植物对氨基酸的吸收机制
高等植物对氨基酸态氮的吸收与利用研究进展
920
应用生态学报
26 卷
壤中游离氨基酸，近来有关土壤吸附有机氮，尤其是 氨基酸态氮分布特征、生物有效性及其营养调控机 理研究逐渐引起人们的重视［9－10］． 本文通过国内外 氨基酸研究最新文献综述了土壤氨基酸形态特征、 植物-微生物对氨基酸的吸收代谢及其生物有效性 等方面研究进展，以期为相关研究提供参考．
规律． Andersson 等［27］指 出，土 壤 溶 液 中 游 离 态 氨 基
酸占有机氮比例很小，难溶性缩氨酸及高分子蛋白 质所占比例达 50% 以上． 崔晓阳［28］认为，土壤中氨 基酸若能构成植物的重要营养氮源，本身必须满足 以下两个条件之一： 1） 在土壤中具有足够的数量 / 浓度； 2） 具有很大的流通量．Vinolas 等［29］指出，土壤 中氨基酸的组成、产生和降解是一个动态的变化过 程，除了受植物和土壤的直接影响外，还与土壤微生 物、酶活性和温度等因素有关． Kindler 等［30］在无菌 条件下培养13 C 标记的革兰氏阴性细菌，培养初期 发现细菌所含的13 C 仅比对照减少了 25%，75% 的 13 C存在于 土 壤 难 溶 性 有 机 氮 中，随 着 培 养 时 间 延 长13C 百分含量没有明显变化．虽然土壤中游离氨基 酸含量很低，但氨基酸在土壤中的周转却异常迅速， 半衰期仅为 1．7 ～ 28．7 h［31－32］，一般不足 12 h［33－35］． 这表明土壤中氨基酸总的流通量还是十分可观的．
Abstract： Plant can directly take up the intact amino acids，thus bypass the microbial mineralization of organic nitrogen． As an excellent carbon and nitrogen source，there exists competition for amino acid absorption between plant roots and soil microorganisms． And the total flux of amino acids in soil may be enormous due to the extensive sources and short half-life． Studies on amino acid nitrogen nutritional contribution for plant by the technique of nitrogen isotopic tracer，has become a research topic in recent years，which will help us better understand the principle of soil fertility． This paper summarized the recent researches on amino acid morphological characteristics in soil and its metabolic mechanism and nitrogen nutritional contribution for plant in different ecosystems，and discussed the present status and development trend of the amino acid circulation mechanism in the plant-soil-microorganism ecosystem and its bioavailability for plant． Finally，the topics of environmental regulating mechanism of amino acid bioavailability，amino acid carbon-nitrogen metabolism， and how to improve the field organic nitrogen management were all the core issues to be resolved．
