第三章生物的新陈代谢

第三章生物的新陈代谢第五节植物的矿质营养高二生物备课组•用实验的方法研究植物营养的学者是荷兰医生和炼金术士范•海尔特蒙（1577—1644），他把2.27kg重柳树枝条栽种在90kg的土壤中，只浇水不施肥，5年后枝条重76.7kg，土壤减重60g。因此他认为植物从水中获得营养。增重？光合作用水分去向？蒸腾作用植物必需的矿质元素小部分氮大部分硫全部的磷全部的金属元素植物体水分85~90%干物质10~15%C、H、O、N以气体形式散失如CO2，CO，N2，水蒸汽，NH3，氮的氧化物等，小部分的硫以H2S和SO2的形式散失挥发部分灰分元素有机物90%无机物10%燃烧植物必需的矿质元素1确定必需元素的方法溶液培养法:溶液培养法亦称水培法,是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。注意：不能用自来水配制溶液，不能用沙土、泥土固定培养；因为自来水中、沙土和泥土中含有矿质元素。溶液培养法的过程相同生长状况的同种幼苗A组+完全营养液植物正常生长B组+除去X矿质元素的营养液植物正常生长植物不能正常生长X是非必需矿质元素加入X矿质元素植物恢复正常生长X是必需矿质元素用溶液培养法培养植物要保证植物正常生长的其他条件：1、在无菌条件下2、通气状况：通入无菌空气3、温度、PH适宜4、溶液浓度适宜C最基本元素HON基本元素PS主要元素K、Ca、Mg大量元素Fe、Mn、Cu、Mo、Cl、Ni、Zn、B矿质元素微量元素植物细胞对矿质元素的吸收现代人的生活讲究营养，可同学们知道植物是如何吸收营养的吗？今天我们就讲讲这个问题。植物的营养可分为无机营养和有机营养。化肥是我们最常听到无机营养，其中有N肥、P肥和K肥等等；有机营养主要指糖类、脂类、各种氨基酸等。这些营养物质溶于水后称为溶质。人吸收营养是通过嘴把食物吃到胃里，而细胞吸收溶质时，溶质要穿过细胞膜这道障碍。这一过程是如何进行的呢？首先让我们近距离观察一下细胞膜的结构。细胞膜的立体结构基本成分：蛋白质（外在蛋白和内在蛋白）、脂类和糖吸收的主要器官、部位：根、根尖成熟区吸收方式：主动运输矿质元素被吸收的状态：离子状态CO2+H2OH2CO3H++HCO3-根细胞近旁K+NO3-土壤溶液中的矿质离子NO3-K+根细胞表面HCO3-H+根细胞内部NO3-K+扩散交换吸附主动运输根尖吸收矿质离子的过程影响吸收的因素•1、外因：氧浓度、温度、•PH、土壤溶液浓度•2、内因：根细胞膜上载体的数量和种类、•呼吸强度（ATP）影响根部吸收矿质元素的外因：1温度过高过低酶失活、膜透性增大吸收下降代谢慢、细胞粘性增大吸收下降温度离子吸收速率2通气状况增加有氧呼吸吸收加快ATP增加O2%离子吸收速率3溶液浓度一定范围内吸收加快增加浓度过大吸收受阻或烧苗离子浓度离子吸收速率成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是：两个相对独立的过程比较项目矿质元素的吸收水分的吸收吸收形式离子分子吸收方式主动运输渗透作用（自由扩散）动力细胞呼吸产生的ATP细胞内外浓度差、蒸腾作用运载工具载体蛋白水通道蛋白吸收数量与外界浓度的关系呈正相关，但选择性吸收完全取决于浓度差联系1、吸收活跃区域相同，是成熟区表皮细胞2、矿质元素必需溶解在水中，才能被吸收3、矿质元素被吸收后影响根细胞液的浓度，从而影响根对水的吸收4、矿质元素被吸收随水分在导管中运输矿质元素的运输土壤溶液水离子成熟区表皮细胞层层细胞根导管茎导管叶脉导管水水离子离子水+离子水+离子相对独立（横向）一致（纵向）矿质元素的利用存在形式离子不稳定的化合物稳定的化合物移动情况容易移动可以移动不能移动利用情况反复多次一次土壤缺乏时首先表现病症的部位老的部位老的部位幼嫩的部位举例KN、P、MgCa、Fe一、作物需肥规律1不同作物对矿质元素需求种类不同•原因：a.需求部位不同：叶、茎、果•b.不同元素生理作用不同•如：禾谷类：前期施N肥，后期施P、K肥促粒•块根、块茎类：施K肥，促进地下糖分积累•叶菜类：施N肥，促叶肥大•豆科：少N，有固氮作用，多施P、K肥合理施肥2同一作物不同时期需肥不同•时期：种子萌发苗期开花结实成熟衰老•需肥量：不需肥逐渐增多最多停止吸收3最高生产效率期（营养最大效率期）施肥的营养效果最好，增产最多的时期。