植物根系对养分的吸收30页PPT
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植物的根系与养分吸收
植物的根系与养分吸收植物的根系是植物体吸收水分和养分的重要器官。
它扎根于土壤中，起到支撑植物的作用，同时通过根毛吸收土壤中的水和养分，为植物的生长和发育提供所需的营养物质。
本文将探讨植物的根系结构、根系对养分吸收的适应性以及养分运输和利用等内容。
一、根系结构植物的根系通常由主根和侧根组成。
主根生长于种子中并向下延伸，是根系的主要支撑物。
它具有较粗的直径和明显的分枝，能够深入土壤中寻找水源。
侧根则从主根上分出，呈分布状生长，扩大了根系的吸收范围。
根系的末梢则是由根毛组成，根毛是细胞长出的细长突起物，密集分布于根的吸收区域。
根毛的存在增大了根的表面积，提高了植物吸收水分和养分的能力。
二、根系对养分吸收的适应性植物的根系对于养分吸收具有一定的适应性。
如对于氮元素的吸收，植物的根系具有氮素选择性吸收的特点。
在土壤中，植物可以通过根毛来吸收亲水性与亲脂性的氮物质，如硝酸盐和铵盐。
而对于硝酸盐的吸收，植物会通过调节根毛上的离子通道和转运蛋白来实现。
此外，根系还对于养分的吸收有一定的选择性。
对于不同种类的植物，它们对于不同养分的需求是不同的。
有些植物适应了生长在缺乏养分的环境中，它们的根系已发展成为相对较深、较长的形态，以便更好地获取土壤中的营养物质。
三、养分的运输和利用植物吸收了土壤中的水和养分后，这些水分和养分需要通过植物体内部的导管系统运输到地上部分进行利用。
在根系中，养分主要通过土壤液流动和根压力驱动而进入植物体内。
在植物体内，养分主要通过植物的细胞间隙和细胞壁的渗透作用进行传递和分配。
与此同时，植物体内的细胞还会通过主动运输的方式，将养分运输到需要的部位进行利用。
例如，植物可以利用光合产生的能量，将养分转化为可溶性有机质，并通过活跃的细胞膜转运系统将其运输到需要的地方。
同时，植物的根系还可以通过根瘤中的共生细菌来固定氮气，并将其转化为植物能够直接利用的氨基酸。
这种共生关系不仅丰富了土壤中的氮源，也为植物提供了可利用的氮营养。
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2．下列根组织中，能使根迅速长长的部分是
（ B）
(A)分生区
(B)伸长区
(C)根毛区
(D)根冠
《植物的根与物质吸收》PPT-完美版
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3.俗话说：“树有多高，根有多深。”树大根深是自然界
普通存在的现象，下列对这种现象看法有错误的是 (C )
(A)植物的根能牢牢把植物固定在土壤中 (B)深扎在土壤中的根有利于吸收到水分 (C)根所获得的有机物来自更深的土壤 (D)树大根深，蒸腾作用能力就更强
多
是否有明 显发达的
有
无
根
你知道还 白菜 、萝卜、 葱、蒜苗、
有哪些 芹菜、苋菜、 韭菜、荞头、
植物具有
菠菜、香菜 等
这样的根
水稻、玉米 等
《植物的根与物质吸收》PPT-完美版
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有明显发达的主 根和侧根之分的根系， 叫做直根系。
没有明显的主侧 根之分的根系，叫做 须根系。
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第3节
植物的根与物质吸收
《植物的根与物质吸收》PPT-完美版
（一）植物的根系： 《植物的根与物质吸收》PPT-完美版
大豆的根
小麦的根
。 一株植物所有的根合在一起，叫做根系
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大豆
小麦
根的数
目
少
为什么根尖能从土壤中吸收水分呢？
《植物的根与物质吸收》PPT-完美版
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读图讨论
了解根尖的结构：
1、根尖可以分哪四部分？每一 部分的细胞有什么结构特点？各 部分有什么作用？
【PPT】植物对养分的吸收.
