第7章 植物的矿质和氮素营养教案
第7章植物的氮素和矿质营养
【重点与难点】
教学重点：植物必需矿质元素N、P、K的生理作用及其缺素症；
植物细胞对矿质元素的吸收；植物对氮素的同化。
教学难点：细胞对矿质元素主动吸收的机理；生物固氮机制。
矿质元素和水分一样，主要存在于土壤中，由根系吸收进入植物体内，运输到需要部位，加以同化，以满足植物的需要。植物对矿物质的吸收、转运和同化，称为植物的矿质营养。
第一节植物体内的必需元素
一、植物的元素组成
灰分——植物体充分燃烧后，有机物中的C、H、O、N、部分S挥发掉，剩下的不能挥发的灰白色残渣为灰分。
灰分元素——构成灰分的元素，包括金属元素及部分P、S 非金属元素。
因其直接或间接来自土壤矿质，又称矿质元素。
N不存在于灰分中，不是灰分元素，由于N和灰分元素都是从土壤中吸收的，通常将N归于矿质元素一起讨论
目前已发现70多种灰分元素。
二、植物必需元素及其研究方法
（一）植物体内的必需元素
必需元素是指在植物完整生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。
判断必需元素的标准：
1、完成植物整个生长周期不可缺少的；
2、功能是不可替代的，缺乏，植物表现专一的缺乏症；
3、其作用必须是直接的。
必需元素（17种）
必需元素（19种）：Na、Si
植物必需营养元素来源
C、H、O来自空气和水
N素：空气、土壤
其余均来自土壤
（二）确定植物必需元素的研究方法
1.溶液培养法(水培法)
将植物的根系浸没在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
2.砂基培养法(砂培法)
在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。
⒊气培法(气栽法)
将根系置于营养液气雾中栽培植物的方法。
三、植物必需元素的生理功能及其缺素症
必需元素的作用：
细胞结构物质组分，如：C、H、O、N
生命活动的调节者，参与酶活动（Fe、Cu、Zn、Mg）
起电化学作用，即离子浓度的平衡、电荷中和、电子传递、氧化还原等（K、Fe、Cl）
参与能量转换和促进有机物运输（P、B、K）
（一）大量元素的生理功能及缺素症
吸收方式：无机态（NH4+或NO3- ）；有机态（尿素等）。
生理作用：氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶绿素、某些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。施用氮肥能加速植物生长。
缺氮症状：
A.生长受抑植株矮小,分枝少,叶小而薄,花果少易脱落；
B.黄化失绿枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯，老叶先发黄。老叶发黄，新叶色淡氮过多：
A.植株徒长叶大浓绿，柔软披散，茎柄长；
B.机械组织不发达植株体内含糖量相对不足，机械组织不发达，易倒伏和被病虫害侵害。
C.贪青迟熟，生育期延迟。
以H2PO4-,HPO42-形式吸收。
生理作用：
①磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分；
②核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物(如ATP、NAD+、NADP+和CoA等)在
新陈代谢中占有极其重要的地位；
③糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要作用。
缺磷症状：
A.分蘖分枝减少，幼芽、幼叶生长停滞，茎、根纤细，植株矮小；
B.花青素含量增多，叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状首先在下部老叶出现，并逐渐向上发展。
磷过多：
A.营养过多的磷素营养会促使作物呼吸作用过于旺盛，消耗的干物质大于积累的干物质，造成繁殖器官提前发育，引起作物过早成熟，籽粒小，产量低。
B.锌肥与磷肥的吸收存在拮抗作用，在有效磷含量高的土壤中，往往会产生诱发性缺锌。
以离子状态（K+）被吸收
生理作用：
①很多酶的活化剂，是40多种酶的辅助因子；
②调节水分代谢。K+在细胞中是构成渗透势的重要成分。调节气孔开闭、蒸腾；
③促进能量代谢。作为H+的对应离子，向膜内外转移，参与光合磷酸化、氧化磷酸化。
缺钾症状：
叶片出现缺绿斑点，逐渐坏死，叶缘枯焦，易倒伏，抗逆性差。
钾过多：
过量施钾是对宝贵资源的浪费，会造成作物对钙等阳离子的吸收下降，造成叶菜“腐心病”、苹果“苦痘病”等。过量施用钾肥会造成土壤环境及水体污染。
以Ca2+吸收
生理作用：
①构成细胞壁（细胞壁胞间层果胶钙的成分）；
②稳定生物膜的功能；
③钙与可溶性的蛋白质形成钙调素(calmodulin，简称CaM)。CaM和
Ca2+结合，形成有活性的Ca2+·CaM复合体，起“第二信使”的作用。
缺钙症状：
顶芽、幼叶呈淡绿色，叶尖出现钩状，随后坏死。缺素症状首先表现在上部幼茎、幼叶和果实等器官上。嫩叶先表现病症（不易移动）。
以Mg2+等形式吸收，
生理作用：
①叶绿素的成分；
②光合作用和呼吸作用中一些酶的活化剂；
③DNA和RNA合成酶的活化剂，在细胞分裂中起作用。
缺镁症状：
A.叶绿素即不能合成，叶片缺绿，特点是叶脉仍绿而叶脉之间的叶肉变黄，有时呈红紫色；
B.有坏死褐斑；
C.老叶先表现病症。
以SO42-形式吸收
生理作用：
①含S氨基酸(Cys,Met)是蛋白质的构成成分;
②铁硫蛋白能影响细胞中的氧化还原过程；
③是CoA、硫胺素、生物素的成分，与体内三大类有机物的代谢密切相关。
缺硫症状：
蛋白质含量显著减少，叶色黄绿，植株矮小，嫩叶先表现病症（不易移动）。
（二）微量元素的生理功能及缺素症
以Fe2+形式吸收
生理作用：光合作用、呼吸作用、生物固氮中电子传递体的组成成分；叶绿素合成有关的酶需要它激活。
缺Fe：
A.缺铁幼叶叶脉间先缺绿，华北果树“黄叶病”（碱性土或石灰质土易缺乏）。
B.无坏死斑点。
C.嫩叶先表现病症。
以Cu2+形式吸收
生理作用：①一些氧化还原酶的组分；②光合电子传递链质体蓝素（PC）的成分。
缺Cu：
A.叶片生长缓慢，蓝绿色；
B.顶叶上卷呈杯状；
C.嫩叶先表现病症。
以H3BO3的形式被吸收。
生理作用：①促进糖分在植物体内的运输。②与植物的生殖有关，利于花粉的形成，促进花粉萌发、花粉管伸长、受精；③抑制植物体内有毒酚类化合物（咖啡酸、绿原酸）的合成。
缺B：
A.甘蓝型油菜“花而不实”，
甜菜“心腐病”。
B.顶芽死亡，从叶基起枯死。
C.嫩叶先表现病症。
以Zn2+形式吸收
生理作用：（1）酶的组分或活化剂；（2）参与蛋白质和叶绿素合成；（3）促进IAA的生物合成。
缺Zn：
A.坏死斑点大而普遍存在于叶脉间，最后出现于叶脉。
B.叶厚，茎短。
C.老叶先表现病症。
果树（叶片扩展受到抑制，小叶簇生，“小叶病”）
以Mn2+形式吸收
生理作用：①许多酶的活化剂；②直接参与光合作用(水的光解）。
缺Mn:叶绿体结构会破坏、解体。
A.叶片失去绿色并出现杂色斑点，而叶脉仍然保持绿色。
B.嫩叶先表现病症。
以MoO42-形式吸收
生理作用：①是硝酸还原酶的组成成分，起电子传递的作用；②是固氮酶的组成成分。
缺Mo：
A.老叶叶脉间缺绿，且有大小不一的黄色或橙黄色斑点；严重时叶的边缘萎
蔫，叶片扭曲成环状，甚至死亡。
B.老叶先表现病症。
以Cl-形式吸收
生理作用：①参与光合作用水的裂解，促进氧释放；②叶和根中的细胞分裂需要；③调节细胞溶质和维持电荷平衡。
缺Cl：
（1）植株叶小，叶尖干枯，黄化；
（2）根生长缓慢，根尖粗；
（3）老叶先表现病症。
以Ni2+形式吸收
生理作用：是脲酶的金属辅基，无镍时，脲酶失活，尿素在植物体内积累，对植物造成毒害。
缺Ni：
A.植物体的尿素会积累过多，
产生毒害，叶失绿，坏死；
B.嫩叶先表现病症。
（1）吸收形式：金属元素以离子形式（K+、Ca2+、Mg2+ ）,非金属元素以酸根形式( BO3-、SO42-）
（2）存在形式：有机物、无机物
可再循环元素：N、P、Mg、K、Zn、Mo、Cl，病症从老叶开始
不可再循环元素：Ca、B、Cu、S、Fe、Mn、Ni，病症从幼叶开始
