普通生物学植物的营养.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,一、植物对养分的吸收和运输,（一）,植物的空气营养和土壤营养,空气营养：植物光合作用,土壤营养：水分和无机盐类,（二）,根细胞控制养分的吸收,根吸水的部位主要位于根尖，以,根毛区,吸水能力最强。,根毛区有许多根毛，扩大了吸收面积，同时由于根毛细胞壁的外部被果胶物质覆盖，粘性强且亲水性好，有利于和土壤颗粒粘着和吸水，而且根毛区输导组织发达。,水分进入根木质部的通路：,表皮皮层内皮层木质部,路径：,质外体途径（胞外途径）,共质体途径（胞内途径）,A 质外体途径(,apoplast path):,：质外体是指没有原生质的部分，包括细胞壁、细胞间隙和导管的空腔。由于根中内皮层的分隔，质外体就分为两个区域：一个在内皮层外，一个在内皮层内。水分在质外体中可以自由扩散，因此，水分在质外体中运输较迅速。,B 共质体途径(,symplast path):,共质体是指原生质体，细胞与细胞之间通过胞间连丝连结，整个根部的共质体成为一个连续系统，把从根外吸收的水分等运送到根内部，水分在共质体内进行渗透性运输，速度较慢。,必须至少穿过一次细胞膜，对离子可以进行选择性吸收。,水和无机盐进入根的两条途径,共质体,质外体,皮层,内皮层与凯氏带,维管柱,（三）蒸腾作用使水分和养分在木质部中上运,使水分和溶于其中的离子上运是植物重要的适应特征。,The structure of xylems,木质部结构,Water-conducting cells of the xylems 木质部水分运输,导管,vessel,管胞tracheid,植物根系吸水主要依靠两种方式：,主动吸水(active water absorption),另一种是被动吸水(passive water absorption),主动吸水,是由于根系的代谢活动引起的植物吸水现象，,吐水和根压,是根系主动吸水的表现。,被动吸水,是由于枝叶的蒸腾作用而引起的根系吸水。,吐水(,guttation)现象：完整的植物在土壤水分充足、土温较高、空气湿度大的早晨，从叶尖或叶边缘排水孔吐出水珠的现象。,由,水孔和通水组织,构成。,伤流,(bleeding)：假如将一株健壮的作物在近地面的基部切断，不久就会有水液从伤口流出，这种从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。,流出的汁液叫伤流液(bleeding sap)。,若在切口处连接一压力计，可测出一定的压力，这种靠根系的生理活动，使液流由根部上升的压力叫做,根压,。,1 根压（root pressure）,能将木质部汁液向上推动。,产生原因,：根对矿物质的吸收,大小,：100 KPa-200 KPa,不足以解释水在木质部上升的原因，只能上升1-2米。,现象,：损伤的树皮不流出液体，但却可以吸水。,大小,：小于100 KPa,不足以解释水在木质部上升的原因，只能上升10.4米。,2,蒸腾作用,（transpiration）,内聚作用,（cohesion）：,同一种分子彼此粘连在一起。,产生的原因,：水的物理特性，即水分子之间氢键产生的表面张力。,结构基础：连续的传输管道和强大的蒸腾作用。,大小,：估算为1.5 GPa，实际测量值为30.4 Mpa，远远大于水分上升的阻力，可以使水分运输到较高的部位。,1 GPa=10,3,MPa=10,9,Pa,内聚力学说（cohesion theory）,黏附作用（adhesion）,黏附作用,（adhesion,）：,不同种类分子粘连在一起。,木质部分子中的,水分子,与细胞壁中的,纤维素分子,通过,氢键,而黏附在一起。