植物生理学植物矿质元素.pptVIP

* 扩散作用的分类 扩 散 单纯扩散（simplediffusion） 易化扩散 （facilitated diffusion） 溶质由从浓度高的区域跨膜移向浓度低的区域的过程，可双向进行。 小分子物质和离子经细胞膜上的离子载体顺浓度梯度或电化学梯度的跨膜转运过程。与简单扩散一样，可以双向进行。 由于ATP磷酸水解酶（ATP phosphorhydrolase）转运离子造成了膜内外正、负电荷的不一致，形成了跨膜的电势差，所以也将ATP酶称为电致泵（electronic pump）。它包括离子泵（ion pump）和质子泵（proton pump)。 3.电致泵 转运H+的ATP酶被称为H+—ATP酶（ H+—ATPase）或质子泵。 由H＋-ATP酶将H＋主动运输到细胞膜一侧的过程称为初级主动转运（primary active transport）； 由H＋-ATP酶所建立的跨膜电化学势梯度驱动其它无机离子或小分子有机物的跨膜转运的过程称为次级主动转运（secondary active transport） 。 植物细胞吸收矿质元素的方式 被动吸收：不需要代谢提供能量，顺电化学势梯度吸收物质的过程。 主动吸收：需要利用代谢提供的能量,逆电化学势梯度吸收物质的过程。吸收矿质元素的主要方式。 胞饮作用(pinocytosis) ：通过细胞膜的内折将吸附在膜上的物质转移到细胞内的过程。该过程是非选择性吸收。 六.植物根系对矿物质的吸收 主要区域在根毛区。 （一）吸收特点 根系吸收矿质与吸收水分的相互关系： 1)相互关联：盐分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收，降低了细胞的渗透势，促进了植物的吸水。这也叫做以水调肥，肥水互促。 2)相互独立： ①两者的吸收不成比例； ②吸收机理不同:水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是主动吸收为主。 ③分配方向不同：水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到当时的生长中心。 离子的选择吸收 首先表现在物种间的差异，如番茄吸收Ca、Mg多，而水稻吸收Si多。 表示试验结束时培养液中各种养分浓度占开始试验时％ 23 14 0.61 SO42- 292 38 0.13 NO3- 1.18 0.6 0.51 Na+ 1142 160 0.14 K+ 积累率（膜内浓度/膜外） 胞内浓度 mmol/L 胞外浓度 mmol/L 离子 表 玉米根对离子的选择性吸收 其次，对同一种盐的不同离子吸收的差异上。 生理酸性盐：根系吸收阳离子多于阴离子，如果供给（NH4）2SO4，大量的SO42-残留于溶液中，酸性提高，这类盐叫生理酸性盐。 生理碱性盐：根系吸收阴离子多于阳离子，如果供给NaNO3，大量的Na+残留于溶液中，碱性提高，这类盐叫生理碱性盐。 生理中性盐：根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等，如果供给NH4NO3，PH值未发生变化，这类盐叫生理中性盐。 单盐毒害与离子对抗 1.单盐毒害 溶液中只有一种矿质盐对植物起毒害作用的现象称为单盐毒害（toxicity of single salt）。 2.离子对抗 在发生单盐毒害的溶液中，如再加入少量其他矿质盐，即能减弱或消除这种单盐毒害。离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子对抗（ion antagonism）。 3.平衡溶液 把必需矿质元素按一定比例和浓度混合，使植物生长发育良好，这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液，称为平衡溶液（balanced solution）。 A.NaCl+ KCl+ CaCl2； B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； D. NaCl 小麦根在盐类溶液中的生长情况 溶液 根的总长度(mm) 生长情况 NaCl 59 生长不好 CaCl2 70 ?生长不好 NaCl+CaCl2 254 生长较好 NaCl+CaCl2+KCl 324 生长正常 （二）、根系吸收矿质元素的过程 1.离子被吸附在根系细胞表面 根部细胞呼吸作用放出CO２和H２O。CO2溶于水生成H2CO3,　H2CO3能解离出H+和HCO3－离子,这些离子同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换，如K+、Cl-等进行交换,使土壤中的离子被吸附到根表面。 离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能同阴离子交换,而且价数必须相等。 根系还可分泌出一些柠檬酸、苹果酸等有机酸来溶解一些难溶性盐类，并进一步加以吸收。岩石缝中生长的树木、岩石表面的地衣等植物就是通过这种方式来获取矿质营养的。 离子交换有两种方式： 根与土壤溶液的离子交换 （1）间接交换 （2）接触交