名词术语
矿质营养:除碳、氢、氧以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。
大量元素:相对量需要较大的矿质元素。
微量元素:需要量极微的矿质元素。
溶液培养法:在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物方法。
透性:细胞质具有让物质通过质膜本身的性质
选择透性:质膜允许某种物质透过的特性
钙调蛋白:是一种多功能的蛋白质,能够响应广泛的Ca浓度,并在Ca依赖性信号转导途径中起到关键作用
生物膜:细胞的外周膜和内膜系统的统称。
流动镶嵌模型:是膜结构的一种假说模型。两层的脂类分子构成膜的基本结构和骨架,而蛋白质则和脂类层的内外表面结合,或者嵌入脂类层,或者贯穿脂类层而部分地露在膜的内外表面。磷脂和蛋白质都有一定的流动性,使膜结构处于不断变动的状态。
被动运输:物质顺浓度梯度运输且不消耗能量的运输。
主动运输:物质逆浓度梯度运输且消耗能量的运输方式。
离子跨膜运输:矿质元素以离子形式跨膜运输到细胞内的运输方式。
离子通道:是细胞膜中由通道蛋白构成的孔道,控制离子进出细胞。
通道蛋白:是横跨膜两侧的内在蛋白质,可以控制物质进出细胞。
载体蛋白:是一类跨膜运输的内在蛋白,在跨膜区域不形成明显的孔道结构。
离子泵:也是一类膜的内在蛋白,靠电化学梯度实现跨膜运输。
胞饮作用:细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。
离子的选择吸收:植物对同一溶液中不同离子或同一盐分中的阴阳离子吸收比例不同的现象。
单盐毒害:将植物培养在单一盐类溶液中,无论这种盐是否必需营养元素,即使浓度很低,不久植物就受害,这种溶液中只有一种金属离子时,对植物起有害作用的现象。
离子拮抗:在发生单盐毒害的溶液中再加入少量其他金属离子,即能减弱或消除这种单盐毒害。
硝酸还原酶:硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程所需的酶。
生物固氮:固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。
固氮酶:生物固氮过程中所需的酶。
临界含量:获得最高产量的最低养分含量。
追肥:在植物生长期间为补充和调节植物营养而施用的肥料
在植物生长过程中,如何鉴别植物发生了缺氮、缺磷和缺钾现象?若发生了上述缺乏的元素,可采用哪些补救措施?
缺氮现象:植物缺氮时表现为植株矮小,叶小色淡(叶绿素含量少)或发红(氮少,用于形成氨基酸的糖类也少,余下较多的糖类形成较多花色素苷,故呈红色),分枝少,花少,籽实不饱满,产量低。
补救措施:可以通过施加氮肥来补救,如采取追施速效肥的方法进行补施无机肥,并结合叶面施肥。
缺磷现象:植物缺磷时由于蛋白质合成受阻,新的细胞质和细胞核形成较少,影响细胞分裂,植株生长缓慢;叶小;分枝减少,植株矮小;叶色暗绿,细胞生长慢,叶绿素含量相对升高。某些植物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;开花期和成熟期都延迟,产量降低,抗性减弱。
补救措施:可以通过施加磷肥来补救,如采取追施速效肥的方法进行补施无机肥,并结合叶面施肥。
缺钾现象:植物缺钾时表现为植株茎秆柔弱易倒伏,抗旱性和抗寒性均差;叶色变黄,逐渐坏死。由于钾能移动到嫩叶,缺绿开始在较老的叶,后来发展到植株基部,也有叶缘枯焦,叶子弯卷或皱缩起来。
补救措施:可以通过施加钾肥来补救,如采取追施速效肥的方法进行补施无机肥,并结合叶面施肥。
植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要?
植物细胞通过以下方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要:
(1)简单扩散
生物膜允许一些疏水分子和小而不带电的极性分子,以简单扩散方式通过细胞膜,溶质从浓度较高的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。
(2)通道运输
离子借助横跨膜两侧的内在蛋白组成的通道蛋白进行运输。
(3)载体运输
离子借助载体蛋白进行运输,在跨膜区域不形成明显的孔道结构,载体蛋白包括单向运输载体、同向运输器和反向运输器 3 种。
(4)离子泵运输
离子(或溶质)利用 ATP 酶水解 ATP 释放能量,逆电化学梯度向上进行运输。
(5)胞饮作用
细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞,该过程是非选择性吸收。
植物细胞吸收的NO3-,如何同化为谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺?
