單元五植物的新陳代謝2植物的礦質(zhì)元素

《植物與植物生理學(xué)》課件單元五植物的新陳代謝植物的礦質(zhì)元素

植物的礦質(zhì)與氮素營養(yǎng)

一、植物體內(nèi)必需元素

二、植物對礦質(zhì)元素的吸收及運(yùn)輸(重點)

三、氮的代謝(難點)

四、合理施肥的基礎(chǔ)一、植物體內(nèi)必需元素（一）植物體內(nèi)的元素（二）植物必需元素的生理功能及缺素癥一、植物體內(nèi)的必需元素（一）植物體內(nèi)的元素植物材料水分干物質(zhì)有機(jī)物灰分105°C600°C（10%—95%）（5%—90%）（90%—95%）（5%—10%）揮發(fā)殘留一、植物體內(nèi)的必需元素

必需元素是指在植物完成生活史中，起著不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。(二)判斷必需元素的標(biāo)準(zhǔn)完全缺乏某種元素，植物不能正常的生長發(fā)育完全缺乏某種元素，植物出現(xiàn)專一的缺素癥狀該元素對植物的功能必須是直接的一、植物體內(nèi)的必需元素(三)植物體內(nèi)的必需元素分類植物生長必需的元素有16種，根據(jù)植物需要的多寡將其分為大量元素和微量元素。1、大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。它們約占植物體干重的0.01%～10%。2、微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl。約占植物體干重的10-5%～10-3%。一、植物體內(nèi)的必需元素（四）必需元素的確定水培法(solutionculturemethod)砂培法(sandculturemethod)：石英沙、蛭石、營養(yǎng)液一、植物體內(nèi)的必需元素（五）植物必需元素的生理功能及缺素癥1.生理功能

（1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分，如：C、H、O、N、P、Ca、Mg、S等（2）生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶活性的調(diào)節(jié)，如：K、Mg、Zn、Fe等（3）起電化學(xué)作用及滲透調(diào)節(jié)作用，如：K、Cl等一、植物體內(nèi)的必需元素2.各種必需元素生理作用及缺素癥狀（1）氮（可移動）1）生理作用：蛋白質(zhì)、核酸及各種生物膜組成，可在體內(nèi)移動2）缺素癥狀：先表現(xiàn)在下部老葉病癥一、植物體內(nèi)的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀2、磷（可移動）（1）生理作用：核苷酸的組分（磷酸、戊糖、含氮堿基）在糖類代謝中的作用

a直接參與發(fā)酵過程;

b.糖類合成,分解和轉(zhuǎn)變都需要ATP,磷酸和核苷二磷酸參加;

c.磷促進(jìn)糖類運(yùn)輸;

d.光合作用需磷.

C對氮代謝的作用（2）缺素癥：先表現(xiàn)在下部老葉一、植物體內(nèi)的必需元素一、植物體內(nèi)的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀3、鉀（可移動）（1）生理作用：促進(jìn)呼吸進(jìn)程及核酸和蛋白質(zhì)的合成對糖類的合成運(yùn)輸有影響提高抗旱性(形成滲透勢)（2）缺素癥：首先表現(xiàn)在下部老葉一、植物體內(nèi)的必需元素一、植物體內(nèi)的必需元素

草莓葉缺磷和在缺鉀癥狀比較一、植物體內(nèi)的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀4、其它元素：（1）硫（不可移動）：分布均勻

不足時蛋白質(zhì)含量顯著減少,葉綠素的形成也受到影響,缺乏時葉片呈黃綠色.（2）鈣（不可移動）：主要存在于老器官

缺鈣生長受抑制,嚴(yán)重時幼嫩器官(根尖,莖端)潰爛壞死.（3）鎂（可移動）：主要才能在于幼嫩器官和組織

缺鎂時葉綠素不能合成,葉脈仍綠脈間變黃,有時呈紅紫色,嚴(yán)重時形成褐斑壞死.

一、植物體內(nèi)的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀4、其它元素：（4）鐵：黃葉病（5）硼：花而不實，根系分孽少，影響豆類植物根瘤。（6）鋅：與IAA合成有關(guān)?！盎ò兹~”病,“小葉病”（7）錳：葉綠體破壞解體(缺綠)，葉脈呈綠色，脈間失綠。

一、植物體內(nèi)的必需元素二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（一）吸收方式（二）吸收部位（三）吸收過程（四）影響吸收的因素（五）葉片對礦質(zhì)元素的吸收二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸

（一）吸收方式

方式被動吸收主動吸收二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸1.被動吸收：（1）

概念：

被動吸收指由于擴(kuò)散作用或其他物理過程而進(jìn)行的吸收，是不消耗代謝能量的吸收過程，亦稱非代謝吸收。（2）類型：擴(kuò)散作用:分了或離子沿著化學(xué)勢或電化學(xué)勢梯度轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。

協(xié)助擴(kuò)散：小分了物質(zhì)經(jīng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白順濃度梯度或電化學(xué)梯度跨膜的轉(zhuǎn)運(yùn)。

二、植物對礦質(zhì)元素的吸收與運(yùn)輸擴(kuò)散作用:

