现代植物生理学(李合生)课后题答案(15)

生物

为大多数高等植物所必需的，其中碳、氧、氢、氮、钾、钙、镁、磷、硫等9种元素植物需要量相对较大，称为大量元素；其余氯、铁、硼、锰、锌、铜、镍和钼等8种元素植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素。

必需的矿质元素在植物体内的生理作用有3个方面： 是细胞结构物质的组成成分，如N，P，S等； 是植物生命活动的调节者，参与酶的活动， 如Mn，Mg，Fe等； 起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等，如K+。

可被植物吸收的氮素形态主要是铵态氮和硝态氮。 氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16%～18%。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。因此，氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。

磷是以正磷酸盐(H2P04—)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物形式。磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷是核苷酸衍生物(如ATP、FMN、NAD+、NADP+和COA等)的组成成分，其在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着极其重要的作用。

K+既是植物的吸收形态又是在植物体内的存在形态，与氮、磷相反，钾不参与重要有机物的组成。钾主要集中在植物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多种酶的辅助因子。钾促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成。钾对糖类的合成和运输有影响。

SO42—进入植物体后，一部分保持不变，大部分被还原成硫，进一步同化为含硫氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等，而这些氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子。硫也是CoA的成分之一，氨基酸、脂肪、糖类等的合成等都和CoA有密切关系。

植物体内的钙有呈离子状态的，有呈盐形式的，还有与有机物结合的。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，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。胞质溶胶中的钙与可溶性的蛋白质形成钙调素(简称CaM)。CaM和Ca2+结合，形成有活性的Ca-CaM复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。

镁主要存在于幼嫩器官和组织中，植物成熟时则集中于种子。镁是叶绿素的组成成分之一。在光合和呼吸过程中，镁可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。同样，镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。

铁进入植物体内处于被固定状态，不易转移。铁是许多重要氧化还原酶的组成成分。铁在呼吸、光合等氧化还原过程中(Fe3+≒Fe2+)都起着重要的作用。铁影响叶绿体构造形成，和叶绿素的合成。

锰是糖酵解和三羧酸循环中某些酶的活化剂，所以锰能提高呼吸速率。锰是硝酸还原酶的活化剂。在光合作用方面，水的裂解需要锰参与。

硼能与游离状态的糖结合，使糖带有极性，从而使糖容易通过质膜，促进运输。硼对植物生殖过程有影响。硼具有抑制有毒酚类化合物形成的作用。

缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吲哚乙酸的前身，因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。 铜是某些氧化酶的成分，影响氧化还原过程。铜又存在于叶绿体的质体蓝素中，后者是光合作用电子传递体系的一员。

钼是硝酸还原酶的金属成分，起着电子传递作用。钼又是固氮酶中钼铁蛋白的成分，在固氮过程中起作用。

氯在光合作用水裂解过程中起着活化剂的作用，促进氧的释放。根和叶的细胞分裂需要氯。

镍是近年来发现的植物生长所必需的微量元素。镍是脲酶的金属成分，脲酶的作用是催化尿素水解成C02和NH4+。镍也是固氮菌脱氢酶的组成成分。

每种元素缺乏时都会使植物出现特有的症状和出现部位，根据这些可以进行缺素的简单诊断，比较准确的方法是化学分析法。

植物细胞吸收离子的方式可分为被动吸收和主动吸收，其中被动吸收的机理被理解为简单扩散和离子通道运输，主动吸收是通过离子泵和离子载体实现的。主动吸收的突出特点是，可逆电化学梯度进行， 因此