【正文】 養(yǎng) 一、植物體內(nèi)的化學元素 水分 ?:10%95% 植物體 烘干 C、 H、 N、 S等氧化物 ? 干物質(zhì) 燃燒 灰分 :氧化物、鹽類 目前已發(fā)現(xiàn)灰分中含有 70多種元素。 確定必需元素的方法：水培法、砂培法、氣培法等。 第一節(jié) 植物必需的礦質(zhì)營養(yǎng) 各元素的主要生理功能簡述 N 缺 N： 矮小、葉小、色淡或發(fā)紅、分枝少、花少、籽粒不飽滿。 缺 S： 蛋白質(zhì)含量少、葉片黃綠或發(fā)紅、植株矮小 Ca 吸收形式： Ca2+（以離子、鹽或有機結合態(tài)存在） 作用： ? 細胞壁胞間層果膠鈣的成分； ? 與細胞分裂有關； ? 穩(wěn)定生物膜的功能； ? 解毒作用：可與有機酸結合為不溶性的鈣鹽； ? 某些酶的活化劑（如 PKC）； ? 信號作用：第二信使，也可與鈣調(diào)素結合形成復合物，傳遞信息； ? 促進植物愈傷組織形成 缺 Ca： 初期頂芽叢生、幼葉淡綠，后期葉尖成鉤狀、壞死 Mg 吸收形式： Mg2+ 作用： ? 許多酶的活化劑（如 Rubisco、 DNA、 RNA聚合酶）； ? 葉綠素的成分； ? 蛋白質(zhì)合成時，氨基酸的活化； ? 染色體的組成成分，在細胞分裂中起作用。 第一節(jié) 植物必需的礦質(zhì)營養(yǎng) 三、作物缺乏礦質(zhì)元素的診斷 化學分析診斷法 分析病株的化學成分，與正常植株比較。 可再利用元素 缺乏時，老葉先出現(xiàn)病癥； 不可再利用元素 缺乏時，嫩葉先出現(xiàn)病癥。 方法： 土壤施入、根外追肥、浸滲法 第二節(jié) 植物細胞對礦質(zhì)元素的吸收 ※ 一、溶質(zhì) (離子 )跨細胞膜傳遞 溶質(zhì)跨膜傳遞的特點： ? 積累 :胞內(nèi)濃度可遠遠大于胞外（以積累率 Ci/Co衡量）； ? 選擇性 :吸收的離子量 不與 環(huán)境溶液中的離子量成比例，并具有相對獨立性； ? 競爭性抑制： 如對 K+Rb+； ClBr等離子對吸收。 在被動運轉(zhuǎn)達到平衡時膜內(nèi)外電化學勢梯度： ojijCCzFRT ?? 二、細胞吸收離子的方式和機理 ※ 方式： 單純擴散：通過膜間隙 被動吸收 離子通道運輸 載體運輸 載體運輸 離子泵運輸 胞飲作用 非選擇性吸收 易化擴散： 借助膜上的相關蛋白 被動運輸 非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì)的方式，不消耗 ATP。 膜片鉗技術測定離子通道原理圖 引自:王忠主編.《植物生理學》.中國農(nóng)業(yè)出版社,2023. 膜片鉗技術測定離子通道原理圖 引自 :王忠主編 .《 植物生理學 》 .中國農(nóng)業(yè)出版社 ,2023. 因膜內(nèi)過量負電荷， K+順電化勢梯度、但逆濃度梯度進入細胞 離子通道運輸 高 低 電化學勢梯度 細胞外側(cè) 細胞內(nèi)側(cè) 離子通道運輸離子的模式 K+、 Cl、 Ca2+、 NO3 每秒可運輸 107108個離子 , 比載體運輸快 1000倍 K +離子通道模型 引自:王忠主編.《植物生理學》.中國農(nóng)業(yè)出版社,2023. 離子通道蛋白特點 （總結） ： ? 可分為內(nèi)向和外向離子通道蛋白，如 K+通道 。 ? 離子的 帶電荷情況及其水合規(guī)模 決定了離子在通道中擴散時的通透性的大小。 （二）載體運輸 — 被動吸收或主動吸收 載體蛋白有 : ? 單向傳遞體： Fe2+、 Zn2+、 Cu2+、 Mn2+、 NH4+等載體（被動） . ? 同向傳遞體： 載體在與 H+結合的同時又與另一分子或離子 (Cl、 PO4 SO4氨基酸、肽、蔗糖等）結合朝同一方向運輸 （可主動、可被動） . ? 