杜南平衡：細(xì)胞內(nèi)的可擴(kuò)散負(fù)離子和正離子濃度的乘積等于細(xì)胞外可擴(kuò)散正、負(fù)離子濃度乘積時的平衡，叫杜南(道南)平衡。［Na1+］×［Cl1-］＝［Na0+］×［Cl0-］。

二、植物對礦質(zhì)元素的吸收與運(yùn)輸2.主動吸收：概念：

主動吸收是指細(xì)胞利用呼吸釋放的能量作功而逆著電化學(xué)勢梯度吸收離子的過程。

ATP酶（載體蛋白）

二、植物對礦質(zhì)元素的吸收與運(yùn)輸載體蛋白載體蛋白具有離子專一的結(jié)合位點，能選擇性地跨膜吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)離子。由載體蛋白介導(dǎo)的跨膜離子運(yùn)轉(zhuǎn)可以是被動的，也可以是主動的二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸2.主動吸收：ATP酶和載體二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸ATP酶和載體二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（二）吸收部位：葉片根系根毛區(qū)為主二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸1.根系吸收礦質(zhì)的特點：（1）對礦質(zhì)和水分的相對吸收；1）無機(jī)鹽：主動吸收2）水分：被動吸收二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸根系吸收礦質(zhì)的特點：（2）對離子的吸收具有選擇性；生理酸性鹽：對于(NH4)2SO4一類鹽，根對NH４＋吸收多于和快于SO42-，故溶液中留存許多SO42-，導(dǎo)致溶液變酸，這種鹽類叫生理酸性鹽。生理堿性鹽：對于NaNO3一類鹽，植物吸收NO3-較Na+多而快，這種選擇吸收的結(jié)果使溶液變堿，故稱這類鹽為生理堿性鹽。生理中性鹽：對于NH4NO3-一類的鹽，植物吸收其陰離子與陽離子的量幾乎相等，不改變周圍介質(zhì)的pH值，故稱這類鹽為生理中性鹽。二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸根系吸收礦質(zhì)的特點：（3）單鹽毒害及離子拮抗

單鹽毒害溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現(xiàn)象離子拮抗在發(fā)生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱為離子拮抗，也稱離子對抗。二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸根系吸收礦質(zhì)的特點：（4）平衡溶液

在含有適當(dāng)比例的多種鹽溶液中，各種離子的毒害作用被消除，植物可以正常生長發(fā)育，這種溶液稱為平衡溶液

二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（三）根系吸收礦質(zhì)的過程土壤養(yǎng)分根表養(yǎng)分植物體內(nèi)養(yǎng)分第一步第二步（三）根系吸收礦質(zhì)的過程1.離子交換（離子吸附在根部細(xì)胞表面由于根細(xì)胞吸附離子具有交換的性質(zhì)）土壤溶液交換接觸交換二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（三）根系吸收礦質(zhì)的過程2.離子進(jìn)入根部導(dǎo)管質(zhì)外體途徑（自由空間）共質(zhì)體途徑二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（四）影響根系吸收礦質(zhì)的因素1.溫度2.通氣狀況3.土壤溶液濃度4.土壤pH二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（五）葉片對礦質(zhì)的吸收根外營養(yǎng)植物除了根部吸收礦質(zhì)元素外，地上部分主要是通過葉片吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的過程。方式：氣孔，角質(zhì)層

1.影響因素：內(nèi)因

外因

保證溶液附著在葉面上溶液在葉片下停留的時間溫度呼吸作用二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸2.葉片營養(yǎng)的優(yōu)點（1）補(bǔ)充養(yǎng)料（2）節(jié)省肥料（3）見效迅速（4）利用率高二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（六）礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸1.運(yùn)輸?shù)男问絅：主要以酰胺和氨基酸，少量以硝酸鹽形式P：主要以磷酸鹽形式，也可磷酰膽堿形式S：主要以硫酸根形式，少數(shù)以蛋氨酸形式金屬離子形式二、植物對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸（六）礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸2.運(yùn)輸?shù)耐緩蕉叹嚯x通過共質(zhì)體和質(zhì)外體。長距離通過木質(zhì)部。三、氮的同化（一）植物的氮源空氣N2土壤無機(jī)氮化物有機(jī)氮化物（氨基酸、尿素等）氨態(tài)氮硝態(tài)氮三、氮的同化（二）硝酸鹽的還原硝酸鹽硝酸鹽還原酶亞硝酸鹽氨亞硝酸鹽還原酶三、氮的同化（二）硝酸鹽的還原三、氮的同化（三）氨的同化三、氮的同化（三）氨的同化三、氮的同化谷氨酸+丙酮酸酮戊二酸+丙氨酸四、合理施肥的生理基礎(chǔ)（一）作物的需肥特點1.不同作物或同一作物的不同品種需肥情況不同如：葉菜類多施氮肥，豆類多施磷、鉀肥，油料類需鎂2.作物不同需肥形態(tài)不同如：煙草既需銨態(tài)氮又需硝態(tài)氮；水稻宜施硝態(tài)氮3.同一作物在不同生育期需肥不同四、合理施肥的生理基礎(chǔ)（二）施肥的指標(biāo)

1.土壤營養(yǎng)指標(biāo)

2.作物營養(yǎng)指