养分吸收动力学曲线的参数
一、介质中养分的浓度 不同离子的吸收动力学曲线不同 短期中断养分供应促进植物对该养分的吸收 持续供应养分使养分吸收速率下降
二、环境条件
温度: 6-38ºC 光照: 气孔开闭，光合作用 水分： 通气状况： 土壤pH
通气状况
土壤pH
影响土壤养分的有效性和植物根系吸收。 1、通过影响细胞膜的电化学势。 2、H+置换细胞膜中的Ca2+离子，破坏
离子泵 (pump)：逆电化学势直接将分子或离子 泵出膜内或膜外，与能量供应直接偶联。也称为 初级主动运输。根据离子运输是否使膜内外产生 净电荷而分为致电泵与电中性泵。
致电泵：离子的运输使膜内外产生净电荷，如H+泵，即 H+-ATP酶，它通过催化ATP水解而产生H+，并将其泵 出膜外。
电中性泵：离子的运输不使膜内外产生净电荷，如动物 中的H+/K+-ATP酶。
Ca2+对选择性吸收K+ / Na+ 的影响
吸收速率（µmol/g鲜重*4h）
外部溶液
NaCl+KCl (各10m
mol/L)
Na+1
玉米 K+1 Na+1+ K+1 Na+1
甜菜 K+1 Na+1+ K+1
无钙 有钙
9.0 11.0
20.0
18.8
8.3
27.1
5.9 15.0
20.9
15.4 10.7
什么条件下可以采用根外施肥措施？
1、基肥不足，作物有严重脱肥现象。 2、作物根系受到伤害。 3、遇自然灾害，需要迅速恢复作物的正 常
养分的吸收PPT课件
第36页/共175页
Picture by Jim Haseloff
对于一条根：
分生区和伸长区：养分吸收的主要区域 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多
原因：根毛的存在，使根系的外表面积增加到原来的 增强了植物对养分和水分的吸收。
2～10倍，
植物的根毛
大豆根系根毛示意图
第37页/共175页
钾吸收速率 (pmol.cm-1s-1)
（一）、有益元素的概念 某些元素适量存在时能促进植物的生长
发育；或者是某些特定的植物、在某些特定 条件下所必需的，这些类型的元素称为“有 益元素”，也称“农学必需元素”。
第13页/共175页
（二）、有益元素在植物体内的含量、分布和形态
元素
含量
分布
形态
莎草科,禾本科：10-15％ 硅(Si) 旱地禾本科等：1-3％
2. 根的类型直根与系和养须根分系示吸意收图 的关系
直根系－－能较好地利用深层土壤中的养分 须根系－－能较好地利用浅层土壤中的养分
农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起 －－间种、混种、套种。
第27页/共175页
（二）根的数量
用单位体积或面积土壤中根的总长度表示，如： LV（cm/cm3）或 LA（cm/cm2） 一般，须根系的LV > 直根系的LV 根系数量越大，总表面积越大， 根系与养分接触的机率越高 －－反映根系的营养特性
二、根的结构特点与养分吸收
• 从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成 熟区(根毛区)和老熟区五个部分
大麦根尖纵切面
双子叶植物根立体结构图
第34页/共175页
• 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外) 皮层、内皮层和中柱等几个部分
植物根系对养分的吸收
定义：膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入 原生质膜内的过程。
运输动力：
ATP ATP
ATP
机理
(1) 载体解说
① 载体（carrier）－－指生物膜上存在的能携带
离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要 能量（ATP）。
载体对一定的离子有专一的结合部位，能有 选择性地携带某种离子通过膜。
3. 数量：约占1％，远小于植物的需要
（二）质流（Mass flow）
1. 定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分 离子向根表迁移的过程。
2. 影响因素：与蒸腾作用呈正相关 与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关
（三）扩散（Diffusion）
1. 定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导 致根表离子浓度下降，从而形成土体－根 表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高 的土体向浓度低的根表迁移的过程。
vascular tissue
Cell to cell transport
一、土壤养分向根表面迁移
地上部
土壤
2
3
根1
植物根获取土壤养分的模式图 (1.截获 2.质流 3.扩散)
（一）截获（Interception）
1. 定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分 而使养分转移至根表的过程。
2. 实质：接触交换
② 载体转运离子的过程
活化载体 离子
A
CP
磷
酸
激
酶
I C
ATP
ADP
线 粒 体
载体－离子复合物 未活化载体
外
A
C PP
膜
磷
酸
Pi
酯
运输动力：
ATP ATP
ATP
机理
(1) 载体解说
① 载体（carrier）－－指生物膜上存在的能携带
离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要 能量（ATP）。
载体对一定的离子有专一的结合部位，能有 选择性地携带某种离子通过膜。
3. 数量：约占1％，远小于植物的需要
（二）质流（Mass flow）
