竞赛课件植物生理系列之第3章植物矿质营养.ppt
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第一节 植物体内的必需元素
第二节 植物对矿质元素的吸收及运输
第三节 氮的同化
第四节 合理施肥的生理基础;第一节 植物体内的必需元素 ;二、植物必需的矿质元素和确定方法;1.大量元素(major element,macroelement) 植物对此类元素需要的量较多。它们约占物体干重的0.01%~10%,有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。
2.微量元素(minor element, microelement,trace element)
约占植物体干重的10-5%~10-3%。它们是Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl、Ni。植物对这类元素的需要量很少,但缺乏时植物不能正常生长;若稍有过量,反而对植物有害,甚至致其死亡。;(二)确定植物必需矿质元素的方法 ;图3-1几种营养液培养法
A.水培法:使用不透明的容器(或以锡箔包裹容器),以防止光照及避免藻类的繁殖,并经常通气;
B. 营养膜(nutrient film)法:营养液从容器a流进长着植株的浅槽b,未被吸收的营养液流进容器c,并经管d泵回a。营养液pH和成分均可控制。
C.气培法:根悬于营养液上方,营养液被搅起成雾状。;三、植物必需元素的生理作用及缺素症;小麦缺氮;马铃薯缺氮;2、磷
生理作用:①磷脂和核酸的组分,参与生物膜、细胞质和细胞核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。
②磷是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物(如ATP、FMN(黄素单核苷酸)是生物氧化的电子传递体、NAD+ (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)、NADP+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸) 是氢的传递体和CoA等)在新陈代谢中占有极其重要的地位,
③磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。
缺磷时,分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小;叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状首先在下部老叶出现,并逐渐向上发展。磷过多,易产生缺Zn症。;白菜缺磷
叶色暗绿,可能是细胞生长慢,叶绿素含量相对提高。;玉米缺磷在缺磷的红壤土栽培玉米,有时候发现秃顶现象,因雌蕊生长慢,影响传粉的缘故。;3、钾
①很多酶的活化剂,是40多种酶的辅助因子。(如丙酮酸磷酸激酶的活化剂之一)
②调节水分代谢。K+在细胞中是构成渗透势的重要成分。调节气孔开闭、蒸腾。
③钾促进蛋白质的合成及糖类的???成和运输。如在富含糖类的储藏器官(如马铃薯块茎、甜菜根)中钾含量较高。
钾不足时,茎秆易倒伏,抗旱性和抗寒性较差,细胞失水,叶绿素破坏,叶片出现缺绿斑点,逐渐坏死,叶缘枯焦。而叶中部生长较快,整个叶子形状呈杯状弯曲或皱缩起来。 ;白菜缺钾;梨缺钾;4、钙
①构成细胞壁。
②钙与可溶性的蛋白质形成钙调素(calmodulin,简称CaM)。CaM和Ca2+结合,形成有活性的Ca2+·CaM复合体,起“第二信使”的作用。
缺钙典型症状:顶芽、幼叶呈淡绿色,叶尖出现钩状,随后坏死。缺素症状首先表现在上部幼茎幼叶和果实等器官上。;蕃茄缺钙;5、镁
①叶绿素的组成成分之一。缺乏镁,叶绿素即不能合成,叶脉仍绿而叶脉之间变黄。
②许多酶的活化剂。 ;6、硫
①含硫氨基酸和磷脂的组分,蛋白质、生物膜
②硫也是CoA、Fd(铁氧还蛋白)的成分之一。
硫不足时,蛋白质含量显著减少,叶色黄绿,植株矮小。;铁 ①叶绿素合成所必需。②Fd的组分。因此,参与光合作用。缺铁时,由幼叶脉间失绿黄化,但叶脉仍为绿色;严重时整个新叶变为黄白色。华北果树的“黄叶病”
硼 ①促进糖分在植物体内的运输。②促进花粉萌发和花粉管生长。
缺硼时, 甘蓝型油菜“花而不实”
锰 在光合作用方面,水的裂解需要锰参与。缺锰时,叶绿体结构会破坏、解体。
锌 色氨酸合成酶的组分,催化吲哚与丝氨酸成色氨酸。玉米“花白叶病”,果树“小叶病”。;铜 ①参与氧化还原过程。②光合电子传递链中的电子传递体质体蓝素的组分。禾谷类“白瘟病”,果树“顶枯病”
钼 钼的生理功能突出表现在氮代谢方面。钼是硝酸还原酶和固氮酶的成分。
氯 氯在光合作用水裂解过程中起着活化剂的作用,促进氧的释放。
镍 镍是近年来发现的植物生长所必需的微量元素。镍是脲酶的金属成分,脲酶的作用是催化尿素水解。;白菜缺铁;蕃茄缺硼;草莓叶片的缺素症状 ;;第二节 植物对矿质元素的吸收与运转;(1)扩散作用
溶液中的分子从浓度高的场所向浓度低的场所移动的现象,叫扩散(diffusion)。浓度差是决定被动吸收的主要因素。
(2)协助扩散(facilitated diffusion )
小分子物质经转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运。
转运蛋白包括:通道蛋白和载体蛋白
通道蛋白(channel proteins)又称离
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