第二节植物细胞对矿质元素的吸收
一、植物细胞膜的运输蛋白
（一）离子通道
离子通道又称通道蛋白，是细胞膜中的一类内在蛋白构成的孔道，横跨膜两侧。通道内带电荷并充满水分。通道有“闸门”可开关，通常一种通道只允许一种或有限的离子通过。
离子通道分类
电压门控离子通道：主要有钠、钾、钙等离子通道，通常由同一亚基的四个跨膜区段围成孔道，孔道中有一些带电基团（电位敏感器）控制闸门，当跨膜电位发生变化时，电敏感器在电场力的作用下产生位移，响应膜电位的变化，造成闸门的开启或关闭。
（二）载体蛋白
载体蛋白有：单向运输载体、同向运输器、反向运输器。
1、单向运输载体
催化分子或离子单方向的顺电化学势差进行跨膜运输。
质膜上已知的单向运输载体有运输Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等载体。
2、同向运输器
运输器与质膜外H+结合同时又与另一分子或离子结合，向同一方向运输。（大多阴离子Cl-、NO3-、PO33-、SO42-和蔗糖等中性离子）
3、反向运输器
运输器与质膜外H+结合同时又与膜内侧的分子或离子结合，两者向相反方向运输。（大多阳离子如Na+、糖等中性离子）
主动运输——逆电化学势梯度（104-105个／s）
（三）离子泵
离子泵是膜运输蛋白之一。也看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能源，属于主动运输。
常见的有Na+-K+泵、Ca2+泵和质子泵。
Na+-K+泵
?钠钾泵（也称钠钾转运体），存在于动、植物细胞质膜上，为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。
?每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出三个钠离子和泵入两个钾离子。
保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件，防止细胞水肿，势能贮备。
总结
离子的跨膜运输主要由膜转运蛋白来完成，膜转运蛋白主要有：
离子通道--通道运输--被动运输
载体蛋白--载体运输--被动运输或主动运输
离子泵---泵运输--主动运输
二、植物细胞吸收溶质的方式
（一）被动吸收
定义：离子（溶质）跨过生物膜不需要由代谢提供能量，是顺电化学势梯度进行运输的方式。
类型：简单扩散和协助扩散
1.简单扩散
简单扩散：溶质从浓度高的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如水、尿素、甘油等也可以透过脂双层；分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl-、HCO3-是高度不通透的。
特点：
从高浓度到低浓度；
不需要转运蛋白的协助；
不消耗能量。
2.协助扩散
（1）概念：进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散，叫做协助扩散。
（2）特点：
从高浓度到低浓度；
需要转运蛋白的协助；
不需要能量。
如：葡萄糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等。
（二）主动吸收
概念：指细胞利用呼吸代谢产生的能量，逆电化学势梯度吸收矿质元素的过程。
主动运输特点
◆从低浓度到高浓度；
◆需要转运蛋白的协助；
◆需要能量（ATP)。
（三）胞饮作用
细胞通过质膜的内折而将物质转移到胞内的过程称为胞饮作用(简称为胞饮)。
胞饮作用：属于非选择性吸收方式，不是植物吸收矿质元素的主要方式。囊泡把物质转移给细胞的方式有两种：
◆囊泡在移动过程中，其本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内；
◆囊泡一直向内移动，到液泡膜后将物质交给液泡。
第三节植物体对矿质元素的吸收
一、根系对矿质元素的吸收
植物对水分和矿质的吸收既相互关联、又相互独立。
相互关联：盐分一定要溶于水中才能被根部吸收。
（一）根吸收矿质元素的特点
1.根吸收矿质元素与吸收水分具有相对独立性
◆吸收机理不同：水分吸收主要是因蒸腾引起的被动吸收，矿质吸收以主动
吸收为主，需能及载体等。
◆分配方向不同：水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到当时的生长中心。
2.植物吸收矿质元素的选择性
离子的选择性吸收：即植物根系吸收离子的数量与溶液中离子的数量不成比例的现象。
对同一溶液中的不同离子的选择性吸收
例如，水稻可以吸收较多的硅，但却以较低的速率吸收钙和镁。又如，番茄以很高的速率吸收钙和镁，但几乎不吸收硅。
对同一盐分中阴阳离子的选择性吸收
生理酸性盐：吸收阳离子>阴离子
使较多的H+从根表面进入土壤溶液，而使土壤溶液变酸。如(NH4)2SO4等大多数铵盐。
生理碱性盐：吸收阴离子>阳离子
使较多的OH-和HCO3-从根表面进入土壤溶液，而使土壤溶液变碱。如NaNO3等。
生理中性盐：吸收阴离子=阳离子
根系对阴、阳离子的吸收速率相似，土壤溶液的酸碱性不发生明显变化。如NH4NO3。
3.单盐毒害和离子颉颃
?单盐毒害：溶液中只有一种金属离子时，对植物起有害作用的现象。?离子颉颃：在单盐毒害的溶液中，加入其它离子，既能减弱或消除单盐毒害，离子之间的这种作用，称为离子颉颃。
?平衡溶液：含有适当比例和浓度的多种盐分配制成的溶液。
（二）根吸收矿质元素的过程
1.矿质元素吸附在根细胞表面
根细胞表面的H+和HCO3-与溶液中的阳离子和阴离子交换吸附。盐类离子被吸附在细胞表面，这种交换吸附不需要能量，吸附速度很快（几分之一秒）。离子交换吸附
a. 通过土壤溶液与土粒间进行离子交换
b. 根与土粒的接触交换
离子交换按“同荷等价”原则：
即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能同阴离子交换,而且价数必须相等。2.矿质离子进入根内部
（1）共质体途径（2）质外体途径
3. 矿质离子进入根导管
离子从导管周围的薄壁细胞进入导管。被动扩散？主动转运？
（三）影响根系吸收矿质元素的因素
1.土壤温度
在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土温增高而加快；
温度过高：①酶钝化②导致根尖木栓化加快，减少吸收面积③细胞透性大，
矿质元素被动外流。
温度过低：①呼吸代谢弱，主动吸收慢②细胞质粘性增大，离子进入困难。
2.土壤通气状况
充足，有利吸收。
通气良好：O
通气不良：CO
过多，抑制吸收；H2S增大，对根系产生毒害作用。
农业生产中，常采用中耕晒田来改善土壤的通气状况，以利于根对矿质元素的吸收。
3.土壤溶液浓度
在外界溶液浓度较低时，根吸收矿质元素的速度随溶液浓度的增高而加快；
但浓度到一定时，离子吸收速率与溶液浓度无关，因为载体数量有限；
施肥过多：浪费，烧苗。
4.土壤溶液的pH（最适pH为6-7）
（1）影响细胞质蛋白质的带电性直接影响
在弱酸性条件下，带正电，吸附环境中阴离子
在弱碱性条件下，带负电，吸附环境中阳离子
（2）影响矿物质的溶解性间接影响
碱性环境，Fe、Ca、Mg、Cu等呈不溶态，植物的利用量少；酸性环境，Fe、Ca、Mg、Cu等易溶解，易被雨水淋走。
（3）影响土壤微生物的活动间接影响
5.离子间的相互作用
协同作用：如磷、钾促进植物对氮的吸收；
拮抗作用：如溴和碘会使氯的吸收减少。
二、植物地上部分对矿质元素的吸收
植物地上部分对矿物质的吸收称为根外营养。
地上部分吸收矿质的器官以叶片为主，根外营养也称叶片营养。
◆吸收部位：叶片为主
◆吸收过程：主要通过角质层裂缝进入到表皮细胞外壁后，进一步经细胞壁
中的外连丝到达表皮细胞的质膜，也可经过气孔进入植物体内。
◆影响因素：叶片种类、叶片代谢情况、溶液在叶片上吸附的时间。
根外施肥的优点：快速、高效。
?补充作物生育后期根部吸肥不足；
?用于易被土壤固定的肥料的施肥，避免土壤对养分的固定(如P、Mn、Zn、Ca等)；
?补充微量元素，效果快，用药省；
?干旱季节，植物不易吸收，叶片营养可补充。
叶面喷施肥料应当在清晨或傍晚进行。这样可以避免烧叶、烧苗。