1. 定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分 离子向根表迁移的过程。
2. 影响因素：与蒸腾作用呈正相关 与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关
（三）扩散（Diffusion）
1. 定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导 致根表离子浓度下降，从而形成土体－根 表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高 的土体向浓度低的根表迁移的过程。
vascular tissue
Cell to cell transport
一、土壤养分向根表面迁移
地上部
土壤
2
3
根1
植物根获取土壤养分的模式图 (1.截获 2.质流 3.扩散)
（一）截获（Interception）
1. 定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分 而使养分转移至根表的过程。
2. 实质：接触交换
② 载体转运离子的过程
活化载体 离子
A
CP
磷
酸
激
酶
I C
ATP
ADP
线 粒 体
载体－离子复合物 未活化载体
外
A
C PP
膜
磷
酸
Pi
酯
植物的根系和养分吸收
植物的根系和养分吸收
汇报人：XX
目录
01
植物根系的类型和功能
02
植物养分吸收的机制
03
植物根系与养分吸收的相互影响
04
植物根系与养分吸收的应用
05
植物根系和养分吸收的研究进展
植物根系的类型和功能
PART 01
根系的分类
主根：植物的主要根系，负责吸收水分和养分
侧根：主根上分出的侧根，负责吸收水分和养分
植物生长阶段：植物在不同生长阶段对养分的需求和吸收能力不同
植物根系与养分吸收的相互影响
PART 03
根系对养分吸收的促进
根系的形态和分布也会影响养分吸收的效率
根系的生长和发育会影响养分吸收的能力
根系通过根毛和根表皮细胞吸收养分
根系是植物吸收养分的主要器官
养分吸收对根系生长的影响
养分吸收是根系生长的重要因素
研究植物根系对养分吸收的调控机制
探索植物根系与土壤环境的相互作用
THANK YOU
汇报人：XX
根系成像技术：利用CT、MRI等成像技术观察根系结构
同位素标记法：通过标记元素来追踪养分在根系中的运输和吸收
基因编辑技术：利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术研究根系发育和养分吸收相关基因
根系分泌物分析：通过分析根系分泌物来了解根系与土壤微生物的相互作用
养分吸收研究的新发现
研究发现，植物根系可以通过分泌有机酸来增加土壤中养分的溶解度，从而提高养分吸收效率。
根系与土壤中的微生物相互作用，促进养分吸收
植物养分吸收的机制
PART 02
养分吸收的主要方式
主动吸收：植物通过根系主动吸收养分
离子交换吸收：植物通过根系离子交换吸收养分
汇报人：XX
目录
01
植物根系的类型和功能
02
植物养分吸收的机制
03
植物根系与养分吸收的相互影响
04
植物根系与养分吸收的应用
05
植物根系和养分吸收的研究进展
植物根系的类型和功能
PART 01
根系的分类
主根：植物的主要根系，负责吸收水分和养分
侧根：主根上分出的侧根，负责吸收水分和养分
植物生长阶段：植物在不同生长阶段对养分的需求和吸收能力不同
植物根系与养分吸收的相互影响
PART 03
根系对养分吸收的促进
根系的形态和分布也会影响养分吸收的效率
根系的生长和发育会影响养分吸收的能力
根系通过根毛和根表皮细胞吸收养分
根系是植物吸收养分的主要器官
养分吸收对根系生长的影响
养分吸收是根系生长的重要因素
研究植物根系对养分吸收的调控机制
探索植物根系与土壤环境的相互作用
THANK YOU
汇报人：XX
根系成像技术：利用CT、MRI等成像技术观察根系结构
同位素标记法：通过标记元素来追踪养分在根系中的运输和吸收
基因编辑技术：利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术研究根系发育和养分吸收相关基因
根系分泌物分析：通过分析根系分泌物来了解根系与土壤微生物的相互作用
养分吸收研究的新发现
研究发现，植物根系可以通过分泌有机酸来增加土壤中养分的溶解度，从而提高养分吸收效率。
根系与土壤中的微生物相互作用，促进养分吸收
植物养分吸收的机制
PART 02
养分吸收的主要方式
主动吸收：植物通过根系主动吸收养分
离子交换吸收：植物通过根系离子交换吸收养分
根的吸收作用与水肥ppt课件
教材分析
根对无机盐的吸收是 根的主要功能之一。本节 教材经过演示实验，证明 植物生活需求无机盐，假 设缺乏，会出现相应的病
一、教学目的 ㈠认知目的 了解植物生活需求无机 盐，含氮、磷、钾的无 机盐在植物生活中的作 用及其缺乏症。 ㈡技艺目的 经过演示实验，培育学
二、教学重点与难点
1．教学重点：植物生活 需求无机盐，含氮、磷、 钾的无机盐对植物生活的 作用及缺乏症。 2．教学难点：植物缺氮、
4、吐水：在土壤水分充足、空气湿度很大的情况下，叶片 上的水孔就会有液体溢出，构成亮晶晶的水珠，这就叫吐 水。它是植株正常生长的一个标志。
合理灌溉
合理灌溉原理：不同的植物需水量不同；同 一植物不同的生长发育时期也不同 。
我国淡水资源从总体上看比较匮乏，我们该 当合理利用水源。
第三节 无机盐与植物的生活
缺钾时植株茎秆脆
弱，容易倒伏，叶片 的边缘和尖端呈褐色， 并逐渐焦枯。
归纳总结
合理施肥
肥料普通分农家肥和化肥两种.农 家肥来源广，本钱低 ，肥效长能改 良土壤,但肥效较慢,适宜做基肥;化学 肥料的肥效高，见效快,但营养单一, 长期运用不仅污染环境,土壤也易板 结,因此适宜做追肥.
