植物对矿质元素的吸收

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'植物对矿质元素的吸收'
第三节 植物对矿质元素的吸收一、根系吸收矿质元素的特点 (一) 根对矿质和水的相对吸收 (二)离子的选择吸收 (三)单盐毒害与离子对抗(一) 根对矿质和水的相对吸收 黄瓜 吸水 K+ Br- 光 520ml 9.2 8.4 暗 90ml 10.5 8.8 1.根对水和盐的吸收不成比例。 2.吸盐和吸水是两个相对独立的生理过 程 相关(1)矿质元素必须溶于水中才能被吸收,随水一起进入根部自由空间。(2)由于矿质的吸收形成水势差---吸水的动力。 无关(1)动力和吸收方式不同:矿质元素的吸收方式以主动吸收为主。水分吸收主要是被动吸收。(2)植物吸收养分的量与吸水的量无一致关系。 (二)离子的选择吸收1、物种间的差异 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2、同一植物对溶液中的不同离子 表 玉米根对离子的选择性吸收 离子 胞外浓度 胞内浓度 积累率(膜内 浓度 膜外) mmol/L mmol/L / K+ 0.14 160 1142 Na+ 0.51 0.6 1.18 - NO3 0.13 38 292 2- SO4 0.61 14 233、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 KNO3(三)单盐毒害与离子拮抗 1.单盐毒害(toxicity of single salt) A.NaCl+ KCl+ CaCl2; B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2; D. NaCl 小麦根在盐类溶液中的生长情况 溶液 根的总长度(mm) 生长情况 NaCl 59 生长不好 CaCl2 70 生长不好 NaCl+CaCl2 254 生长较好 NaCl+CaCl2+KCl 324 生长正常 2.离子拮抗 (ion antagonism) 离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象。 3.平衡溶液 (balanced solution) 把必需矿质元素配成一定比例和浓度的溶液,可以使植物生长发育良好,这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液。 二、根系吸收矿质元素的区域和过程 (一)根系吸收矿质元素的区域 40根尖端 ) - 1 30 输出 m · i - n根冠 1 20 m ·根毛区 m 10伸长区 累 累积 脉 P ( 积 冲 3分生区 2 或 数 0 输 出 0 10 20 30 40 50 60 的 离根尖的距离(m m ) 相 对 量 怎样证明根毛区吸收能力最强?(1)用32P研究5-7天小麦初生根不分枝部分的吸收区。发现32P的积累有两个高峰:一是根冠及分生区;一是根毛发生区。(2)以32P研究大麦根尖对P的积累与运输,发现根毛区运输最快。(3)以黑麦草为材料,比较去掉根毛,不去根毛对矿质的吸收,结果不去根毛的比去根毛的吸收矿质高出80%左右。(二)根系吸收矿质元素的过程 1.离子被吸附在根部细胞表面 细胞吸附离子具有交换性质,故称为交换吸附。 图 土壤颗粒表面阳离子交换法则 由于土壤颗粒表面带有负电荷,阳 离子被土壤颗粒吸附于表面。外部 阳离子如钾离子可取代土壤颗粒表 面吸附的另一个阳离子如钙离子, 使得Ca2+被根系吸收利用。 离子交换有两种方式:(1)根与土壤溶液的离子交换 间接交换(2)接触交换离子交换遵循“同荷等价”的原则。 2.离子进入根部导管 质外体两条途径 共质体 根部吸矿质的共质体途径和质外体途径 胞间连丝 三、影响根系吸收矿质元素的条件(自学)(一)土壤温度状况 (二)土壤通气状况(三)土壤溶液浓度 (四)土壤pH状况(五)离子间的相互作用(六)土壤有害物质状况(七)微生物的作用 图 温度对小麦幼苗吸收钾的影响 当土壤pH低时,易吸收阴离子;高时易吸收阳离子。菌根 第四节 矿质元素在植物体内的运输与分配 一、矿质元素在植物体内的运输(一)矿质元素运输的形式(二)矿质元素运输的途径 根 叶根叶 二、矿质元素在植物体内的分配与再分配参与循环的元素都能再利用1. 离子状态(如钾) ; 缺素症状发生在老叶上。2. 不稳定的化合物(如氮、磷、镁) 。不参与循环的元素不能再利用难溶解的稳定化合物(如硫、钙、铁、锰、硼)。 缺素病症都先出现于嫩叶。第五节 植物的氮代谢一、植物的氮源 - +土壤中的NO3 和NH4 二、硝酸盐的还原 -(一) NO3 还原的部位: 根 地上部分的枝叶中 (二)硝酸盐的还原的过程(+ 5〕 (+ 3) (- 3) - + 2e - ? 6eNO 3 ? ??? NO 2 ? ??? NH 3 硝酸还原酶 亚硝酸还原酶 1、硝酸盐还原为亚硝酸盐 - - + NO +NADH+H ? ???NO +NAD +H O 3 NR 2 21.在细胞质中进行,2.硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)
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