养分可以与农药一起喷施，尤其是硝酸钾，和大多数农药混合喷用可以提
高农药的药效。
三、矿物质在植物体内的运输和利用
（一）植物体内矿质元素的运输
金属元素（离子形式）；非金属元素（无机物、有机物）
N：大部分在根部转化为氨基酸和酰胺上运，少量以NO3-上运；
P：以正磷酸盐或有机磷化合物运输；
S：以SO42-或少数以甲硫氨酸(Met)运输；
金属元素：以离子状态运输。
运输途径
木质部运输：由下而上运输
根部吸收的离子可沿木质部上运，也可横向运至韧皮部。
韧皮部运输：双向运输
叶片吸收的离子向下和向上是通过韧皮部进行的，也可横向运至木质部。
运输速度：30-100cm/h
（二）矿质元素的利用
（三）矿质元素在植物体内的分布
1、可再利用元素：（可参与再循环的元素）
存在状态为离子态或不稳定化合物
可多次利用
多分布在生长旺盛处
缺乏症先表现在老叶
如氮、磷、钾、镁，以氮、磷最为典型
2、不可再利用元素：（不能参与循环的元素）
以难溶稳定化合物存在
只能利用一次、固定不能移动
器官越老含量越大
缺乏症先表现在幼叶
如钙、铁、锰、硼等，以钙最为典型
四、氮素的同化
（一）植物的氮源——大部分来自土壤
（二）硝酸盐的还原
植物吸收的硝酸盐必须经代谢还原成铵盐，才能用来合成氨基酸和蛋白质，因为氨基酸和蛋白质的氮呈高度还原状态，而硝酸盐的氮呈高度氧化状态。
（三）氨的同化
植物氨同化的生理意义
1）解除氨毒；
2）形成新的物质（如氨基酸等）；
3）酰胺化得到的谷氨酰胺和天冬酰胺在植物体内氨不足时可释放出氨。（四）生物固氮作用
生物固氮—由固氮微生物将大气中的游离氮（N2）转化为含氮化合物（NH3或NH4+）的过程。生物固氮是地球上固氮过程中最重要的组成部分。约占总固氮量的90%。
根瘤菌是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一
类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。
根瘤菌是通过豆科植物根毛或其他部位侵入，形成侵入线，进到根的皮层，
刺激宿主皮层细胞分裂，形成根瘤。
植物矿质和氮素营养
第三章植物的矿质与氮素营养 矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为植物的矿质营养。 灰分元素：干物质充分燃烧后，剩余下一些不能挥发的灰白色残渣，称为灰分。灰分元素直接或简接来自土壤矿质，所以称为矿质元素。 必需元素：指在植物生长发育中必不可少的元素，具有不可缺少性，不可替代性和直接功能性。 大量元素：指植物生命活动所必需的、且需要量较多的一些元素。有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫等9种元素。 微量元素：植物生命活动所必须的、而需要量很少的一类元素称为微量元素。 水培法：在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。 砂培法：在洗净的石英砂或玻璃球等基质中，加入营养液培养植物的方法。 主动吸收：指细胞利用呼吸释放的能量逆化学梯度吸收矿质元素的过程。 被动吸收：指细胞不需要由代谢直接提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质元素的过程。 扩散作用：指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。 协助扩散：指小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运的过程，通常不需要细胞提供能量。 离子通道：指细胞膜中一类由内在蛋白构成的横跨膜两侧的孔道。孔的大小及孔内表面电荷等性质决定了通道转运离子的选择性。 膜片钳技术：指使用微电极从一小片细胞膜上获取电子信息，可用来研究细胞器间的离子运输、气孔运动、光受体、激素受体以及信号分子等的作用 原初主动转运：质膜H+-ATP酶利用ATP水解产生的能量，把细胞质内的H+向膜外泵出，产生质子驱动力的过程称为原初主动运输。 次级主动转运：指以质子动力作为驱动力的离子或分子的转运。 单盐毒害：指植物培养在某一单盐溶液中不久即呈现不正常状态，最后死亡的现象。单盐毒害无论是营养元素还是非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。 离子拮抗：指离子间相互消除毒害的现象。 平衡溶液：植物必需的矿质元素按一定浓度与比例配制成使植物生长良好的混合溶液称为平衡溶液。 生理酸性盐：植物根系对其阳离子的吸收多于阴离子而使介质变成酸性的盐类称为生理酸性盐。 生理碱性盐：植物根系对阴离子的吸收多于阳离子而使介质变成碱性的盐类称为生理碱性盐。诱导酶：指植物体内原来没有、但在特定物质的诱导下才能合成的酶。 硝酸盐还原：指硝酸根离子在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的相继作用下还原成氨的过程。 生物固氮：指某些微生物通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 氨的同化：植物从土壤中吸收NH4+或由硝酸盐还原形成NH4+后被同化为氨基酸的过程称为氨的同化。 叶面营养：指把速效性肥料直接喷施在叶面上以供植物吸收的施肥方法。 植物营养最大效率期：指植物在生命周期中，对施肥的增产效果最好的时期。一般作物的营养最大效率期是生殖生长期。 营养临界期：指植物在生命周期中，对养分缺乏最敏感最易受害的时期。
植物的矿质营养
《植物的矿质营养》教案 教学目标 一、知识方面 1、使学生理解矿质元素的概念，了解植物必需的矿质元素的种类和来源 2、使学生理解根对矿质元素离子的吸收过程及其与植物根细胞呼吸作用之间的密切关系 3、使学生理解根吸收矿质元素离子与根吸水的联系和区别 4、使学生了解矿质元素在植物体内的存在形式、运输方式和利用特点 5、使学生了解合理施肥、无土栽培原理和实用。 二、能力方面 通过引导学生分析根对矿质元素离子的吸收过程与呼吸作用的关系以及分析影响根吸收矿质离子的环境因素，训练学生分析实验和实际问题的能力。 三、情感、态度、价值观方面 通过在教学中介绍合理施肥、无土栽培原理和实用，增加学生学以致用的意识；培养学生关注科学、技术在现代农业生产中的应用，对学生进行生命科学价值观的教育。 【教学重点】植物必需的矿质元素及其种类；根对矿质元素离子的吸收过程。 【教学难点】根对矿质元素离子的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。 【课时安排】实验、授课一共两课时。 【教学手段】挂图、多媒体课件、实验 【教学过程】 1、引言 课前指导生物小组的同学用完全培养液和缺素培养液培养出一些植物体，以便课上展示给学生，引发他们对矿质元素对植物生活的作用的思考，以此引入本节内容。 也可以从分析植物体内化学物质的元素组成入手引入课题。例如，植物体内的物质中，蛋白质通常含有N，S、叶绿素含有Mg，核酸含有P，但植物体通过光合作用可从二氧化碳获得C和O，通过根的吸水中获得H和O。以此引导学生分析出植物体内含有的元素种类与植物吸收的元素种类之间的矛盾，从而很自然地引入植物还可从土壤吸收矿质元素这一事实。
也可以从根的渗透吸水直接引入，因为学生都知道土壤溶液中还溶解有各种矿质元素离子，这时可引发学生思考：溶于水的这些矿质元素离子是否是和水一起被吸收的？从而引入矿质元素离子的吸收。 2、矿质元素的概念 和根对水分的吸收情况一样，学生在初中已学过有关无机盐吸收有关的初步知识，因此，教师可提出一些问题，以了解学生对矿质代谢的理解程度，找出学生对矿质代谢理解上的偏差和不足，从而进行有针对性的教学。比如，教师可提出以下问题： ①植物收矿质元素离子的主要器官是什么? ②植物矿质元素离子的主要部位是什么？ ③矿质元素在植物体主要以什么存在？ ④植物体运输水和矿质元素离子的通道是什么？知道这些通道在植物体的哪个部位吗？ ⑤矿质元素离子在植物体内都可以参与哪些生理功能？ ⑥植物体内矿质元素离子是如何散失的？等等。 在讨论了上述问题的基础上，引导学生分析矿质元素的概念、必需元素的概念、植物体内哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。 可把学生讨论的重点放在“如何确定某种元素是植物必需的矿质元素的方法？”鼓励学生提出自己的观点和设计方案，以便渗透研究方法，对于激发学生学习兴趣，丰富学生研究问题的思路有重要作用。 3、根对矿质元素离子的吸收过程，是本节教学的重点，也是难点 （1）根细胞对矿质元素的交换吸附 这是根细胞吸收矿质元素离子的第一步 可先让学生做《根对矿质元素离子的离子交换吸附》实验，在实验过程中或实验结束后，教师通过下面的问题串引发学生对交换吸附的思考和理解： ①通过《观察根对矿质元素离子的交换吸附现象》的实验，如何理解设置对照实验的重要性。 《观察根对矿质元素离子的交换吸附现象》实验是一个简单的单因子对照实验。在单因子对照实验中，有一个非常重要的要求，即，除了要研究的那个因素设置为可变外，其它所有条件都尽量保证一致。