硝酸盐的氮呈高度氧化状态,而蛋白质等细胞组分中的氮呈高度的还原状态,被吸收的NO3-必须经还原后才能被进一步利用。硝酸盐首先在硝酸还原酶的作用下,被还原为亚硝酸,亚硝酸在亚硝酸还原酶的作用下被还原为氨。氨的同化包括谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶等途径。
首先,在谷氨酰胺合成酶的作用下,氨与谷氨酸结合,形成谷氨酰胺,此过程是在细胞质、根部细胞的质体和叶片细胞的叶绿体中进行的;然后,在谷氨酸合成酶的作用下,分别以NAD++H+和还原态的Fd为电子供体,谷氨酰胺与α-酮戊二酸结合,形成2分子的谷氨酸,铵也可以和α-酮戊二酸
结合。最后,在谷氨酸脱氢酶的催化下,以NAD(P)+H+为氢供体,还原为谷氨酸,谷氨酸脱氢酶存在线粒体和叶绿体中。通过氨同化形成的谷氨酸和谷氨酰胺可以在细胞质、叶绿体、线粒体、乙醛酸体和过氧化物酶体中通过转氨基作用,形成其他氨基酸或酰胺。例如,谷氨酸与草酰乙酸结合,在天冬氨酸转氨酶的作用下,形成天冬氨酸。再如,谷氨酰胺又可以与天冬氨酸结合,在天冬酰胺合成酶的催化下,合成天冬酰胺和谷氨酸。
植物细胞通过哪些方式来控制胞质中的K+浓度?
植物细胞通过K+通道和载体中的同向运输器来控制细胞基质中 K+浓度。
(1)K+通道根据K+进出细胞的功能可分为内向K+通道和外向K+通道。
1.内向 K+通道起控制胞外 K+进入胞内的作用;
2.外向 K+通道起控制胞内 K+外流的功能。
(2)同向运输器通过与质膜外侧的H+结合的同时,又与K+结合,向同一方向运输,使 K+进入到细胞内。
根部细胞吸收的矿质元素通过什么途径和动力运输到叶片?
矿质元素通过根压和蒸腾拉力,随着水分运输到叶片。运输途径是在木质部的导管中运输。
细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系?有何异同点?
关系:水分吸收是植物生长的必要条件,也是植物矿质元素吸收的前提。水分吸收不仅能满足植物的生理功能,还能使植物细胞更容易吸收通过化学反应溶解在水中的矿物质元素。当植物细胞吸收足够的水分时它们更容易吸收土壤中溶解的微量元素。水分吸收能使有机或无机元素更容易且更深地吸收,从而改善植物的生长和发育。此外,水分吸收的改善还可以促进矿质元素通过植物的根部进入植物,并促进士壤中矿质元素的淋溶作用,提高其吸收率。
异:吸收方式不同,根细胞以渗透和扩散方式吸收水分,而吸收矿质元素离子则通过主动运输的方式
吸收动力不同:吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的溶液浓度差构成的渗透压;吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP、载体消耗能量做功。
吸收数量与外界浓度的关系不同, 能否从外界吸水是由细胞液与外界溶液的相对浓度决定的,当细胞液浓度高于外界溶液的浓度时细胞就吸水,反之则失水;而吸收矿质元素离子的多少,是由细胞膜上载体的种类和数量决定的,某种载体多,吸收它所运载的矿质元素离子就多,否则就少。
同:吸收器官是相同的,即吸收的主要器官都是根,而且最活跃的部位均是成熟区的细胞。
矿质元素离子一般先溶于水呈离子状态,以离子状态被吸收;而且矿质元素离子进入植物体后也是随着水分被运输到植物体的各个器官、组织。
自然界或栽种作物过程中,叶子出现红色,为什么?
缺少氮元素:氮元素少时,用于形成氨基酸的糖类也减少,余下的较多的糖类形成了较多的花色素苷,故呈红色。
缺少磷元素:磷元素会影响糖类的运输过程,当磷元素缺少时,阻碍了糖分的运输,使得叶片积累了大量的糖分,有利于花色素苷的形成。
缺少了硫元素:缺少硫元素会有利于花色素苷的积累。
自然界中的红叶:秋季降温时,植物体内会积累较多的糖分以适应寒冷,体内的可溶性糖分增多,形成了较多的花色素苷。
会引起嫩叶发黄和老叶发黄的分别是什么元素?请列表说明。
引起嫩叶发黄的元素有硫、铁、锰、铜。引起老叶发黄的元素有氮、镁、锌。