第三节植物对矿质元素的吸收
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植物细胞对矿质元素的吸收植物的生命活动是以细胞为基础的, 因此植物体对矿质元素的吸收也是以细胞的吸收为 基础。
细胞与外界环境进行的一切物质交换必需通过各种生物膜,特别是细胞质膜。
一、生物膜的结构与功能植物细胞的原生质被质膜所包围,在细胞内细胞质和液泡间又有液泡膜分隔。
植物细胞 内的许多细胞器都有相应的膜包着,有的细胞器本身就是由膜组成。
因此,从某种意义上说 植物细胞是由膜系统组成的功能单位。
这些膜将各种细胞器分隔有利于细胞器行使各自的功 能,使各种代谢有条不紊地进行。
1.生物膜的化学组成生物膜由蛋白质、脂类、糖、无机离子等组成,其中蛋白质约占 40%~60%,脂类占 30%~40%,糖占 10%~20%。
这些组分,尤其是脂类与蛋白质的比例,因不同细胞、细胞 器或膜层而相差很大。
功能复杂的膜,其蛋白质含量可达 80%,而有的只占 20%左右。
构 成膜的脂类主要是磷脂,磷脂以双分子层构成生物膜的基本结构,蛋白质分子 “镶嵌”于 其中。
生物膜中的蛋白质根据它们与膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位, 可以大体地 将膜蛋白分为两类:外在蛋白与内在蛋白(图 22)。
外在蛋白(extrinsic protein)为水溶性 球状蛋白质, 分布在膜的内外表面。
内在蛋白 (intrinsic protein) 占膜蛋白总量的 70%~80%, 又叫嵌入蛋白,其主要特征是水不溶性,分布在脂质双分子层中,有的横跨全膜也称跨膜蛋 白 (transmembrane protein), 有的全部埋入疏水区。
最近, 又在生物中发现一类新的膜蛋白, 叫膜脂蛋白,它们的蛋白部分不直接嵌入膜,而依赖所含的脂肪酸插入脂质双分子层中。
膜蛋白执行着生物膜的主要功能。
不同生物膜所具有的不同生物学功能主要是由于所含 膜蛋白的种类和数量的不同。
2.生物膜的结构与功能关于生物膜的结构有许多假说与模型,但目前普遍接受的是流动镶嵌模型。
植物对矿质元素的吸收利用植物对矿质元素的吸收主要通过根系进行,其中,根的吸收作用是植物获取矿质元素的基础。
根毛是根系表面的突起结构,具有很大的表面积,提高了植物对矿质元素的吸收能力。
根毛通过渗透压的作用,吸引土壤中的水分和溶解其中的矿质元素。
而根系内部的细胞则通过运输蛋白将吸收到的矿质元素从根部运输到植物的地上部分。
植物对矿质元素的选择性吸收主要体现在两个方面:首先,植物对一些必需元素具有较高的亲和力,当土壤中的浓度低于植物对这些元素的需求时,植物会更加积极地吸收这些元素。
其次,植物会对过量的矿质元素进行排斥,通过一些调控机制控制植物对这些元素的吸收,避免对植物造成毒害。
这些选择性吸收的机制有利于植物维持其生理活动的正常进行。
植物对矿质元素的利用主要以参与到植物生理代谢中为主。
不同的矿质元素在植物中有着不同的功能。
例如:氮元素是构成蛋白质和核酸的重要原料,与植物的生长速度和体型发育密切相关;磷元素是构成ATP和核酸的重要元素,参与到能量代谢和生长发育过程中;钾元素参与到水分平衡和渗透调节中,影响细胞的稳定性等。
植物通过吸收和利用这些矿质元素,实现自身的生长代谢需求。
然而,植物对矿质元素的吸收和利用也受到一些因素的影响。
例如,土壤因素包括土壤的酸碱度、含水量、负荷量等,这些因素可能影响矿质元素的有效性和可供性,从而影响植物对矿质元素的吸收利用。
此外,植物自身的生理状态也会影响对矿质元素的需求和吸收能力,例如植物在不同生长阶段对矿质元素的需求量会有所不同。
总的来说,植物对矿质元素的吸收利用是植物正常生长发育的重要过程,它关系到植物体内代谢的正常进行。
植物通过选择性吸收和利用矿质元素,实现自身对矿质元素的需求和生长发育的需要。
了解植物对矿质元素的吸收利用机制和影响因素,对于改进土壤肥力的调控和提高植物生长质量具有重要意义。