植物营养学(课件)
《植物营养学》
第一节植物营养性状的基因型差异 第二节植物养分效率差异的生理学和遗传学基础(Part1Part2) 第三节植物营养遗传特性的改良途径第一节肥料的科学施用第二节肥料的科学管理(Part1Part2) 第十一章植物对逆境土壤的适应性 第一节酸性土壤 (Part1Part2Part3Part4) 第二节盐渍土 (Part1Part2) 第三节石灰性土壤 (Part1Part2) 第四节渍水和淹水土壤 第一章绪论 第一节植物营养学与农业生产 绿色植物的显著特点是其根或叶能从周围环境中吸取营养物质，并利用这些物质建造自身的躯体或转化为维持其生命活动所需的能源。植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，即称为营养。植物体所需的化学元素称为营养元素。营养元素转变（合成与分解）为细胞物质或能源物质的过程称为新陈代谢。实质上，营养元素是代谢过程的主要参与者。这表明植物营养与新陈代谢过程是紧密相关的。 植物营养学是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。或者说，植物营养学的主要任务是阐明植物体与外界环境之间营养物质交换和能量交换的具体过程，以及体内营养（养分）物质运输、分配和能量转化的规律，并在此基础上通过施肥手段为植物提供充足的养分，创造良好的营养环境，或通过改良植物遗传特性的手段调节植物体的代谢，提高植物营养效率，从而达到明显提高作物产量和改善产品品质的目的。 我国是一个人口众多的国家，粮食生产在农业生产的发展中占有重要位置。粮食生产不仅是为了解决吃饭问题，而且也要为副食品生产、畜牧业、养殖业以及工业生产（糖、酒等）提供原料。通常，增加粮食产量的途径是扩大耕地面积或提高单位面积产量。根据我国国情，继续扩大耕地面积的潜力已不大，虽然我国尚有许多未开垦的土地，但大多存在投资多、难度大的问题。这就决定了我国粮食
植物生理学 植物的矿质营养
第三章植物的矿质营养 第一节植物必需的矿质元素 一植物体内的元素 方法：将植物烘干，充分燃烧. 气体：C、H、O、N。灰分：不能挥发的残烬物。 灰分元素：以氧化物形式存在于灰分中的元素（矿质元素）。（氮不是矿质元素） 二植物必需的矿质元素和确定方法 （一）方法： 1 溶液培养法（水培法water culture method）：在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培 植物的方法。 2 砂基培养法（砂培法）：用洗净的石英砂或玻璃球等，加入含有全部或部分营养元素的溶液来栽培植物的方法。 3 气培法(aeroponics) ：将根系置于营养液气雾中栽培植物的方法称为气培法。 （二）植物必需的矿质元素 19种:大量元素：C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Si 微量元素：B、Cu、Zn、Mn、Mo、Cl、Fe、Na、Ni （三）矿质元素必需具备的条件 1、由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史; 2、除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常; 3、该元素物营养生理上能表现直接的效果,而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。 三植物必需的矿质元素的生理作用及缺乏症 1 氮 （1）生理作用 1）氮是构成蛋白质的主要成分。 2）氮是叶绿素的成分。 3）氮是维生素的成分。 4）氮是拟脂的成分。 5）氮是植物激素和生物素的成分。 （2）吸收形式 NH4+或NO3- ；尿素、氨基酸。 （3）充足、缺乏时的症状 氮肥过多时：营养体徒长，抗性下降，易倒伏，成熟期延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有好处的。 植株缺氮时：植物生长矮小,分枝、分蘖少,叶片小而薄；叶片发黄发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上。 2 磷 生理作用： （1）是磷脂的成分、参与膜的形成。 （2）是核苷酸的主要成分。 （3）在碳水化合物代谢中起重要作用。 （4）促进氮的代谢。 （5）对脂肪的代谢也有影响。
植物营养学知识点
第一章、植物营养原理 1、影响根系吸收养分得外界环境条件 a温度,在一定温度范围内,温度升高有利于土壤中养分得溶解与迁移,促进根系对养分得吸收 b通气状况,良好得通气状况,可增加土壤中有效养分得数量,减少有害物质得积累 c PH,土壤过酸或过碱都不利于土壤养分得有效化,偏酸性条件有利于根系吸收阴离子,偏碱性有 利于吸收阳离子 d土壤水分,土壤水分适宜有利于养分得溶解与在土壤中偏移,但水分过多时会引起养分得淋失2、土壤养分迁移得主要方式及影响因素 a截获,质流,扩散。 b影响因素:土壤养分浓度与土壤水分含量。 (1、浓度高时根系接触养分数量多,截获多; (2、浓度梯度大时,扩散到根表得养分多; (3、水分多时水流速度快,浓度高单位容积中养分数量多,质流携带养分多。 3、有益元素:非必需元素中一些特定得元素,对特定植物得生长发育有益,或为某些种类植物所必 需。如豆科植物-钴,人参-哂。 4、大量营养元素:干物重得0、1%以上,包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等九种。 5、微量营养元素:干物重得0、1%一下,包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl(Ni)等七种。 6、确定必须营养元素得三条标准: a必要性:缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。 b不可替代性:缺少这种元素后,植物会出现特有得症状,而其她元素均不能替代其作用,只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。 c直接性:这种元素就是直接参与植物得新陈代谢,对植物起直接得营养作用,而不就是改善环境得间接作用。 7、同等重要率:必需营养元素对植物生长得作用就是同等重要得,与其在作物中得含量无关。 8、必需营养元素得一般营养功能: a构成植物得结构、贮藏与生活物质; b调节植物得新陈代谢; c其她特殊作用,参与物质得转化与运输、信号传递、渗透调节、生殖、运动等。 9、有害元素:Al、Mn、Fe,重金属。 Al得毒害:抑制根系得生长;抑制水分、养分得吸收;抑制地上部分得生长;抑制生物固氮 10、有益元素:Na、Si、Se、Co等。 Si得作用:硅可能就是禾本科植物,尤其就是水稻等作物必需;硅积累,增加植物得抗逆力,包括抗倒伏,抗病虫等;硅可以减轻低价铁或锰对水稻得危害作用。 11、根系吸收得特点: a选择性,对某些元素优先吸收,对另一些元素吸收较弱或不吸收细胞
植物生理学的习题集及答案第二章植物矿质营养.doc
