植物生理学之植物矿质营养.ppt

第二章植物矿质与氮素营养有收无收在于水收多收少在于肥?第一节植物必需的矿质元素第二节植物细胞对矿质的吸收第三节植物体对矿质元素的吸收第四节矿质元素在植物体内的运输与发布第五节氮的同化第六节合理施肥的生理基础第一节植物必需的矿质元素一、植物体内的元素二、植物必需的矿质元素确定必需矿质元素的方法必需元素在植物体内的生理功能：第一组——作为碳水化合物的营养氮Nitrogen(N)⒈生理功能：缺氮症状：A.生长受抑植株矮小,分枝少,叶小而薄,花果少易脱落；B.黄化失绿枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯，老叶先发黄氮过多：A.植株徒长叶大浓绿,柔软披散，茎柄长，茎高节间疏；B.机械组织不发达植株体内含糖量相对不足,机械组织不发达,易倒伏和被病虫害侵害。C.贪青迟熟，生育期延迟。玉米缺N：老叶发黄，新叶色淡，基部发红（花色苷积累其中）吸收形式：SO42-作用：半胱氨酸、蛋氨酸、辅酶A、ATP等的组成成分缺硫磷Phosphorus缺磷症状A.生长受抑植株瘦小,成熟延迟；B.叶片暗绿色或紫红色糖运输受阻,有利于花青素的形成。硼Boron(B)缺硼症状A.受精不良,籽粒减少花药花丝萎缩,花粉母细胞不能向四分体分化。油菜“花而不实”、大麦、小麦“穗而不实”、“亮穗”，棉花“蕾而不花”。B.生长点停止生长侧根侧芽大量发生,其后侧根侧芽的生长点又死亡,而形成簇生状。C.易感病害甜菜的心腐病、花椰菜的褐腐病、马铃薯的卷叶病、萝卜“黑心病”和苹果的缩果病等都是缺硼所致。钾Potassium(K)钙Calcium(Ca)缺钙症状A.幼叶淡绿色继而叶尖出现典型的钩状,随后坏死。B.生长点坏死钙是难移动，不易被重复利用的元素,故缺素症状首先表现在幼茎幼叶上，如大白菜缺钙时心叶呈褐色“干心病”，蕃茄“脐腐病”。大白菜“干心病”镁Magnesium(Mg)油菜脉间失绿发红氯Chlorine(Cl)锰Manganese(Mn)铁Iron(Fe)缺铁症状不易重复利用，最明显的症状是幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色。在碱性土或石灰质土壤中,铁易形成不溶性的化合物而使植物缺铁。锌Zinc(Zn)缺锌症状铜Copper(Cu)钼Molybdenum(Mo)三、作物缺乏矿质元素的诊断N、P、K、Mg、Zn新叶淡绿，老叶黄化枯焦、早衰B、Ca、Fe、S、Mo、Mn、Cu易枯死第二节植物细胞对矿质的吸收(一)膜的特性和化学成分特性：细胞质膜具有让物质通过的性质，但对各物质通过的难易不同，故膜具有选择透性。水可以自由通过，越易溶于脂质的物质，越易透过，所以膜一定是有亲水性物质和脂类物质组成。化学成分：(二)生物膜的结构（A）植物细胞的质膜，内质网和其他内膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成的。（B）根尖分生组织区域细胞的质膜的透射电镜照片。质膜的总厚度为8nm，可看成是两条集中的带和一个介入空间。（C）普通磷脂的化学结构和分子空间结构：卵磷脂和半乳糖甘油。二、植物细胞吸收矿质的方式1）通道运输(channeltransport)2）载体运输(carriertransport)3）泵运输（质子泵和钙泵）(pumptransport)4）胞饮作用(pinocytosis)三种膜运输蛋白：通道、载体、和泵。通道蛋白和载体蛋白可以调节溶质顺电化学势梯度穿膜的被动运输（通过简单扩散和协助扩散）(一)通道运输离子通道(ionchannel)－由细胞膜上内在蛋白构成的允许离子通过膜的孔道。（二）载体运输—被动吸收或主动吸收载体蛋白三种类型①单向运输载体——协助阳离子如K+、NH4+顺着电势进入细胞,这是一种被动的单向传递体。②同向运输器－将溶质与H+同向转运过膜；③反向运输器－将溶质与H+异向转运过膜；溶质是经通道蛋白还是经载体蛋白转运,二者区别(三)泵运输ATP酶——催化ATP水解生成ADP与Pi的酶，驱动离子的转运。1.质子泵ATP酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤（A）通过ATP进行磷酸化；（B）磷酸化作用导致蛋白质构象改变，使得阳离子暴露在细胞外，从蛋白质上释放阳离子；（C）、（D）磷酸盐离子从蛋白质释放到细胞质中的过程重新恢复了膜蛋白的最初构象，使得新一轮泵循环开始。H+-ATPase或H+泵。质膜H+-ATPase是植物生命活动过程中的主宰酶(masterenzyme),它对植物许多生命活动起着重要的调控作用,液泡膜上也存在H+-ATP酶,水解ATP过程中,它将H+泵入液泡内；叶绿体和线粒体膜上也存在有ATP酶，在光合、呼吸过程中起着重要作用。植物细胞中的化学渗透的过程的概述.在线粒体与叶绿体中,用H+梯度中的能量来合成ATP，通过水解ATP与PPi的泵来建立跨膜的质子梯度。有这些泵建立的化学势被用来运输许多离子与小的代谢物穿过完整的膜通道与载体。跨膜的H+梯度和膜电位具有的能量合称为H