《矿质营养》PPT课件.ppt

1、基本内容：主要了解植物生命活动中必需矿质元素的重要生理功能及缺素诊断，植物对矿质元素吸收、利用及吸收机理。 重点：矿质元素的重要生理功能根系吸收矿质的特点。 难点：细胞吸收矿质的特点,第三章 植物矿质营养,3.1植物体内的必需元素 3.2植物细胞对矿质元素的吸收 3.3植物根系对矿质元素的吸收 3.4矿物质在植物体内的运输和分配（自学）,二、植物必需的矿质元素和确定方法,（一）植物必需的矿质元素,必需元素:是指正常生长发育必不可少的营养元素。,大量元素（大量营养）：共9种：即C、H、O等三种非矿质元素和N、P、K、Ca、Mg、S等6种矿质元素。微量元素（微量营养）：元素在植物体内稍多即可对植物

2、产生毒害。共8种：即Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等矿质元素。,(二) 判断必需元素的标准,1.不可缺少性,2.不可替代性,3.直接功能性,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;营养液,（三）植物必需的矿质元素的确定方法,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。,a,b,c,d,C.气培法：根悬于营养液上方，营养液被搅起成雾状。,溶液培养或砂基培养时，注意：,1.溶液浓度要适宜，离子浓度过高易造成伤害,2.调节适宜

3、的pH值；,3.注意通气；,4.注意各种离子的平衡，否则会造成毒害。,三、植物必需元素的生理作用及缺素症,生理作用有三个方面：,（1）细胞结构物质的组成成分；,（2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；,（3）起电化学作用，即平衡离子浓度、稳定胶体和中和电荷等。,草莓叶片的缺素症状,老叶首先表现症状：N .P .K .Mg Zn 幼叶表现症状：Ca B Fe Cu S Mn 出现缺绿症状：N . Mg .Fe Cu S Mn,3.2 植物细胞对矿质元素的吸收,转入水中,转入水中,抑制呼吸,正常条件,吸收溶质量,时间,第一阶段溶质被动扩散到质外体。,细胞对溶质的吸收可分化二个阶段:,第二阶段溶

4、质越过膜进入细胞内或液泡，以主动吸收为主,一、被动吸收,指由于扩散作用或其他物理过程而进行的溶质吸收，不需要代谢能量，故又称非代谢性吸收。,主要有简单扩散、协助扩散等类型,被动吸收特点: 顺浓度梯度或电化学势梯度进行，不需提供能量,（二）协助扩散,溶质分子经膜转运蛋白协助顺浓度梯度或电 化学势梯度进行的跨膜运转。,通道蛋白 载体蛋白,(一)扩散作用 指分子或离子沿着化学势或电化学梯度转移的现象,1、离子通道 离子通道是细胞膜中一类内在蛋白组成的孔道，可通过化学方式或电学方式激活，控制离子顺电化学势梯度通过细胞膜。,离子通道类型,可控,运输方向,内向K通道结构 模型示意图,电压门控K通道模型示意

5、图,由带正电荷的氨基酸构成“门控结构，门控结构在膜电位的调控下控制通道蛋白的构象变化使通道打开或关闭。,用膜片钳（PC）测定膜上离子通道活性,原生质体（细胞器）,微电极,使用微电极从一小片细胞膜上获得电子信息的技术，将跨膜电压保持恒定，测量通过膜的离子电流的大小。,2、载体 膜上的内在蛋白，载体上有专一的结合部位，被运转的物质必需与结合部位结合，载体才能将其运到膜的另一侧，所以载体也叫透过酶。,Fig. Uniport carrier transport solutes processes,二、主动吸收,主动吸收亦称主动运输，是指细胞利用呼吸代谢释放的能量逆浓度梯度或电化学势梯度吸收矿物质的过

6、程，又称代谢性吸收。,特点：,消耗能量,可以逆浓度梯度进行吸收,具有选择性,图 电致离子泵把阳离子（M）逆着化学梯度运送出细胞外的假设步骤,离子泵与阳离子和ATP结合；,A,ATP水解，蛋白质磷酸化；,B,蛋白质构象变化，开口向外；,C,排出离子后又恢复原状。,D,(2)反向运输： H和另一物质(如阳离子 Na+、K+）通过反向传递体向相反方向运输,(1）同向运输： H和另一物质(如阴离子Cl、SO42或中性溶质糖、氨基酸)通过同向传递体向同一方向运输;,膜上的传递体能把物质逆着电化学势梯度与H+协同运输。膜上的传递体有同向传递体、反向传递体、单向传递体三类。,（3）单向运输 膜外的阳离子如K

7、+顺H+ATP酶活动产生的跨膜电势差通过单向传递体扩散到细胞内,次 级 共 运 转,三、胞饮作用,物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折将物质及液体转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为胞饮作用（pinocytosis）。是非选择性吸收。,囊泡把物质转移给细胞的方式有两种：,（1）囊泡在移动过程中，囊泡本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内；,（2）囊泡一直向内移动，到液泡膜后便将物质交给液泡。,3.3 植物对矿质元素的吸收,一、根系吸收矿质元素的特点,（二）离子的选择吸收 （三）单盐毒害与离子颉抗,（一） 根系吸收矿质和水的关系,1.矿质必须溶解在水中，才能被吸收 2.凡是吸水快的，蒸腾快，

8、吸收矿质快，运输也快。 3.吸收矿质多时，根据水势，更促进吸水。,（一） 根系吸收矿质和水的关系,联系,1.吸水运输到蒸腾叶面积最大的部分，吸 收矿质运输到生长部位。 2.植物对矿质元素有选择吸收作用。 3.水分吸收的动力主要来自于蒸腾拉力，而矿质元素的吸收则须消耗代谢能量,区别,（二）离子的选择吸收,1、物种间的差异， 如番茄吸收Ca、Mg多，而水稻吸收Si多。,表示试验结束时培养液中各种养分浓度占开始试验时,水稻和番茄养分吸收的差异,玉米根对离子的选择性吸收,2、同一植物对溶液中的不同离子,3.对同一种盐的不同离子吸收的差异上。 生理酸性盐 (NH4)2SO4 生理碱性盐 NaNO3或Ca(NO3)2 生理中性盐 NH4NO3,（三）单盐毒害与离子颉抗 某溶液中只含有一种盐分,该溶液被称为单盐溶液. 若将植物培养在单盐溶液中,植物不久就会呈现不正常状态,最后死亡,这种现象即为单盐毒害 离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子拮抗,小麦根在盐类溶液中的生长情况,A. NaCl+ KCl+ CaCl2； B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； D. NaCl,二、