,解释水分在木质部的运输,蒸腾作用-内聚力-黏附力机制,蒸腾作用：,拉动一长串水分子,内聚力：,使这串水分子连在一起,黏附力：,有助于其向上的移动,气孔的控制,结构基础:,保卫细胞和表皮细胞相连的一面细胞壁比较薄，其余各方的细胞壁都比较厚。,过程,:保卫细胞弯曲或变直。,气孔一般在早晨张开，夜间关闭，中午以后缺水时，气孔也会关闭。,（四）糖分在韧皮部中的运输,糖源和糖壑,运输的特点,：就近收集，就近供应,有机物的变化,：浓度逐渐降低。,1 吸收的机制,：,主动运输,筛管分子通过主动运输吸收蔗糖，其它物质顺浓度梯度进入筛管。,2 运输的机制,：,压力流(pressure-flow)学说 P,235,产生的原因,：渗透压,方向：,源,壑,影响因素,：光合作用的强弱。,3 营养物质的储存,一年生：储存在果实和种子中。,二年生和多年生：根、茎、果实、种子，往往以淀粉的形式储存。,二、植物的营养和土壤,（一）植物需要17种必需元素,水培法是研究植物所需元素的方法。,9种大量元素,：C、N、O、H、P、S；,钾、钙、镁,8种微量元素,：铁、氯、铜、锰、锌、钼、,硼和镍。,常缺少的是N、P、K,（二）土壤对植物的生活十分的重要,土壤的表层对植物非常的重要：,保水、保留养分、通气和腐殖质。,根吸收的是环绕它的一层水膜中的氧、离子和水。,阳离子交换,阴离子交换,保持可持续发展：,正确滴灌、正确施肥、防止土壤被侵蚀,漫灌,喷灌和滴灌,土壤被侵蚀（土壤板结、腐殖质减少、农药的使用）,田边种树、坡地营造梯田,化学肥料,农家肥、垃圾肥（生活垃圾和污泥肥）,（三）真菌和细菌对植物营养有特殊作用,两种高等植物与微生物,共生,的现象。,植物与真菌 植物与细菌,菌根,菌根,(mycorrhiza),：许多植物的根与,真菌,共生而获得更大的表面积，这种,共生体,的双方是,互惠,的，,植物供应真菌以光合产物,，,真菌帮助植物吸收更多的水分和养分,，这种共生体称为菌根。,1 真菌与植物共生,菌根有,外生菌根、内生菌根和内外生菌根,。,外生菌根,：幼根的表面，形成菌根鞘，只有少数菌丝侵入表皮和皮层细胞的间隙中。,许多木本植物如松、水杉、山毛榉。,内生菌根,：,通过表皮进入皮层的细胞腔内，菌丝在细胞内盘旋扭结。,促进根内的物质运输、加强根的吸收机能。,如兰科、桑属、银杏。,2 细菌与植物共生,有机物和N,2,硝酸离子或铵离子(NH,4,+,),固氮菌,：N,2,NH,4,+,氨化细菌,：有机物 NH,4,+,固氮菌,豆科植物,（大豆、苜蓿）：,固氮菌属,（Rhizobium）,的固氮细菌,非豆科植物,：放线菌,（Actinomycete）,苜蓿（三叶草）,大豆,根瘤,（root nodule）,：,根瘤菌（细菌）,自根毛侵入，,存在于根的皮层薄壁细胞中，,并在皮层细胞中迅速分裂增殖，,并刺激皮层细胞进行细胞分裂，,结果皮层细胞数量增加，体积膨大，形成根瘤。,细菌(根瘤菌),根毛,感染腔,类菌体(根瘤菌),泡囊,根瘤,根分泌物质吸引根瘤菌,根瘤菌入侵：,产生分泌物使根毛卷曲、膨胀，,并使根毛顶端细胞壁溶解，,根瘤菌经此处侵入根毛，,并在根毛中滋生，,根瘤菌沿侵入线侵入根的皮层，,并迅速在该处繁殖。,皮层细胞受刺激，迅速分裂，形成根瘤。,（四）植物的异养生活方式,寄生植物：,菟丝子和槲寄生，有的无光合作用能力，因遮光或吸收营养太多，而对寄主造成伤害。,食虫植物：,猪笼草、茅膏菜和捕蝇草，发展精巧的结构来获得氮源。,中国菟丝子,日本菟丝子,猪笼草,茅膏菜,捕蝇草,本章重点,水分进入根木质部的两条路径包括,和,。,研究植物所需元素的方法是,。,植物需要17种必需元素，包括9种大量元素,和8种微量元素,。,质外体途径（胞外途径）(apoplast path),共质体途径（胞内途径）(symplast path),内聚力学说（cohesion theory）,黏附作用（adhesion）,菌根(mycorrhiza),根瘤（root nodule）,如何解释水分在木质部的运输。,解释根瘤的形成过程。,