高中生物 植物必需的矿质元素的生理作用教学素材

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1、植物必需的矿质元素的生理作用（一）大量元素1.氮植物所吸收的氮素主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮,如尿素等。氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16％～18％。而细胞质、细胞核和酶都含有蛋白质，所以氮也是细胞质、细胞核和酶的组成成分。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。由此可见，氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。当氮肥供应充分时，植物叶大而鲜绿，叶片功能期延长，分枝（分蘖）多，营养体壮健，花多，产量

2、高。生产上常施用氮肥加速植物生长。但氮肥过多时，叶色深绿，营养体徒长，细胞质丰富而壁薄，易受病虫侵害，易倒伏，抗逆能力差，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。植物缺氮时，植株矮小，叶小色淡或发红，分枝（分蘖）少，花少，籽实不饱满，产量低。2.磷通常磷呈正磷酸盐形式被植物吸收。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盐形式。磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷脂是细胞质和生物膜的主要成分。核酸和核蛋白是细胞质和细胞核的组成成分之一，所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。磷是核苷酸的组

3、成成分。核苷酸的衍生物（ATP、FMN、NAD+、NADP+、COA等）在新陈代谢中占有极其重要的地位。磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。施磷能促进各种代谢正常进行，植株生长发育良好，同时提高作物的抗寒性核抗旱性，提早成熟。由于磷与糖类、蛋白质核脂肪代谢和三者相互转变都有关系，所以不论栽培粮食作物、豆类作物或油料作物都需要磷肥。缺磷时，蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成减少，影响细胞分裂，生长缓慢，叶小，分枝或分蘖减少，植株矮小。叶色暗绿，可能是细胞生长慢，叶绿素含量相对升高。某些植物

4、（如油菜）叶子有时呈红色或紫色，因为缺磷阻碍了糖分运输，叶片积累大量糖分，有利于花色素苷的形成。缺磷时，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。3.钾土壤中有K+,经主动运输进入根部后，在植物体内几乎都呈离子状态，部分在原生质中处于吸附状态。与氮、磷相反，钾不参与重要有机物的组成。钾主要集在植物体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多种酶的辅助因钾促进呼吸进程剂核酸和蛋白质的形成。钾对糖类的合成和运输幼影响。在农业生产上，钾供应充分时，糖

5、类合成最强，纤维素和木质素含量提高，茎秆坚韧抗倒伏。由于钾能促进糖分转化和运输，使光合产物迅速运到块茎、块根或种子，促进块茎、块根膨大，种子饱满，故栽培马铃薯、甘薯、甜菜等作物时施用减肥增产显著。钾肥不足时，植株茎杆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差；叶片细胞失水，蛋白质解体，叶绿素被破坏，所以叶子变黄，逐渐坏死；叶有叶缘枯焦，生长较慢，而叶子中部生长较快，整片叶子形成杯状弯卷或皱缩起来。4.硫植物从土壤中吸收SO42--。SO42-进入植物体后，一部分保持不变，大部分被还原成硫，进一步被同化成含硫氨基酸，如半

6、胱氨酸、光氨酸和蛋氨酸（即钾硫氨酸）等。而这些氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子，所以硫也是细胞质的组成成分。半胱氨酸－胱氨酸系统的变化直接影响到细胞的氧化还原电位。硫也是CoA的成分之一。氨基酸、脂肪、糖类的合成，都和CoA有密切关系。硫不足时，蛋白质含量明显减少，叶子黄绿或发红，植株矮小。5.钙植物从氯化钙等盐类中吸收Ca2+。植物体内的钙有成离子状态的，有呈盐形式的，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

7、，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。缺钙时，细胞壁形成受阻，影响细胞分裂，或者不能形成新的细胞壁，出现多核细胞。因此缺钙时生长受抑制，严重时又能器官（根尖、茎端）溃烂坏死。番茄蒂腐病、莴苣顶枯病、芹菜裂茎病、菠菜黑心病、大白菜干心病等都是缺钙引起的。6.镁镁主要存在于幼嫩器官核组织中，植物成熟时则集中于种子。镁时叶绿素的组成成分之一。缺镁，叶绿素不能合成，叶脉仍绿而叶脉间变黄，有时呈红紫色。若严重缺镁，则形成褐斑坏死。在光合和呼吸过程中，镁可以活化各种磷

8、酸变位镁和磷酸激酶。同样，镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。（一）微量元素1.铁植物从土壤中主要吸收氧化态的铁。通常Fe3+先吸附在质膜表面，经NAD(P)H还原后成Fe2＋，Fe2＋再进入细胞内。铁进入细胞内处于被固定状态，不易转移。铁影响叶绿体的构造形成，而叶绿体构造形成是叶绿素合成的先决条件。华北果树的“黄叶病”就是植株缺铁所致。2.锰锰是糖酵解褐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