第二章植物的矿质营养一、英译中（Translate） 1、mineral element 2、pinocytosis 3、passive absorption 4、essential element 5、macroelement 6、ash element 7、fluid mosaic model 8、phospholipid bilayer 9、extrinsic protein 10、intrinsic protein 11、integral protein 12、ion channel transport 13、membrane potential gradient 14、electrochemical potential gradient 15、passive transport 16、uniport carrier 17、symporter 18、antiporter 19、ion pump 20、proton pump transport 21、active transport 22、calcium pump 23、selective absorption 24、physiologically acid salt 25、physiologically alkaline salt 26、physiologically neutral salt 27、toxicity of single salt 28、ion antagonism 29、balanced solution 30、exchange adorption 31、ectodesma 32、induced enzyme 33、transamination 34、biological nitrogen fixation 35、nitrogenase 36、transport protein 37、nitrate reductase 38、critical concentration 二、中译英（Translate） 1.矿质营养 2.胞饮作用 3.被动吸收 4.必需元素 5.大量元素 6.灰分元素 7.流动镶嵌模型8.磷脂双分子层 9.外在蛋白 10.内在蛋白 11.整合蛋白 12.离子通道运输 13.膜电位差 14.电化学势梯度
植物营养学必过版
一、名词解释 1.根自由空间：指根部某些组织或细胞允许外部溶液中离子自由扩散进入的区域。 2.水分自由空间：即水溶性离子可以自由进出的那部分空间。 3.被动运输：是离子顺电化学势梯度进行的扩散运动，此过程不需要能量。 4.主动运输：是在消耗能量的条件下，离子逆电化学势梯度的运输。 5.离子通道：是生物膜上能被动运输离子、具有选择性孔隙的蛋白质。 6.离子载体：是指质膜上能主动或被动、有选择性的携带某种离子穿过质膜的蛋白质。 7.离子泵：是存在于细胞膜上的蛋白质，它通过ATP水解提供能量，能逆电化学势梯度将某 种离子“泵入”或“泵出”细胞。 8.拮抗作用：是指在溶液中某一离子的存在能抑制根系对另一离子吸收的现象。 9.协同作用：是指在溶液中某一离子的存在有助于根系对另一些离子的吸收。 10.维茨效应：Ca2+具有稳定质膜结构的特殊功能，有助于质膜的选择性吸收，因此，Ca2+对多 种阳离子有协助作用。 11.营养临界期：是指植物生长发育的某一时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切， 并且当养分供应不足或元素间数量不平衡时对植物生长发育造成难以弥补的损失，这个时期叫做植物营养的临界期。 12.最大有效期：在植物生长阶段中所吸收的某种养分能发挥最大效能的时期。 13.根外营养：植物除可以从根部吸收养分外，还能通过地上部吸收养分的方式 14.叶面营养：植物通过叶片吸收养分的方式叫叶面营养。 15.横向运输：介质中养分从根表皮细胞进入根内皮层到达中柱的迁移过程叫养分横向运输。 由于迁移距离段，又称短距离运输。 16.纵向运输：养分从根部经木质部或韧皮部到达地上部的运输，及养分从地上部经韧皮部向 根的运输过程叫养分纵向运输。因迁移距离较长，又称长距离运输。 17.养分的再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其他器官或部位，而 被再度利用，这种现象叫做矿质养分的再利用。 18.生物有效养分：指存在于土壤的离子库中，在作物生长期内能够移动到位置紧挨植物根系 的一些矿质养分。 19.化学有效养分：是指能采用不同化学方法从土壤中提取出来的养分。 20.缓冲容量：指土壤保持一定养分强度的能力。 21.截获：是指根系直接从所接触的土壤中获取养分，而养分不经过迁移。 22.质流：是指由于植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与土体之间出现明显水势差，土 壤溶液中的养分随水流向根表的迁移过程。 23.扩散：由于根系不断的吸收养分，使根表有效养分的浓度明显降低，并在根表垂直方向上 出现养分浓度梯度差，引起土壤养分顺浓度梯度向根表迁移的方式。 24.根际：是指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微 域地区。 25.根际效应：由于植物根系的细胞组织脱落物和根系分泌物为根际微生物提供了丰富的营养 和能量，使根际微生物的数量和活性高于土体的现象，即为根际效应。 26.速效性钾：指土壤中能被植物直接吸收利用的钾。 27.缓效性钾：指2:1型粘土矿物固定的钾和云母类次生矿物中的钾。 28.矿物态钾：又称难溶性钾，是指含钾原生矿物中的钾。 29.铵态氮肥：凡氮肥中的氮素以NH4+或NH3形态存在的均属铵态氮肥。 30.硝态氮肥：凡肥料中的氮素以硝酸根（NO3-）形态存在的均属于硝态氮肥。 31.多元复混肥料：除氮、磷、钾三种养分外同时还含有微量营养元素等
植物营养学整理2016
植物营养学复习整理 第一章绪论 1、植物营养与肥料学科研究的展望 （1）加强营养物质的循环和再利用 作物吸收的营养物质只能被人类或动物利用一小部分，大部分则存在于排泄物或废弃物之中。给土壤返还这些有机物料，加强这一部分营养物质的再利用，并加上适量的外界营养物质投入，则营养物质的匮缺将不会成为问题。 秸杆还田技术，有机肥料研制与应用，农业废弃物的综合利用等。 （2）提高营养物质的利用效率 平衡施肥、精确施肥（养分平衡） 测土施肥（明确土壤养分的供应能力） 改善作物生育条件：改变栽培方式、改良土壤、协调水分和养分的供应条件等。 （3）提高植物吸收利用养分的能力 创造或利用那些对养分利用效益高的基因型品种是合理利用资源、减少环境污染和劳力投入的一条重要途径。 养分利用效益高：吸收效率高，利用效率高。 利用分子生物技术，通过基因工程手段对作物的营养特性进行改造，选育营养高效型的作物品种。（4）发展保肥增效的新型肥料 化学肥料利用率低，就其本身来说，存在着三个问题：一是多为单元肥料，养分不完全；二是容易变化，如氮肥会挥发，发生硝化和反硝化，磷肥容易退化、固定；三是溶解过快(特别是氮肥)，容易造成淋失。 生产复合或复混肥，是向肥料中加入各种增效物质，生产缓释或控释肥料。 2、植物营养学 研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境间营养物质和能量交换的科学。 3、矿质营养学说 腐殖质是地球上有了植物之后才形成的。植物最初的营养物质必然是矿质元素，腐殖质只有通过改良土壤、分解产生矿质元素和CO2来实现其营养作用。因此，矿质元素才是植物必需的基本营养物质。这就是著名的植物矿质营养学说。 4、养分归还学说 由于作物的收获必然要从土壤中带走某些养分物质，土壤养分将越来越少，如果不把这些矿质养分归还土壤，土壤将变得十分贫瘠。因此必须把作物带走的养分全部归还给土壤。
第七章植物的矿质与氮素营养思考题答案(精)