植物所必需的氨基酸-概述说明以及解释
植物所必需的氨基酸-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:植物是地球上最独特的生物之一，而植物所需要的营养物质也是独一无二的。
氨基酸是植物必需的一类营养物质，它们是构成植物蛋白质的基本单元。
植物无法合成所有的氨基酸，因此必须从外部环境中获取。
氨基酸在植物生长和发育的过程中扮演着重要的角色。
它们不仅是蛋白质的组成部分，还参与到植物的许多生化反应中。
氨基酸还能够调节植物的免疫系统，增强植物的抗逆能力。
因此，了解植物所需的氨基酸种类以及植物吸收氨基酸的方式对于揭示植物生长的本质具有重要意义。
本文将会分别介绍植物所需的氨基酸种类以及植物吸收氨基酸的方式。
在植物所需的氨基酸种类中，我们将会详细介绍每种氨基酸的特点和功能。
而在植物吸收氨基酸的方式中，我们将会探讨植物根系对氨基酸的吸收机制以及环境条件对吸收效率的影响。
通过本次论文的撰写，我们将有更深入的了解植物所需的氨基酸及其在植物生长中的重要性。
希望通过本文的介绍，能够增进对植物营养的认识，并为植物生长调控提供参考。
1.2文章结构文章结构是整篇文章布局和组织的方式，它有助于读者理解文章的逻辑和主题。
本文主要介绍植物所必需的氨基酸，以下是本文的结构安排：第一部分，引言。
在这一部分中，将概述本文的主题，即植物所必需的氨基酸，并对文章的结构和目的进行介绍。
通过引言部分，读者可以了解到本文的研究背景和意义。
第二部分，正文。
这一部分将详细介绍植物所需氨基酸的种类和植物吸收氨基酸的方式。
首先，将列举植物所需的常见氨基酸种类，并对其功能和重要性进行解释。
然后，将介绍植物吸收氨基酸的方式，包括根吸收和叶片吸收等。
第三部分，结论。
在这一部分中，将总结植物所需氨基酸的重要性，并探讨其对植物生长的影响。
通过本文的研究，我们可以更好地了解植物对氨基酸的需求，从而有助于优化植物生长和农作物产量。
通过以上的文章结构安排，读者可以系统性地了解植物所必需的氨基酸，并对其在植物生长中的重要性有更深入的认识。
植物营养学了解植物对营养物质的吸收与利用
植物营养学了解植物对营养物质的吸收与利用植物营养学是研究植物对营养物质的吸收与利用的科学领域。
植物是通过根系吸收水分、无机盐和有机物质来满足其生长发育的营养需求的。
本文将就植物的营养需求、植物对营养物质的吸收与利用机制以及植物的营养状态进行探讨。
一、植物的营养需求植物的营养需求主要包括宏量营养元素和微量营养元素两部分。
宏量营养元素是指植物需要的量较多的营养元素，包括氮、磷、钾、钙、镁和硫等。
微量营养元素是指植物需要的量较少的营养元素，包括铁、锌、锰、铜、锰、锰和锌等。
这些营养元素是植物正常生长所必需的，不同的植物对营养元素的需求量有所不同。
二、植物对营养物质的吸收与利用机制植物通过根系吸收土壤中的水分和营养物质。
根系的末梢部分，也就是根毛是植物吸收水分和营养物质的主要部位。
根毛能增加根系与土壤的接触面积，有效地提高吸收效率。
在土壤中，营养物质以溶液的形式存在，通过被动扩散和主动吸收，植物将其吸收。
被动扩散是指溶液中的营养物质从浓度高的地方向浓度低的地方自然扩散，而主动吸收则是植物通过根毛表面的吸收细胞主动运输营养物质进入植物体内。
植物对不同的营养物质有不同的吸收机制。
比如，植物对氮的吸收主要通过氮的活性转化为氨基酸，再通过氨基酸转运蛋白进入植物体内。
磷的吸收则是通过磷酸盐的离子交换和活性磷化合物的转运。
植物的吸收机制具有一定的选择性，能根据不同的环境条件和生理状态调节对各种营养物质的吸收。
三、植物的营养状态植物的营养状态是指植物体内各种营养物质的含量和比例。
植物的营养状态会对其生长发育产生重要影响。
例如，氮是植物生长必需的元素，如果植物体内氮的含量不足，会导致植物生长缓慢、叶片变黄等现象。
相反，如果氮的供应过多，会导致植物生长过快，但叶片发生老化、斑点等异常情况。
植物的营养状态可以通过土壤和植物组织的化学分析来评价。
