第三章植物的矿质代谢.pptVIP

第三章 植物的矿质与氮素营养 第一节植物体内的必需元素 一、植物体内的元素 1、鉴定植物必需元素的方法 溶液培养法(简称水培法， Water culture， solution culture， hydroponics)是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。 溶液培养法的形式1 水培法（无土栽培〕：植物直接栽培于营养液中2 砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩）3 气培法：根系置于营养液气雾中 根系通气 经常更换及补充营养液 铁离子以螯合形式供应 试剂、水、容器十分纯净 研究某些微量元素（钼、镍、锌等），常需连续两代将植株培养于缺乏该元素的溶液中 2.判断必需元素的标准。 3. 植物生长必需的元素有16种，根据植物需要的多寡将其分为大量元素和微量元素。 （1）大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。它们约占植物体干重的0.01%～10%。 （2）微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl。约占植物体干重的10-5%～10-3%。 二、植物必需元素的生理功能 1.是细胞结构物质的组成成分。 2.是生命活动的调节者，如酶的成分和酶的活化剂； 3.起电化学作用，如渗透调节、胶体稳定和电荷中和等。 （一）大量元素的生理作用 大量元素是指植物需要量较大的元素，在植物体内含量较高，占干重的0.01%以上。它们是C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。 C、H、O来自H2O和CO2。 N、P、K：需要量较大，需人为地补充, 又称肥料三要素。 1、氮Nitrogen(N) 约占干物重的1-3%。 根系吸收的氮主要是无机态氮，即硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N) ；也可吸收一部分有机态氮，如尿素 [CO(NH2)2]、氨基酸等。 氮的生理功能 氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成部分，它们在生命活动中占有特殊作用。因此，氮被称为生命元素。 酶以及许多辅酶和辅基如NAD+、NADP+、FAD等的构成也都有氮参与。 氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分，它们对生命活动起重要的调节作用。 此外，氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。 2、磷Phosphorus(P) 磷主要以H2PO4-或H2PO42-的形式被植物吸收。吸收这两种形式的多少取决于土壤pH。pH＜7时，H2PO4-居多；pH＞7时，H2PO42-较多。 当磷进入根系或经木质部运到枝叶后，大部分转变为有机物质如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂等，有一部分仍以无机磷形式存在。 磷P的生理功能 磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系； 磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分，它们参与了光合、呼吸过程；磷是AMP、ADP和ATP的成分； 磷还参与碳水化合物的代谢和运输，如在光合作用和呼吸作用过程中，糖的合成、转化、降解大多是在磷酸化后才起反应的； 磷对氮代谢也有重要作用，如硝酸还原有NAD+和FAD的参与，而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺则参与氨基酸的转化； 磷与脂肪转化也有关系，脂肪代谢需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的参与。 磷对植物生长发育有很大的作用，是仅次于氮的第二个重要元素。 3、钾Potassium (K) 钾在土壤中以KCl、K2SO4等盐类形式存在，在水中解离成K+而被根系吸收。 在植物体内钾呈离子状态。 钾K的生理功能 1)调节水分代谢：渗透势，气孔，蒸腾作用。 2)酶的激活剂：60多种酶的激活剂，如丙酮酸激酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合酶等。 3)提高抗性：抗倒、抗病虫 4)参与物质运输：K+作为H+的反离子 5)钾促进蛋白质和多糖合成 。 6)参与能量代谢：促进氧化磷酸化和光合磷酸化作用。 4、钙Calcium(Ca) 植物从土壤中吸收CaCl2、CaSO4等盐类中的钙离子（Ca2+）。 钙离子进入植物体后一部分仍以离子状态存在，一部分形成难溶的盐(如草酸钙)，还有一部分与有机物(如植酸、果胶酸、蛋白质)相结合。 钙在植物体内主要分布在老叶或其它老组织中。 钙Ca的生理功能 1)Ca是细胞壁等的组分。 2)Ca是某些酶类的活化剂。 (如ATP酶、琥珀酸脱氢酶等)，Ca-CaM系统行使第二信使功能。 3)Ca2+参与光合放氧。 4)钙能提高膜稳定性，提高植物适应干旱与干热的能力。 5、镁Magnesium (Mg) 镁以离子状态进入植物体，它在体内一部分形成有机化合物，一部分仍以离子状态存在。 镁Mg的生理功能 1）镁参与光合作用：叶绿素的组分，促进光合磷酸化；活化RUBISCO。