反向傳遞體： 載體與 H+結合的同時又與另一分子或離子 (Na+、 K+)結合朝相反方向運輸 （可主動、可被動） . 單向運輸載體模型 — 被動運輸 低溶質(zhì)梯度 高溶質(zhì)梯度 電化學勢梯度 A、載體開口于高溶質(zhì)濃度的一側(cè)，與溶質(zhì)結合 B、載體催化溶質(zhì)順電化學勢梯度跨膜運輸 Fe2+、 Zn2 + 、 Mn2 + 、 Cu2 + 返回 逆電化學勢梯度的同向或反向運輸 — 次級主動運輸（ 104105個／ s） Na+/K+ Cl、 NO蔗糖 返回 由于 H+ATPase的作用，在細胞膜兩側(cè)建立起跨膜質(zhì)子電化學勢梯度（△ μ H+）（又稱為質(zhì)子動力勢，pmf），這個能量驅(qū)動質(zhì)子返回膜內(nèi)時，通過 同向轉(zhuǎn)運體 將 S溶質(zhì) 逆著其濃度梯度 轉(zhuǎn)移到膜內(nèi) —— 次級主動運輸 。 （三）主動吸收 質(zhì)子泵（ H+ATPase） ：存在于質(zhì)膜、液泡膜、線粒體膜、葉綠體膜上 質(zhì)膜 H+ATPase作用原理： K+激活 H+ATPase水解 ATP（ Mg2+ATP），將 H+泵出胞外 ?膜超極化 ?胞外陽離子順電化學勢梯度經(jīng) 離子通道 進入胞內(nèi) ，或膜外 H+與陰離子經(jīng) 同向轉(zhuǎn)運 體 （或 膜外 H+與陽離子經(jīng) 反向轉(zhuǎn)運 體 ）進入胞內(nèi)。 植物細胞中的化學滲透過程概述 在線粒體與葉綠體中,用H +梯度中的能量來合成ATP，通過水解ATP與PPi的泵來建立跨膜的質(zhì)子梯度 引自:王忠主編.《植物生理學》.中國農(nóng)業(yè)出版社,2023. Ca2+ATPase（鈣泵）： 存在于質(zhì)膜、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、葉綠體膜上 ? 質(zhì)膜上鈣泵催化 ATP水解，將 Ca2+泵出細胞質(zhì)，同時將 23個 H+運入細胞質(zhì)，維持電中性。其轉(zhuǎn)運不依賴于初級電化學勢梯度（非致電泵）。 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 ※ 一、根毛區(qū)是根系吸收離子最活躍的區(qū)域 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 ※ 二、根系吸收礦質(zhì)元素的特點 ※ 植物吸收礦質(zhì)元素與吸收水分關系 ? 相互聯(lián)系 ? 離子必須溶于水才能被吸收； ? 離子的吸收有利于對水分的吸收 ? 相互獨立 ? 根部吸水以被動吸收為主，而吸收離子則以 主動吸收 為主 ? 植物吸收礦質(zhì)的量與吸水量之間不成比例 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 ※ 離子的選擇性吸收：不與溶液的離子量成比例 ? 生理酸性鹽： 植物對同一種鹽的陽離子的吸收大于對陰離子的吸收，使溶液 pH值降低的鹽類，如(NH4)2SO4等。 ? 離子對抗： 在發(fā)生單鹽毒害溶液中加入少量其它金屬離子的鹽類，單鹽毒害被減輕或消除的現(xiàn)象。 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 ※ （一）離子吸附在根部細胞表面 — 非代謝性交換吸附 對土壤顆粒吸附態(tài)礦質(zhì)元素的吸附 兩種方式： 間接交換 （通過土壤溶液，遠距離） 接觸交換 （直接交換，近距離）