2脫落酸（ABA）生理效應(yīng)

－促進(jìn)休眠－促進(jìn)氣孔關(guān)閉－促進(jìn)脫落－抑制生長(zhǎng)

ABA促進(jìn)氣孔的關(guān)閉

A.培養(yǎng)在緩沖液中的蠶豆表皮B.緩沖液中加入ABA后幾分鐘內(nèi)氣孔就關(guān)閉

乙烯（ethylene）乙烯（CH2=CH2），是各種植物激素中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。生理效應(yīng)－催熟是乙烯最主要和最顯著的效應(yīng)－“三重反應(yīng)”（tripleresponse）

①抑制莖的伸長(zhǎng)生

②促進(jìn)莖或根的橫向增粗

③使莖失去負(fù)向重力性，發(fā)生橫向生長(zhǎng)

A-C.不同乙烯濃度下黃化豌豆幼苗生長(zhǎng)的狀態(tài)；

D.用10μl·L-1乙烯處理4小時(shí)后蕃茄苗的形態(tài)，由于葉柄上側(cè)的細(xì)胞伸長(zhǎng)大于下側(cè)，使葉片下垂

19.2.1向性改變植物生長(zhǎng)的方向膨脹運(yùn)動(dòng)：快速，明顯，靈敏。如：含羞草向光性

玉米幼根的正向重性向性運(yùn)動(dòng)向重力性：

擬南芥幼莖的負(fù)向重性向觸性：牽牛觸須19.2.2植物有生物鐘近似晝夜節(jié)律如：葉子晝張夜閉（菜豆和酢漿草葉片的生物鐘運(yùn)動(dòng)）氣孔晝開夜合特點(diǎn)：*近似晝夜節(jié)律不能立即與外界變化同步植物的睡眠運(yùn)動(dòng)，即使在連續(xù)光照或黑暗下也照常發(fā)生（暗中天鵝絨葉片的生物鐘運(yùn)動(dòng)）*很少受溫度影響光周期：植物對(duì)一年之中晝夜長(zhǎng)短變化的感知

－自然界一晝夜間的光暗交替稱為光周期－植物對(duì)晝夜長(zhǎng)度發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象開花與光周期短日植物：指在24h晝夜周期中，日照長(zhǎng)度長(zhǎng)于一定時(shí)數(shù)，才能成花的植物。如菊花長(zhǎng)日植物：指在24h晝夜周期中，日照長(zhǎng)度長(zhǎng)于一定時(shí)數(shù)，才能成花的植物。如冬小麥光間斷實(shí)驗(yàn)證明夜長(zhǎng)才是控制植物開花的關(guān)鍵

p224圖19.519.2.3植物光敏素與生物鐘有關(guān)現(xiàn)象

－紅光R：λ＝660nm－遠(yuǎn)紅光FR：λ＝730nm

短日植物必須在長(zhǎng)于一定時(shí)間的黑暗下才會(huì)開花，以R和FR反復(fù)照射處于黑暗中的短日植物，無論R和FR以什么樣的順序出現(xiàn)，決定短日植物是否開花的是最后一次的照射——

最后一次用R照射的都不開花最后一次用FR照射的都開花光敏素——植物測(cè)量日夜長(zhǎng)短的尺光敏色素是一種蛋白質(zhì)，有Pr和Pfr兩種形式，Pr吸收紅光R轉(zhuǎn)變?yōu)镻fr，Pfr吸收遠(yuǎn)紅光Fr后轉(zhuǎn)變成Pr光敏素PrPfr轉(zhuǎn)變植物的生物鐘白天

紅光R>遠(yuǎn)紅光FR光敏素以Pfr形式存在夜間

紅光R<遠(yuǎn)紅光FR光敏素由Pfr轉(zhuǎn)變?yōu)镻r光敏素幫助植物建立生物鐘植物能感知光敏素兩種形式的轉(zhuǎn)變，獲得它們處于白天或黑夜的信號(hào)，建立生物鐘。植物體內(nèi)的光敏素為Pfr時(shí)對(duì)植物意味著“天亮了”，而Pr形式的光敏素則帶植物進(jìn)入夜晚。撥動(dòng)植物對(duì)植食動(dòng)物和病菌的防御

生物脅迫：－植食動(dòng)物－病原微生物：

病毒、細(xì)菌、真菌右圖：100多種不同的致病微生物襲擊西紅柿類植物。植物防御動(dòng)物的方法物理方法：長(zhǎng)刺化學(xué)方法：合成有惡臭或有毒的化學(xué)物質(zhì)，使動(dòng)物敬而遠(yuǎn)之或食用后死去特殊方法：引誘另一種動(dòng)物來幫助防御植食動(dòng)物植物防御病原微生物的方法阻止或避免侵害

第一道防線：表皮

第二道防線：受侵害細(xì)胞釋放殺死微生物的分子和防御信號(hào)分子對(duì)抗入侵病原體植物可能具有某種化學(xué)防御系統(tǒng)，使得植物對(duì)某些病原體有抗性，即病原體入侵植物體并在其中生存，但植物仍能存活。植物對(duì)抗入侵病原體的可能機(jī)制植物有抗性基因R

病原體有無毒性基因Avr

一方面，R蛋白與Avr蛋白結(jié)