土壤的化学分析可以了解土壤中各种营养元素的含量和pH值等指标，而植物组织的化学分析则可以了解植物体内各种营养元素的含量和比例。
氨基酸对植物的作用
氨基酸对植物的作用氨基酸作为构成蛋白质的最小分子存在于肥料中，有易于被作物吸收的特点；亦有提高施肥对象抗病性，改善施肥作物品质的功能。
补充植物必需的氨基酸，刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收。
增强植物的代谢功能，提高光合作用，促进植物根系发达，加快植物生长繁殖。
1、提早发芽，出苗率高施用氨基酸腐植酸，可加速种籽发芽，提高出苗率，在早春、低温下尤为显着（一般可提早1～3天发芽，出苗率提高10～30％）。
2、根系发达，吸收力强氨基酸对作物的根系发育有特殊的促进作用，许多农科人员称氨基酸为“根系肥料”，对根系的影响主要表现在，刺激根端分生组织细胞的分裂与增长，使幼苗发根快，次生根增多，根量增加，根系伸长，导致作物吸收水份和养份的能力大大增强。
3、对地上部分营养体生长的影响在养份供应充足的基础上，氨基酸的刺激作用可使植株地上部分营养体生长旺盛，表现在株高、茎粗、叶片数、干物质积累等方面。
4、对产量和构成因素的影响氨基酸对不同作物的产量、构成因素是不同的，对粮食作物，穗多、粒多、千粒重等起到增产作用，前期对分蘖、减少空秕率均有良好的效果。
5、对作物生理代谢及酶活动的影响氨基酸进入植物体内后，对植物起到刺激作用，主要表现在，呼吸强度的增加，光合作用的增加，各种酶的活动增强，从而使果实提前着色成熟，取得高产、提高产值。
6、安基酸的另一说法氨基酸肥料是以植物氨基酸作为基质,利用其巨大的表面活性和吸附保持能力,加人植物生长发育所需要营养物质(氮、磷、钾、铁、铜、锰、锌、铝、硼等),经过赘合和络合形成的有机、无机复合物。
这种肥料既能保持大量元素的缓慢释放和充分利用,也能保证微量元素的稳效和长效。
具有增强植物呼吸作用,改善植物氧化还原过程,促进植物的新陈代谢的良好作用。
它能促进光合作用和叶绿素的形成,对氧化物活性、酶类活性、种子发芽、营养物质吸收,根系生长发育等生理生化过程均有明显的促进和激活作用。
植物根系吸收氨基酸_理论说明以及概述
植物根系吸收氨基酸理论说明以及概述1. 引言1.1 概述植物的生长和发育过程中，根系起着至关重要的作用。
根系通过吸收土壤中的养分，为植物提供所需的营养物质。
其中，氨基酸作为一类重要的有机营养物质，在植物生长发育中扮演着不可或缺的角色。
研究表明，植物的根系能够主动吸收土壤中的氨基酸，并将其转运到植物体内供给其他组织和器官使用。
1.2 文章结构本文将从三个方面对植物根系吸收氨基酸进行论述：- 根系吸收氨基酸理论说明：首先介绍植物根系结构和功能，以及氨基酸在植物生长发育中的重要性；然后探讨根系对氨基酸进行吸收和转运的机制。
- 植物根系吸收氨基酸的影响因素：聚焦于外部环境因素对根系吸收氨基酸的影响、植物内部调控因子对根系吸收氨基酸的调节作用，以及其他因素对根系吸收氨基酸的影响的研究进展。
- 植物根系吸收氨基酸实验方法与技术手段：介绍根际液解析法、放射性同位素示踪法和分子生物学技术在研究根系吸收氨基酸方面的应用。
1.3 目的本文旨在全面探讨植物根系吸收氨基酸的理论机制，深入了解外部环境和内部调控因素对此过程的影响，并介绍相关实验方法与技术手段。
通过对这一重要领域的综述，增进对植物根系吸收氨基酸的认识，为未来研究提供参考，并探索其应用前景。
2. 根系吸收氨基酸理论说明：2.1 植物根系结构和功能：根系是植物地下部分的主要组织，起着固定植物体、吸收水分和养分的重要作用。
根系通常由主根和侧根组成，在土壤中呈现出不同的形态和结构。
主根主要负责向下延伸并固定植物，侧根则负责扩大吸收面积以增加养分吸收能力。
除了这些结构功能之外，根系还包含许多细胞类型，如毛状体和维管束等，这些细胞参与吸收、传输和储存养分。
2.2 氨基酸在植物生长发育中的重要性：氨基酸是构成蛋白质的基本单元，也是植物体内多种生物化学反应的重要底物。
植物通过合成氨基酸来满足自身对蛋白质的需求，并且氨基酸还参与调节植物生长发育过程中的许多关键生理过程，如逆境响应、信号转导和养分运输等。
植物对氨基酸态氮的吸收利用机理
