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1、第五章营养—物质和能的获取1营养方式:生物划分大类群的主要标准之一▲自养营养:绿色植物(光合作用);某些细菌(化能合成作用)▲异养营养★腐食性(吸收式、渗透式)营养细菌、真菌;某些内寄生动物(原生动物、绦虫等);(书上提到的疟原虫—实为胞口吞噬摄食)★吞噬(动物式、全动式、掠食性)营养动物(除某些寄生虫)、食虫植物(猪笼草等)234一、自养营养—绿色植物的营养二、异养营养(动物的营养)(一)食物和营养素(二)动物对食物的消化(三)人的消化系统5一、自养营养——绿色植物的营养C、H、O&N、P、Ketc.(一)二氧化碳的摄取1.叶的结构和功能结构
2、:表皮组织:气孔,保卫细胞薄壁组织:叶肉,栅栏组织,海绵组织维管组织:叶脉(leafveins),维管束鞘(C4)功能:光合作用、蒸腾作用62.气孔开关的机制和调节⑴机制:保卫细胞内侧壁厚......⑵调节水份:机制海绵组织细胞间隙中CO2浓度:高则气孔关闭;保卫细胞中淀粉水解,水势降低而吸水,气孔张开;保卫细胞中K+浓度:高则细胞吸水使气孔张开;低则反之。——K+进入细胞是需能的主动运输过程;白天:光合使保卫细胞中CO2减少,H+泵出,K+逆向于细胞中积累,气孔张开。夜间则相反。⑶气孔开关对水分和光合的影响相反,如何解决这一矛盾?最终气孔的开关
3、将由特定环境下的主要矛盾是水分还是光合来决定。7(二)对矿物质的需要C,H,O,P,K,N,S,Mg,Ca—必需元素(生物大分子成分或参与离子平衡)Fe,B,Cu,Zn,Mn,Cl,Mo—微量元素(酶、辅酶成分)V,Co,Se,Si,Al,Na,etc.—是否必需?8(三)水和矿物质的摄取1.根的结构和功能功能:吸收(水、无机盐);固定(于土壤中);储存(糖类、其他营养物质);合成(AA、激素、生物碱等有机物)。根系:直根系(taprootsystem)须根系(fibrousrootsystem)不定根(adventitious)e.g.榕树——
4、独木成林9主根侧根不定根10(1)根尖(roottip):根冠(rootcup);分生区(meristemzone);延长区(elongationzone);根毛区(roothairzone)。(2)初生结构:表皮(epidermis):根表一层细胞,根毛;皮层(cortex):多层薄壁细胞,排列疏松(时有厚壁、厚角组织)内皮层(endodermis):凯氏带(Casparianband):四面或马蹄形加厚。中柱(vascularcylinder):中柱鞘(pericycle)、木质部、韧皮部、髓(pith)(草本)11根冠分生区伸长区成熟区12
5、(3)次生结构:•形成层→次生木质部+次生韧皮部→中柱鞘•木栓形成层:木栓+栓内层=周皮(次生保护组织)2.根吸收水和矿物质根毛总表面积巨大,利于吸收土壤水分和矿物质。(1)根毛区的吸收主要途径主动运输+表皮细胞表面渗入:膜内外的①离子浓度,②电位差(Ca2+,SO42-,K+,NO3-,NH4+)。13(2)共质体途经和质外体途经:水、矿物质是如何从根表皮细胞到根中部的呢?♣一个可能途径:按浓度梯度或主动运输等方式透过细胞膜而进入中柱的木质部,上行至叶(光合、蒸腾保持水势梯度)—该途径阻力大,速度慢,非主要途径。14♣共质体途经:共质体(sym
6、plast):细胞以胞间连丝相互连接而成为一个整体。共质体途经:水和无机盐离子在互相连通的共质体中,顺离子的浓度梯度穿过胞间连丝向根的中部运输。♣质外体(apoplast)途经:比共质体途经重要水渗入根毛和根表皮的细胞壁,在相邻细胞的细胞壁和细胞间隙(非细胞质)中运行(3)菌根(mycorrhizae)15二、异养营养(动物的营养)(一)食物和营养素(二)动物对食物的消化(三)人的消化系统16(一)食物和营养素食物的作用▲能源;▲原材料:生长、发育、更新;▲维生素17营养素类型▲糖;▲脂类;▲蛋白质;▲维生素;▲矿物质;▲水;▲膳食纤维素18
7、1.糖类主要能源(>50%);能源物质:糖;脂肪;蛋白质;有机酸等192.蛋白质:(作用)●构成细胞的主要成分氨基酸(AminoAcid)—必需、非必需AA;●能源禁食的危害脑唯一的能源—葡萄糖;禁食:细胞内蛋白质、AAs→糖原、葡萄糖(供能)→细胞(身体)损伤203.脂肪组成:甘油+脂肪酸必需、非必需脂肪酸能源P120,表5-2▲特点:浓缩—含水少;高能—糖、蛋白质的2倍略多;消化吸收慢—耐饥▲最经济的储能形式植物种子、果实、根;动物脂肪—抗饥饿、冬眠214.维生素定义:▲必需;▲量极少;▲自身不能合成;▲从食物中摄取、共生微生物提供
8、作用:辅酶分子或其一部分;不是供能物质类型:水溶性维生素;▲脂溶性维生素22(1)水溶性维生素:维生素C、BP122表5-3;图5