3+第3章+植物的矿质营养--复习材料+自测题

第 3 章 植物的矿质营养

一、教学大纲基本要求

了解高等植物矿质营养、植物必需元素的概念及其在植物体内的生理作用、植物缺乏必需元素所出现的特有症状； 理解营养离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程、特点以及根外营养的意义；了解 NO3 ­ 、NH4 + 在植物体内 的同化过程、同化部位，以及营养物质在体内的运输方式；了解影响植物吸收矿质养分的环境因素、作物生产与矿质 营养的密切关系并理解合理施肥的生理基础，能够提出合理施肥的措施。

二、本章知识要点

矿质元素和水分一样，主要存在于土壤中，由根系吸收进人植物体内，运输到需要的部位加以同化，以满足植物 生命活动的需要。植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为矿质营养。

植物体内的化学元素并非全部是植物生命活动所必需的，只有其中一部分为植物生命活动所不可缺少。要确定植 物体内各种元素是否为植物所必需， 只根据灰分分析得到的数据是不够的。 通过溶液培养或砂基培养， 并按照Arnon & Stout于1939年提出的植物必须元素的标准：

（1）如缺乏该元素，植物生育发生障碍，不能完成生活史；

（2）除去该元素，则表现出专一的病症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的；

（3）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产 生的间接效果。

目前已经明确钾、钙、镁、硫、磷、氮、氯、铁、锰、硼、锌、铜、钼、镍、及碳、氢、氧等17种元素为大多数 高等植物所必需的，其中碳、氧、氢、氮、钾、钙、镁、磷、硫等9 种元素植物需要量相对较大，称为大量元素；其 余氯、铁、硼、锰、锌、铜、镍和钼等8种元素植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素。

必需的矿质元素在植物体内的生理作用有3个方面：⑴是细胞结构物质的组成成分，如N，P，S等；⑵是植物生 命活动的调节者，参与酶的活动， 如 Mn，Mg，Fe 等；⑶起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中

+ 

和等，如K 。

可被植物吸收的氮素形态主要是铵态氮和硝态氮。 氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16%～18%。此 外，核酸、核苷酸、辅酶、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮，而某些植物激素、维生素和生物碱等也含有氮。因此， 氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。

磷是以正磷酸盐(H2P04 — )形式被植物吸收。当磷进入植物体后，大部分成为有机物，有一部分仍保持无机物形式。

+ + 磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷是核苷酸衍生物(如ATP、FMN、NAD 、NADP 和COA等)的组成成分，其在糖

类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着极其重要的作用。 

+ 

K 既是植物的吸收形态又是在植物体内的存在形态，与氮、磷相反，钾不参与重要有机物的组成。钾主要集中在

植物生命活动最活跃的部位，如生长点、幼叶、形成层等。钾对于参与活体内各种重要反应的酶起着活化剂的作用， 是40多种酶的辅助因子。钾促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成。钾对糖类的合成和运输有影响。 

SO4 2— 进入植物体后，一部分保持不变，大部分被还原成硫，进一步同化为含硫氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸和 蛋氨酸等，而这些氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子。硫也是CoA的成分之一，氨基酸、脂肪、糖类等的合成等都 和CoA有密切关系。

植物体内的钙有呈离子状态的，有呈盐形式的，还有与有机物结合的。钙主要存在于叶子或老的器官和组织中。 它是一个比较不易移动的元素。钙在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥梁，因而可以维持膜结 构的稳定性。钙是构成细胞壁的一种元素，细胞壁的胞间层是由果胶酸钙组成的。胞质溶胶中的钙与可溶性的蛋白质

2+ 形成钙调素(简称CaM)。CaM和Ca 结合，形成有活性的Ca­CaM复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。

镁主要存在于幼嫩器官和组织中，植物成熟时则集中于种子。镁是叶绿素的组成成分之一。在光合和呼吸过程中， 镁可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。同样，镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。

铁进入植物体内处于被固定状态，不易转移。铁是许多重要氧化还原酶的组成成分。铁在呼吸、光合等氧化还原

3+ 2+ 过程中(Fe ≒ Fe )都起着重要的作用。铁影响叶绿体构造形成，和叶绿素的合成。

锰是糖酵解和三羧酸循环中某些酶的活化剂，所以锰能提高呼吸速率。锰是硝酸还原酶的活化剂。在光合作用方 面，水的裂解需要锰参与。

硼能与游离状态的糖结合，使糖带有极性，从而使糖容易通过质膜，促进运输。硼对植物生殖过程有影响。硼具 有抑制有毒酚类化合物形成的作用。

缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吲哚乙酸的前身，因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。