第七章植物的矿质与氮素营养思考题答案 (一)名词解释 矿质营养：植物对矿质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用。 灰分元素：干物质充分燃烧后，剩余下一些不能挥发的灰白色残渣，称为灰分。构成灰分的元素称为灰分元素。灰分元素直接或间接来自土壤矿质，所以又称为矿质元素。 必需元素：植物生长发育中必不可少的元素。国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：①由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史；②除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；③该元素在植物营养生理上表现直接的效果，不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。 大量元素：植物生命活动必需的、且需要量较多的一些元素。它们约占植物体干重的0.01%～10%，有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等。 微量元素：植物生命活动必需的、而需要量很少的一类元素。它们约占植物体干重的10-5%～10-3%，有Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl等。 有益元素：并非植物生命活动必需，但能促进某些植物的生长发育的元素。如Na、Si、Co、Se等。 水培法：亦称溶液培养法或无土栽培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。 砂培法：全称砂基培养法，在洗净的石英砂或玻璃球等基质中，加入营养液培养植物的方法。 气栽法：将植物根系置于营养液气雾中栽培植物的方法。 离子的主动吸收：细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。离子的被动吸收：细胞不需要由代谢提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。 扩散作用：分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。电化学势梯度包括化学势梯度和电势梯度两方面，细胞内外的离子扩散决定于这两种梯度的大小；而分子的扩散决定于化学势梯度或浓度梯度。 单盐毒害：植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。单盐毒害无论是营养元素或非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。 离子颉颃：离子间相互消除毒害的现象，也称离子对抗。 生理酸性盐：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。如供给（NH4）2SO4，植物对其阳离子（NH4+）的吸收大于阴离子（SO42-），根细胞释放的H+与NH4+交换，使介质pH值下降，这种盐类被称为生理酸性盐，如多种铵盐。 生理碱性盐：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度降低的盐类。如供给NaNO3，植物对其阴离子（NO3-）的吸收大于阳离子（Na+），根细胞释放
植物营养学复习题重点总结
第一章绪论 一、概念 植物营养学、植物营养、营养元素、肥料 二、回答题 1、肥料在农业可持续发展中有何重要作用？ 2、植物营养学的主要研究领域有哪些？ 3、植物营养学的主要研究方法有哪些？ 第二章植物的营养成分 一、回答题 1、判断必需营养元素的依据就是什么？ 2、目前发现的高等植物必需营养元素有哪些？按其在植物体内含量多少可划分为哪几类？ 3、肥料三要素指哪些元素？为什么？ 4、什么就是营养元素的同等重要性与不可替代律？对生产有什么指导作用？ 5、什么就是有益元素与有毒元素？ 第三章植物对养分的吸收与运输 一、概念 1、自由空间 2、生物膜 3、截获 4、质流 5、扩散 6、主动吸收 7、被动吸收 8、根外营养 9、根外追肥10、短距离运输11、长距离运输12、养分的再分配与再利用13、养分协助作用14、养分拮抗作用 二、填空题 1、植物吸收养分的器官有( )、( )。 2、植物根系吸收养分的途径就是( )→( )→( )→( )。 3、植物根系吸收养分最活跃的部位就是( ),吸收养分最多的部位就是( )。 4、根系可吸收利用的养分形态有( )、( )与( )。 5、土壤养分向根系迁移的方式有( )、( )与( ),其中( )就是长距离内补充养分的主要方式,其动力就是( );( )就是短距离内运输养分的主要方式,其动力就是( )。 6、根系吸收无机养分的方式有( )与( )。
7、根系吸收有机养分的机理有( )、( )与( )。 8、影响植物吸收养分的外界环境条件有( )、( )、( )、( )、( )、( )与( )。 9、离子间的相互作用有( )与( )。 三、回答问题 1、根系主要靠什么部位吸收养分？在生产实践将肥料施在什么位置较好？为什么？ 2、土壤养分向根系迁移的方式有哪些？其特点分别就是什么？ 3、根系吸收养分的方式有哪些？其特点与区别就是什么？ 4、植物茎叶吸收养分的途径有哪些？ 5、影响植物吸收养分的外界条件有哪些？生产实践中应如何调控环境条件以促进植物对养分的吸收？ 6、根系吸收的养分有哪些去向？ 7、根外营养有什么优点？为什么它只能作为根部施肥的一种补充？ 8、养分在植物体内的运输方式有哪些？其特点分别就是什么？ 9、论述养分在植物体内循环、再分配的意义？ 10、根据养分在植物体内再分配与再利用能力可将植物营养元素分为哪几类？分别与缺素部位有什么关系？ 第四章植物营养特性 一、概念 1、植物营养性状 2、基因 3、基因型 4、表现型 5、基因型差异 6、植物养分效率 7、肥料农艺效率 8、肥料生理效率9、相对产量10、施肥增产率 11、养分吸收效率12、养分运转效率 13、养分利用效率14、植物营养期 15、作物营养阶段性16、作物营养连续性 17、作物营养临界期18、作物营养最大效率期 19、根系阳离子交换量(CEC) 20、根际21、菌根22、根长23、根密度24根/冠比25、根际效应26、高效植物与耐性植物27、遗传力28、根系活力
第五节植物的矿质营养
第五节植物的矿质营养 教学目的 1．植物必需的矿质元素及其种类（B：识记）。 2．植物对矿质元素吸收和利用的特点（B：识记）。 3．合理施肥的基础知识（B：识记）。 教学重点 1．植物必需的矿质元素及其种类。 2．根对矿质元素的吸收过程。 教学难点 根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。 教学用具 小麦等植物体内主要元素含量表的投影片、小麦在不同生长发育时期对K、对P需要量的投影片、试管、玉米幼苗、营养液、实物投影仪 等。 教学方法 教师讲述、启发与学生观察、讨论相结合。 课时安排1课时。 板书教学过程 第五节 植物的矿质营养引言：同学们，现在让我们来观察一下小麦等植物体内的主要元素的 含量。 （教师活动：用投影仪把小麦等植物体内主要元素含量表投到大 屏幕上。） 提问：在植物体内哪些元素含量最多？ （回答：C、H、O三种元素。）
＿、植物必需 的矿质元素 （一）必需的 矿质元素 1．大量元素：N 、P、K、S．Ca、 Mg。 2．微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、CI。 （二）非必需 的矿质元素 （三）溶液培 养法 二、根对矿质 元素的吸收 提问：这三种元素是怎么进入植物体内的呢？ （回答：绿色植物通过光合作用从大气中的二氧化碳获得C和O， 从根的吸水中获得H和O。） 讲述：植物体内的其它元素是怎么进入植物体内的呢？它们主要是由植物的根系从土壤中吸收的。那么，除了C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素，我们就叫它为矿质元素。植物是怎样吸收、运输和利用这些矿质元素的呢？这就是我们今天要学习的第五节内 容：植物的矿质营养。 讲述：我们先来学习第一个问题，植物必需的矿质元素。土壤中矿质元素有许多种，这些元素是否都是植物生活所必需的呢？我们来 看课外小组的同学做的一组实验。 [同学活动：课外小组同学展示并讲解他们用溶液培养法培养玉米幼苗的过程和结果。一号试管是用含有全部矿质元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗生长正常）；二号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗矮小瘦弱，叶片发黄，叶脉呈淡棕色）；三号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗，在幼苗出现不正常生长后，又补充了氮元素后培养的玉米幼苗（该幼苗又恢复了正常生长）；四号试管是用缺少铝元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗正常生 长）。] （教师活动：用实物投影仪把同学们实验的结果依次投到大屏幕 上。） 讲述：从同学们的实验中我们可以看出，氮元素是植物必需的矿质元素，因为缺少了氮，植物就不能正常生长发育，而补充了氮。植物的生长发育就能恢复正常状态。铝元素则不是植物必需的矿质元策，因为缺少了铝，植物仍能正常生长发育。我们把课外小组同学采用的实验方法叫溶液培养法，即用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法。目前，科学家们已确定必需的矿质元素有13种．其中N、P、K、S、Ca、Mg属于大量大素；Fe、Mn、B、Zn 、Cu 、Mo 、Cl 属于微量 元素。 讲述：植物是怎样吸收这些矿质元素的呢？下面我们来学习第二 个问题：根对矿质元素的吸收。 提问：矿质元素都存在于哪里？ （回答：土壤里。）