多施氮肥
多施磷肥
了他们的质疑和探求精神.
•
• 根尖构造: 成熟区 收
作用 :吸
•
伸长区
作用 :生长
•
分生区
作用 :生长
•
根冠
作用 :维护
细胞大小 细胞外形
陈列情况
根冠 分生区
伸长区 成熟区
较大 小
外形不规那么 近似正方体 核大、壁薄
表皮细胞突起构成 根毛、有导管
不整齐 严密
• 总结:
植物对营养物质的吸收课件.
养分富集：根系对水分的吸收速率> 养分的吸收速率 养分亏缺：根系对水分的吸收速率< 养分的吸收速率 养分持平：根系对水分的吸收速率=养分的吸收速率
+
养分浓度
1
3
0
2
0 1 2 3 4
离根表距离（mm） 不同条件下根际养分浓度变化模式图
（1.积累 2.亏缺 3.持平）
2. 影响根际养分分布的因素
土壤因素：类型、质地、养分含量、水分 养分因素：种类、形态 植物因素：种类、基因型、根的部位、年龄 农事因素：施肥、灌水
大麦根尖纵切面
双子叶植物根立体结构图
• 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外)皮 层、内皮层和中柱等几个部分
大麦(Hordeum vulgare) 根的横断面
Picture by Jim Haseloff
对于一条根：
分生区和伸长区：养分吸收的主要区域 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多 原因：根毛的存在，使根系的外表面积增加到原来的 2～10倍，增强了植物对养分和水分的吸收。
110
100
90
80 Shallow Deep
Deep
华南农业大学根系生物学研究中心
（四）根的分布
根 根 根 根
养分吸收范围
A. 分布稀疏
B. 分布较密
图 根系的分布与养分吸收效率
根系分布合理，有利于提高养分的吸收效率
二、根的结构特点与养分吸收
• 从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟 区(根毛区)和老熟区五个部分
1. 根的氧化力
强 如水稻，具有
根的活力 强
根的吸收能力 强
氧气输导组织，向根分泌O2 乙醇酸氧化途径，根部H2O2形成O2
+
养分浓度
1
3
0
2
0 1 2 3 4
离根表距离（mm） 不同条件下根际养分浓度变化模式图
（1.积累 2.亏缺 3.持平）
2. 影响根际养分分布的因素
土壤因素：类型、质地、养分含量、水分 养分因素：种类、形态 植物因素：种类、基因型、根的部位、年龄 农事因素：施肥、灌水
大麦根尖纵切面
双子叶植物根立体结构图
• 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外)皮 层、内皮层和中柱等几个部分
大麦(Hordeum vulgare) 根的横断面
Picture by Jim Haseloff
对于一条根：
分生区和伸长区：养分吸收的主要区域 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多 原因：根毛的存在，使根系的外表面积增加到原来的 2～10倍，增强了植物对养分和水分的吸收。
110
100
90
80 Shallow Deep
Deep
华南农业大学根系生物学研究中心
（四）根的分布
根 根 根 根
养分吸收范围
A. 分布稀疏
B. 分布较密
图 根系的分布与养分吸收效率
根系分布合理，有利于提高养分的吸收效率
二、根的结构特点与养分吸收
• 从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟 区(根毛区)和老熟区五个部分
1. 根的氧化力
强 如水稻，具有
根的活力 强
根的吸收能力 强
氧气输导组织，向根分泌O2 乙醇酸氧化途径，根部H2O2形成O2