第二章植物的矿质营养讲课文档.pptVIP

第五节氮、硫、磷的同化一、氮的同化1、硝态氮的同化植物吸收硝酸盐后，必须经过代谢还原才能利用，因为蛋白质的氮呈高度还原状态，而硝酸盐的氮却是呈高度氧化状态。NO3-+2e→NO2-NO2-+2e→[N2O2-][N2O2-]+2e→[NH2OH][NH2OH]+2e→NH4+第61页，共88页。（1）硝酸盐还原为亚硝酸盐这一过程是在细胞质中进行的，催化这一反应的硝酸还原酶为钼黄素蛋白，含有FAD、Cytb（细胞色素b557）和Mo，还原力为NADH+、H+，主要起电子传递的作用。还原过程中，电子从NAD(P)H传至FAD，再经Cytb557传至MoCo，然后将硝酸盐还原为亚硝酸盐第62页，共88页。H+泵将H+泵出K+(或其它阳离子)经通道蛋白进入阴离子与H+同向运输进入第29页，共88页。质子泵工作的过程，是一种利用能量逆着电化学势梯度转运H+的过程，所以它是主动运输的过程，亦称为初级主动运输，由它所建立的跨膜电化学势梯度，又促进了细胞对矿质元素的吸收，矿质元素以这种方式进入细胞的过程便是一种间接利用能量的方式，称之为次级主动运输。第30页，共88页。（2）钙泵钙泵：亦称为Ca2+-ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞，由于其活性依赖于ATP与Mg2+的结合，所以又称为（Ca2+，Mg2+）-ATP酶。第31页，共88页。5、胞饮作用物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为胞饮作用（pinocytosis）。第32页，共88页。第33页，共88页。第三节植物对矿质元素的吸收植物吸收矿质元素主要通过根，但植物的其他部位也可以吸收矿质元素。如叶片第34页，共88页。一、根对矿质元素的吸收过程1、离子被吸附在根系细胞的表面交换吸附：根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附，这时，总有一部分离子被其他离子所置换。根部呼吸放出的CO2和土壤溶液中的H2O形成H2CO3，H2CO3在溶液中解离形成H+和HCO3-，这些反应发生在根细胞的表面。第35页，共88页。土粒表面都带负电荷，吸附着矿质阳离子（如NH4+、K+），不易被水冲走，它们通过阳离子交换与土壤溶液中的阳离子交换。矿质阴离子（如NO3-、Cl-）被土粒表面的负电荷排斥，溶解在土壤溶液中，易流失。但PO43-则被含有铝和铁的土粒束缚住，因为Fe2+、Fe3+和Al3+等带有OH-，OH-和PO43-交换，于是PO43-被吸附在土粒上，不易流失。第36页，共88页。由于土壤颗粒的表面带有负电荷，阳离子被土壤颗粒吸附于表面。外部阳离子如钾离子可取代土壤颗粒表面吸附的另一个阳离子如钙离子，使得钙离子被根系吸收利用。第37页，共88页。第38页，共88页。2、离子进入根部导管质外体途径和共质体途径离子如何从木质部细胞进入导管，有两种说法：被动扩散、主动运输第39页，共88页。第40页，共88页。二、影响根吸收矿质元素的条件1、温度根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主动吸收。温度过高，吸收困难。这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温使膜透性增大，矿质元素被动外流。温度过低时，根吸收矿质元素量也减少，因为低温时，代谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。第41页，共88页。温度对小麦幼苗吸收钾的影响第42页，共88页。2、通气状况通气畅通，促进根的代谢，减小CO2对根活性的影响。3、土壤溶液浓度第43页，共88页。4、土壤PH值弱酸性条件下，氨基酸带正电，弱碱性条件下，氨基酸带负电。一般阳离子的吸收速率随PH值升高而加速，阴离子的吸收速率随PH增高而下降。一般作物生育最适pH是6～7，但有些作物(如茶、马铃薯、烟草)适于较酸性的环境，有些作物(如甘蔗、甜菜)适于较碱性的环境第44页，共88页。土壤PH值影响土壤溶液中养分的溶解度。土壤PH值影响土壤微生物的生理活性。第45页，共88页。三、植物吸收矿质元素对土壤的影响生理酸性盐：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。第46页，共88页。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。第47页，共88页。四、植物地上部分对矿质元素的吸收19世