第二章植物的矿质营养单元自测题
第二章植物的矿质营养 单元自测参考题 一、填空 1．矿质元素中植物必需的大量元素包 括、、、、、。(N，P，K，Ca，Mg，S) 2．植物必需的微量元素 有、、、、、、、。(Fe，Cl，Cu，Zn，Mn，B，Mo，Ni) 3．植物体中，碳和氧元素的含量大致都为干重的%。（45） 4．除了碳、氢、氧三种元素以外，植物体内含量最高的元素是。（氮） 5．植物体干重0.01%为铁元素，与铁元素含量大致相等的是。（氯） 6．必需元素在植物体内的生理作用可以概括为三方面：(1) 物质的组成成分，(2) 活动的调节者，(3)起作用。(细胞结构，植物生命，电化学) 7．氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的。(16%～18%)。 8．可被植物吸收的氮素形态主要是和。（铵态氮，硝态氮）。 9．N、P、K的缺素症从叶开始，因为这些元素在体内可以。(老叶，移动)。 10．通常磷以形式被植物吸收。(H2P04-) 11．K+在植物体内总是以形式存在。（离子） 12．氮肥施用过多时，抗逆能力，成熟期。（减弱，延迟） 13．植物叶片缺铁黄化和缺氮黄化的区别是，前者症状首先表现在叶而后者则出现 在叶。（新，老） 14．白菜的“干心病”、西红柿“脐腐病”是由于缺引起。（钙） 15．缺时，花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良，会出现“花而不实”的现象。（B） 16．必需元素中可以与CaM结合，形成有活性的复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。（Ca2+） 17．植物老叶出现黄化，而叶脉仍保持绿色是典型的缺症。是叶绿素组成成分中的金属元素。（Mg，Mg） 18．植株各器官间硼的含量以器官中最高。硼与花粉形成、花粉管萌发和过程有密切关系。(花，受精) 19．以叶片为材料来分析病株的化学成分，并与正常植株化学成分进行比较从而判断植物是否缺素的诊断方法称为诊断法。（化学） 20．植物体内的离子跨膜运输根据其是否消耗能量可以分为运输和运输两种。（主动，被动） 21．简单扩散是离子进出植物细胞的一种方式，其动力为跨膜差。(电化学势) 22．离子通道是质膜上构成的圆形孔道，横跨膜的两侧，负责离子的跨膜运输，根据其运输方向可分为、两种类型。（内在蛋白，单向，内向，外向）23．载体蛋白有3种类型分别为、和。(单向运输载体、同向运输器，反向运输器) 24．质子泵又称为酶。（H+-ATP酶） 25．研究植物对矿质元素的吸收，不能只用含一种盐分的营养液培养植物，因为当溶液中只有一种盐类时即使浓度较低，植物也会发生。(单盐毒害) 26．营养物质可以通过叶片表面的进入叶内，也可以经过角质层孔道到达表皮细胞，进一
植物营养学题库
植物营养学题库 一、名词解释： 1.有益元素：是指为某些植物正常生长发育所必需而非所有植物必需的元素。 2.截获：指根系在土壤中伸展的过程中吸取直接接触到的养分的过程。 3.质流：指植物蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力差导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移。 4.扩散：由于植物根系对养分离子的吸收，使根表面养分离子浓度下降，根表养分发生亏缺，与附近土体间形成养分浓度梯度，从而使养分离子从高浓度向低浓度方向迁移 5.被动吸收：指养分离子顺着电化学势梯度由介质溶液进入细胞内的过程。 6.主动吸收：指养分离子逆着电化学势梯度由介质溶液通过细胞膜进入细胞内的过程。 7.叶部营养（或根外营养）：植物通过叶片或非根系部分吸收养分来营养自身的现象称为叶部营养。这种供应营养的方式称为叶面施肥 8.离子间的拮抗作用：是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象 9.离子间的协助作用：是指在溶液中某一离子的存在促进根系对另一些离子的吸收 10.短距离运输（横向运输）：根外介质中的养分沿根表皮、皮层、内皮层到达中柱（导管）的迁移过程叫养分的横向运输。由于其迁移距离短，又称为短距离运输。 11.长距离运输（纵向运输）：养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程，称为养分的纵向运输。由于养分迁移距离较长，又称为长距离运输。 12.质外体：是由植物体相邻细胞原生质外围的细胞壁和细胞间隙所组成的连续体。在质外体中水分和养分可以自由出入。 13.共质体：是植物体相邻细胞通过胞间连丝（Plasmodesmata)把细胞的原生质相互连接起来的整体。养分离子可以由一个细胞进入另一个细胞。 14.矿质养分的再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其它器官或部位，而被再度利用的现象。 15.植物营养临界期：指营养元素过多或过少甚至营养元素间不平衡，对植物生长发育产生明显不良影响的时间。 16.营养最大效率期：指营养物质能产生最大效率的时期。 17.根际：指受植物根系生长及生理代谢活动的影响，使周围土壤环境中的物理、化学和生物学性质上不同于原土体的那部分微域土区。 18.根系分泌物：指植物生长过程中向生长基质中释放的有机物质的总称。 19.氮肥利用率：指氮肥中的被当季作物吸收利用的氮素占施氮量的百分数或比例 20.复混肥料：同时含有氮、磷、钾中两种或两种以上养分的化学肥料 21.生理中性肥料：指肥料中的阴阳离子都是作物吸收的主要养分，而且两者被吸收的数量基本相等，经作物吸收后不改变土壤酸碱度的那些肥料。 22.生理酸性肥料：化学肥料中的阴、阳离子经作物吸收利用后，残留部分导致介质酸度提高的肥料。 23.生理碱性肥料：化学肥料中的阴、阳离子经作物吸收利用后，残留部分导致土壤碱性提高的肥料。
第三章植物的矿质与氮素营养
第三章植物的矿质与氮素营养 （单元自测题） 一、填空 1．矿质元素中植物必需的大量元素包括。(N，P，K，Ca，Mg，S) 2．植物必需的微量元素有。(Fe，Cl，Cu，Zn，Mn，B，Mo，Ni) 3．除了碳、氢、氧三种元素以外，植物体内含量最高的元素是。（氮） 4．必需元素在植物体内的生理作用可以概括为三方面：(1)物质的组成成分，(2)活动的调节者，(3)起作用。(细胞结构，植物生命，电化学) 5．N、P、K的缺素症从叶开始，因为这些元素在体内可以。(老叶，移动)。 6．氮肥施用过多时，抗逆能力，成熟期。（减弱，延迟） 7．植物叶片缺铁黄化和缺氮黄化的区别是，前者症状首先表现在叶而后者则出现在叶。（新，老） 8．白菜的“干心病”、西红柿“脐腐病”是由于缺引起。（钙） 9．缺时，花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良，会出现“花而不实”的现象。（B） 10．研究植物对矿质元素的吸收，不能只用含一种盐分的营养液培养植物，因为当溶液中只有一种盐类时即使浓度较低，植物也会发生。(单盐毒害) 11．矿质元素主动吸收过程中有载体参与，可以从现象和现象两现象得到证实。（离子竞争抑制，饱和） 12．植物吸收(NH4)2SO4后会使根际pH值，而吸收NaNO3后却使根际pH值。（降低，升高）13．植物体内硝酸盐还原速度白天比夜间。(快) 14．果树“小叶病”是由于缺的缘故。(锌) 15．植物体内与光合放氧有关的微量元素有、和。（Mn，Cl，Ca）。 二、选择题 1．植物体中磷的分布不均匀，下列哪种器官中的含磷量相对较少：。D．A．茎的生长点 B．果实、种子 C．嫩叶 D．老叶 2．构成细胞渗透势的重要成分的元素是。C． A．氮 B．磷 C．钾 D．钙 3．元素在禾本科植物中含量很高，特别是集中在茎叶的表皮细胞内，可增强对病虫害的抵抗力和抗倒伏的能力。D． A．硼 B．锌 C．钴 D．硅 4．植物缺锌时，下列的合成能力下降，进而引起吲哚乙酸合成减少。D．A．丙氨酸 B．谷氨酸 C．赖氨酸 D．色氨酸 5．植物白天吸水是夜间的2倍，那么白天吸收溶解在水中的矿质离子是夜间的。D．A．2倍 B．小于2倍 C．大于2倍 D．不一定 6．植物吸收下列盐分中的不会引起根际pH值变化。A． A．NH4N03 B．NaN03 C．Ca(N03)2 D．(NH4)2S04
