植物生理学2-矿质营养.ppt

第二章 植物的矿质营养 植物矿质营养(mineral nutrition) : 植物对矿质元素的吸收、转运、利用(同化)。 ◆ 培养液用若干种含植物所需矿质元素的无机盐配制而成。 可以对配制的营养液添加或除去某些元素以观察植物生长发育的变化情况，从而准确判断植物所必需的矿质元素的种类和数量。 ◆ 注意事项(自学) ◇ 保证营养液通气良好。 ◇ 盛放溶液的容器不宜透光。 ◇ 必须保证所用的试剂、容器、介质、水等十分纯净。 ◇ 应经常更换或补充营养液 ◇ 调节pH。 ……… 二 植物体内的元素 1 干物质 ◆ 植物组织干物质：新鲜材料在105℃下烘烤10-30分钟，使酶迅速失活，再在70-80℃下烧烤使水分蒸干而得干物质。占鲜重的5%-90%，与具体材料而异。 ◆ 干物质中，90-95%为有机物，无机物不足10%。 ◆ 构成灰分的元素(除C、H、O外)：灰分元素。 3 植物体内的元素 ◆ 已在不同植物体内至少发现70多种矿质元素。 三 植物体内的必需元素(essential element or nutrient) 2 必需元素的种类 ◆ 有益元素：非必需，但对植物生长发育或某些环节有积极的影响。 Na, Si, 钴, 硒,钒 四 必需矿质元素的生理作用 2 各元素的主要生理功能（自学） ◆ N (吸收形式 NH4+，NO3-，Co(NH2)2等: ◇ 体内各种蛋白质的主要成分(16-18%)； ◇ 核酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素、植物激素(CTK)、维生素等中成分。 “生命元素” ◆ P：Pi, H2PO4-,HPO42-. ◇ 细胞质、核的成分； ◇ 植物代谢中起作用(通过ATP和各种辅酶)； ◇ 促进糖的运输； ◇ 细胞液中的磷酸盐可构成缓冲体系； ◆ K ◇ 体内60多种酶的活化剂； ◇ 促进蛋白质和糖的合成，促进糖的运输； ◇ 增加原生质的水合程度，降低其粘度，提高细胞的保水能力和抗旱能力； ◇ 影响着细胞的膨压和溶质势，参与细胞吸水、气孔运动等。 ◆ S：SO42- ◇ 含S氨基酸(Cys,Met)几乎是所的蛋白质的构成成分; ◇ Cys-Cys系统能影响细胞中的氧化还原过程； ◇ 是CoA、硫胺素、生物素的成分，与体内三大类有机物的代谢密切相关。 ◆ Ca: ◇ 细胞壁胞间层果胶钙的成分； ◇ 与细胞分裂有关； ◇ 稳定生物膜的功能； ◇ 可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机酸积累过多时对植物的危害； ◇ 少数酶的活化剂； ◇ 作为第二信使，也可与钙调素结合形成复合物， 传递信息，在植物生长发育中起作用。 ◆ Mg： ◇ 叶绿素的成分； ◇ 光合作用和呼吸作用中一些酶的活化剂； ◇ 蛋白质合成时氨基酸的活化需要，能使核糖体结合成稳定的结构； ◇ DNA和RNA合成酶的活化剂； ◇ 染色体的组成成分，在细胞分裂中起作用。 ◆ Fe：许多重要酶的辅基；传递电子；叶绿素合成有关的酶需要它激活。 ◆ Mn：许多酶的活化剂；直接参与光合作用(叶绿素形成、叶绿体正常结构的维持和水的光解。 ◆ B：H3BO3。与植物的生殖有关，利于花粉的形成 ，促进花粉萌发、花粉管伸长、受精；与糖结合使糖带有极性从而容易通过质膜 促进运输；与蛋白质合成、激素反应、根系发育等 有关；抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的合成。 ◆ Zn：酶的组分或活化剂；参与蛋白质和叶绿素合成；参与IAA的生物合成； ◆ Cu：一些氧化还原酶的组分；光合电子传递链质体蓝素PC的成分 ◆ Mo:MoO42-,是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分；是黄嘌吟脱氢酶及脱落酸合成中的某些氧化酶的成分 ◆ Cl：水的光解；叶和根中的细胞分裂需要；调节细胞溶质和维持电荷平衡。 ◆ Ni： 脲酶、氢酶的金属辅基；激活α-淀粉酶；缺乏时植物体的尿素会积累过多产生毒害而不能完成生活史。 五 作物缺乏矿质元素的诊断 ◆化学分析诊断法 ◆病症诊断法： ◇ 缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S时幼嫩的器官或组织先出现病症。 ◇ 缺乏N、P、Mg、K、Zn等时较老的器官或组织先出现病症。 ◆加入诊断法： ◇ 植物缺乏矿质元素时的症状会随植物种类、发育阶段及缺素程度的不同而有所不同。 ◇ 缺乏多种矿质元素会使病症复杂化。 一 电化学势梯度与离子转移 1 离子的选择性积累 ◆ 细胞对离子吸收的选择性： 表现在细胞吸收离子的量不与溶液中离子的量成比例。 2 电化学势梯度与离子转移 ◆ K+、Cl-、Ca2+、NO3-等离子通道。膜内在蛋白构成圆形孔道，横跨膜两侧。 ◆ 构象可随环境条件的改变而改变。在某些构构象时其是间会形成允许离