【正文】 植物體： 干物質(zhì)（ 590%） 有機化合物（ 90%） 無機化合物（ 10%）。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第一節(jié) 植物必需的礦質(zhì)元素 一、植物體內(nèi)的元素 （ Elements in plant） 二、植物必需的礦質(zhì)元素（ Plant essential elements） ★ 鑒定植物必需元素的方法 溶液培養(yǎng)法： 用人工配制含已知礦質(zhì)元素成分的營養(yǎng)液培養(yǎng)植物。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第一節(jié) 植物必需的礦質(zhì)元素 一、植物體內(nèi)的元素 （ Elements in plant） 二、植物必需的礦質(zhì)元素（ Plant essential elements） ★ 必需元素的生理作用 細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分； 植物生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶活動（大多微量元素）； 起電化學作用：即離子化學平衡、膠體的穩(wěn)定和電荷中和作用。 P： 細胞質(zhì)和細胞核組成部分 。 鈣： 細胞壁組成的一種元素 ， 維持膜穩(wěn)定性 。為葉綠素結(jié)構(gòu)成分。 膜的組成 膜的結(jié)構(gòu) — 流動鑲嵌模型 一、生物膜 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第二節(jié) 植物細胞對礦質(zhì)元素的吸收 離子通道運輸 載體運輸 離子泵運輸 胞飲作用 —— 不很普遍。 載體轉(zhuǎn)運有 飽和現(xiàn)象 。生電質(zhì)子泵也稱為 H+泵 ATP酶或 H+ATP酶。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第二節(jié) 植物細胞對礦質(zhì)元素的吸收 一、生物膜 二、細胞吸收溶質(zhì)的方式和機理 （一）離子通道運輸 （二）載體運輸 （三）離子泵運輸 （四）胞飲作用 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 二、細胞吸收溶質(zhì)的方式和機理 （四）胞飲作用 物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上，然后通過膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi)的攝取物質(zhì)及液體的過程。 即根部細胞吸收離子過程中 ， 同時進行著離子的吸附與解吸附 ， 總有一部分被其它離子所交換 。故質(zhì)外體運輸僅限于外皮層以外。 root H+ HCO3— 離子的接觸交換 soil K+ SO42 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 由于土壤顆粒的表面帶有負電荷，陽離子被土壤顆粒吸附于表面。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 三、影響根部吸收礦質(zhì)元素的條件 （一）溫度 （二）通氣狀況 外界溶液濃度較低時，隨濃度增高，吸收離子數(shù)量也增多。 影響因素 ： 溶液吸附于葉片的能力； 溫度；高，有利于吸收； 葉片老嫩；嫩葉快且量大； 溶液保持液態(tài)的時間。 金屬離子： 離子態(tài)運輸。 分布于生長點和嫩葉等代謝旺盛處 ,缺乏發(fā)生在老葉。 礦質(zhì)元素還可被排出體外。 B、 NO2－ 的還原 A、硝酸鹽的還原 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 一、氮的同化 （一）硝酸鹽的代謝還原 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 還原反應所需的一對電子由 還原態(tài)鐵氧還蛋白 提供，即： B、 NO2－ 的還原 A、硝酸鹽的還原 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 一、氮的同化 （一）硝酸鹽的代謝還原 光合作用 的光反應 e 鐵氧還蛋白（還原型） 鐵氧還蛋白（氧化型） NO2 NH4+ 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 一、氮的同化 （一）硝酸鹽的代謝還原 （二）氨的同化 植物吸收銨鹽的氨后，或當硝酸鹽還原為氨后，會立即被同化。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 （二）氨的同化 谷氨酸合酶（ GOGAT）途徑 谷氨酰胺合成酶（ GS）途徑 谷氨酸脫氫酶（ GDH）途徑 氨基交換作用 即一種氨基酸的氨基被轉(zhuǎn)移到另一種酮酸的酮基上，而使之氨基化的反應，接受體即變?yōu)橐环N新的氨基酸。 好氣性細菌 （以固氮菌屬為主）； 嫌氣性細菌 （以梭菌屬為主）； 藍藻 。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 （三）生物固氮 生物固氮概念 生物固氮微生物 微生物固氮的最終產(chǎn)物 氨 固氮酶的組成 催化反應過程 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 （三）生物固氮 催化反應過程 鐵氧還 蛋白 氧 鐵氧還 蛋白 還 鐵蛋 白 氧 2Mg+ 2ATP 鐵蛋 白 還 鐵蛋 白 還 鉬鐵 蛋白 氧 鉬鐵 蛋白 還 鉬鐵 蛋白 氧 2MgADP 基質(zhì) N2， 8H+ 產(chǎn)物 2NH3， 2H2 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 （三）生物固氮 生物固氮概念 生物固氮微生物 微生物固氮的最終產(chǎn)物 氨 固氮酶的組成 催化反應過程 問題 每固定 1g氮要消耗 12g有機碳，能量投入過大。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 思 考 題 植物細胞通過哪幾種方式吸收礦質(zhì)元素？ 為什么說主動轉(zhuǎn)運與被動轉(zhuǎn)運都有膜傳遞蛋白 的參與？ H+ATP酶是如何與主動轉(zhuǎn)運相關的？ H+ATP酶 還有哪些生理作用？ 試解釋兩種類型的共轉(zhuǎn)運及單向轉(zhuǎn)運。 APS、 PAPS 為 積累形式，進一步被還原結(jié)合到胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸中，最后進入蛋白質(zhì)。 藍藻（魚腥藻） ，與水生蕨類紅萍（滿江紅）共生。 工業(yè)固氮：全世界約 2500萬噸。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第五節(jié) 植物對氮、硫、磷的同化 （二）氨的同化 谷氨酰胺合成酶（ GS）途徑 NH3＋谷氨酸＋ ATP ―→ 谷氨酰胺＋ ADP＋ Pi 該反應在細胞質(zhì)、根部細胞的質(zhì)體和葉片細胞的葉綠體中進行。 NR位于 細胞質(zhì) 中，故此步反應在細胞質(zhì)中進行 還原反應所需的一對 電子 由 NAD(P)H提供。 器官越老，含量越大。 （ 2）葉片吸收的元素 在莖部向上運輸是通過韌皮部和木質(zhì)部。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第四節(jié) 礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸 一、物質(zhì)的運輸形式、途徑和速度 形式 氮： 以有機物（氨基酸和酰胺）為主，少量以硝酸鹽形式運輸。 ? 影響礦物質(zhì)的可利用程度： 酸性時，利于難溶金屬離子的吸收， 但一些離子（ P、 K、 Ca、 Mg等）易流失； 堿性時，一些金屬離子形成難溶鹽。 但 過高 ，則速率下降，引起（ 1）酶鈍化；（ 2）高溫使細胞透性增大，礦質(zhì)元素被動外流。 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 木質(zhì)部 薄壁細胞 ER V V V 皮層 內(nèi)皮層 導管 質(zhì)外體和 共質(zhì)體 途徑 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 一、根部對溶液中礦質(zhì)元素的吸收過程 離子進入根部導管 黃岡師范學院 生命科學與工程學院 植物生物理學 第三節(jié) 植物對礦質(zhì)元素的吸收 一、根部對溶液中礦質(zhì)元素的吸收過程 （ 二 ） 根部吸收礦物質(zhì)的過程 離子進入根部導管 ： 認為導管周圍的薄壁細胞的離子是被動的隨水分的流動而進入導管；