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第一章绪论 1．什么是植物营养？什么是植物营养学？ 答：植物营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的化学物质，并用以维持其生命活 动的过程。植物营养学：研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外 界环境之间营养物质和能量交换的科学。 2．李比希提出的植物营养“三大学说”各自的含义是什么？ 答：矿质营养学说：驳斥了当时流行的“腐殖质营养学说”，认为植物最初的营养物质是矿物 质，而非腐殖质。 养分归还学说：作物的每次收获必然要从土壤中取走大量养分；若不及时归还被带走的养分， 土壤地力将逐渐下降；要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。 最小养分律：植物的生长量或产量受环境中最缺少的养分的限制，并随之增减而增减。环境 中最缺少的养分称为最小养分。 3．试述植物营养学的研究范畴与研究方法。 答：研究范畴：植物营养生理学（营养元素生理学、产量生理学、逆境生理学）；植物根际 营养（根-土界面、植物-土壤-微生物及环境因素）；植物营养遗传学；植物营养生态学；植 物的土壤营养（土壤养分行为学、土壤肥力学）；肥料学与现代施肥技术。 研究方法：生物田间试验法（在田间自然条件下进行，是植物营养学科中最基本的研究 方法）；生物模拟试验法（运用特殊装置，给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等 因素）；化学分析法；数理统计法；核素分析法（同位素标记）；酶学诊断法 第二章植物的元素营养 1．什么是植物的必需元素？其判别标准是什么？ 答：植物必需元素：对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素。 其判别标准是：①必要性：这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的；如果缺少该元素， 植物就不能完成其生活史。②专一性：这种元素的功能不能由其它元素所代替；缺乏这种元素时， 植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。③直接性：这种元素必须直 接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。 2．高等植物的必需元素有哪些？大量元素与微量元素是如何划分的？为什么将N、P、K称为“肥 料三要素”？ 答：高等植物必需营养元素目前有16（17）种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、（镍）。 大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S（其中，Ca、Mg、S是中量元素。） 微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl 将N、P、K称为“肥料三要素”：在土壤-植物间的供求矛盾大，常需施肥补充。 3．试述大棚、温室等设施栽培条件下进行二氧化碳施肥必要性，并举例说明二氧化碳施肥的方法。答：温室和大棚：因通气不足CO2浓度常降至很低，增施CO2肥料是不可忽视的一项增产技术。 二氧化碳施肥的方法： 4．植物体内活性氧的清除系统有哪些？ 答：植物体内活性氧的清除系统有：①酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）；过氧化氢酶（CAT）；过 氧化物酶（POD或POX）。②抗氧化剂系统：维生素E；谷胱甘肽（GSH）；抗坏血酸（ASA）。此 外，非酶类自由基清除剂还有细胞色素、甘露糖醇、氢醌、胡萝卜素等。 5．试述N在植物体内的主要生理功能。N主要从哪些方面影响农产品品质？ 答：N在植物体内的主要生理功能：①N是植物体内许多重要有机化合物的组分，通常被称为“生 命元素”。②促进并调节植物生长③影响农产品品质：影响农产品中粗蛋白含量（增加N素 供应（尤其生长后期）可增加农产品中蛋白质含量，但在评价其对农产品品质的影响时应慎重。）；
植物营养学
《植物营养学》思考题 第一章绪论 1．说明植物营养与合理施肥的关系以及施肥在农业生产中的地位。 2．就“植物矿质营养学说”、“养分归还学说”、“最小养分律”的意义加以评说。3．叙述土培法和营养液培养法在植物营养学科中的重要性及适用范围。 第二章大量营养元素 1．就NH+4-N同化来讲，GDH途径和GS-GOGAT途径有什么特点？为什么说GS-GOAT途径是更为普遍和重要的同化方式？ 2．如何对NH+4-N与NO3-N的营养作用做出正确评价？其肥效主要受什么因素的影响？3．说明磷酸盐被植物吸收后在体内的行为轨迹和特点。 4．说明植物体内酰胺和植素的合成及其重要意义。 5．就蛋白质合成来看同钾和氮的功能有何不同？ 6. 说明缺乏氮磷钾养分时，植株外形、颜色等症状和特点并分析其原因。 第三章中量营养元素 1．植物缺钙的典型症状是什么？ 2．钙是如何作为第二信使起作用的？ 3．镁是如何调控RuBP羧化酶和ATP酶的？ 4．缺镁、缺硫和缺钙均会造成叶片黄化，三者有什么不同？ 5．硫如何参与电子传递？ 6．哪些氨基酸中含有硫？ 第四章微量营养元素 1．说明植物缺铁的症状、原因以及植物对缺铁的可能适应机制。 2．简述植物缺硼症状、部位与硼的生理功能之间的关系。 3．缺锰对植物的生长有何影响？为什么？ 4．除缺铁外，还有哪些微量元素缺乏时会影响植物的生殖生长，为什么？ 5．缺锌和缺铁的症状有何异同？为什么？ 6．请描述典型的缺钼症状，缺钼对高等植物体内的哪些生理过程有直接影响？ 7．哪几种微量元素与植物体内氧自由基的产生和清除有关，举例说明其作用原理。
8．试比较大量元素和微量元素在植物体内的作用和功能有何差异。 第五章有益元素 1．什么是有益元素?目前公认的有益元素包括哪几种？ 2．简述硅、硒在植物体内的存在形态和分布。 3．钠有哪些营养功能？植物对钠的适应性机理是什么？ 4．镍是如何参与植物体内尿素降解的？ 5．如何正确评价有益元素在植物营养中的地位。 6．在生产中合理施用有益元素时应注意什么问题？ 第六章土壤养分的生物有效性 1．土壤生物有效养分的含义是什么？ 2．为什么说化学有效养分测定值只有相对的意义？ 3．缓冲能力不同的土壤，其养分强度因素和养分容量因素有何特点?并说明与合理施肥有何关系? 4．说明根际概念及其范围与特点. 5．根际微生物对养分有效性有何贡献和影响? 6．根系分泌物对土壤养分有效性的影响是什么? 7．VA菌根为什么能改善植物生长的状况? 第七章养分的吸收 1.什么是养分吸收动力学曲线?其参数的生理意义是什么? 2.ATP酶可由哪些离子活化? 3.哪些因素会影响养分的吸收?举例说明. 4.哪些离子间易发生拮抗作用? 5.以一种作物为例说明什么是养分临界值和养分最大效率期? 6.叶面营养有什么特点?生产上如何应用? 第八章养分的运输和分配 1.什么是养分的短距离运输和长距离运输? 2.比较蒸腾作用和根压在木质部运输是的作用和特点.