植物对氨基酸态氮的吸收利用机理1．2．6．1氨基酸的吸收关于氨基酸被动吸收有两种假说，离子通道和胞饮作用，外质连丝也被认为是有机养分吸收的可能方式，但目前均还缺乏足够的证据。
一般认为氨基酸是以主动方式被植物吸收，吸收动力学符合米氏方程。
吸收的氨基酸通过转氨基和脱氨基作用转化为其它氨基酸，通过木质部和韧皮部在不同器官之间运转，氨基酸的代谢和转化主要在新生器官(组织)中进行。
许玉兰等(1997)以1N标记的甘氨酸和亮氨酸为氮源，无菌水培稻苗15天后发现，水稻根部的15N原子百分数明显高于茎、叶部的水平，推测外源氨基酸进入植株初期首先聚集在根部，然后再运输到植株的其他部位。
与此结果不同，张夫道等(1984)发现14C-Gly饲喂水稻幼苗48 h后根、地上部分均见明显的放射性标记，处理53小时h后地上部分14C强度显著高于根部，且心叶中14C强度最大，为根部的2倍多，认为可能是水稻幼苗新陈代谢旺盛，吸收后的Gly被迅速运输到地上而同化。
不同的结果可能与试验材料、试验方法及处理浓度等有关。
一系列的转运子参与了氨基酸、肽的吸收及植体内的运转及再分布。
基于底物的专一性和亲和性，及其在植物体内表达方式的差异，一些独特的载体具有不同的功能。
目前通过正向遗传、反向遗传、膜蛋白质组学方法等已在拟南芥中克隆出数个氨基酸、肽转运子，如氨基酸转运子基因家族ATF、APC、MCF，肽转运子基因家族PTR、OPT、TAP等，对这些转运子的功能和特性都有相关描述。
尽管在根中表达的转运子不少，能直接证明植物根氨基酸吸收的转运子只有AtAApl和AtLHTl。
对大多数的有机氮转与子来说，其生化属性和生理功能仍不清楚，如不同氨基酸转运子具体数目和功能，其调控机制如何，多种氨基酸转运子存在的必要性；是否可由此解释不同氨基酸吸收之间的交互作用?有机氮转运子性质的多样性显示了植物氮代谢调节机制的复杂性，细胞生物学技术、分子生物学、蛋白质组学、代谢组学等多种研究手段的相互结合才能进一步深入详细了解有机氮转运子的功能的基础，并以此从整体掌握有机氮的吸收机制。
生物尿素循环和氨基酸代谢机制的研究
生物尿素循环和氨基酸代谢机制的研究生物尿素循环和氨基酸代谢机制是生命体中非常重要的代谢途径，这些过程的研究被广泛用于生物医学、生态学和农业等领域。
本文将对这两个重要的代谢途径进行探讨。
一、生物尿素循环生物尿素循环是一个追逐副作用的代谢途径，它最初被发现于沙漠中的一种动物——骆驼。
在热带气候中，水的摄入十分困难，这时骆驼的代谢系统便通过分解蛋白质来产生尿素，以逐步减少自身体内的氮质负担。
在这个循环中，蛋白质被分解成氨基酸，氨基酸再被转化为鸟氨酸和尿素。
鸟氨酸随后被催化反应生成尿素，最后通过肾脏排出体外，形成了生物尿素循环。
尿素是一种具有高溶解度的氮源物，因此在生态系统中起到了重要的作用。
在某些植物中，如蕨类植物，生物尿素循环是一种重要的氮代谢途径。
研究表明，这个循环在某些沙漠环境中的细菌和真菌中也有着重要的作用。
二、氨基酸代谢机制氨基酸代谢是一种非常重要的代谢途径，它涉及到人体自身的免疫系统、营养摄入和生物合成等多个方面。
氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元，同时也是重要的氮源物。
通过氨基酸代谢，人体可以利用蛋白质来合成重要的物质，比如血红蛋白、抗体等等。
另外，氨基酸代谢对维持人体正常的氮代谢平衡也十分重要。
氨基酸一旦被分解成氨基氮和羧基，其中的氨基氮会被转化成尿素，被肾脏排除体外，羧基则继续参与人体的代谢反应。
氨基酸代谢同时也被广泛应用于农业生产中。
通过饲料中的氨基酸的补充，农民可以从根本上提高动物的生长速度和产量，减少饲料的浪费，为实现可持续发展做出贡献。
总结总的来说，生物尿素循环和氨基酸代谢机制是一种十分重要的代谢途径。
尿素的产生和利用可以帮助人体维护氮代谢平衡，而氨基酸代谢则是构成蛋白质、维护人体正常运作不可或缺的物质。
在现代社会的发展中，这两个代谢途径的研究具有重要的理论和现实意义。
氨基酸在植物响应环境胁迫中的作用研究
氨基酸在植物响应环境胁迫中的作用研究氨基酸是植物生长发育和应对环境胁迫的重要信号分子，其在植物生理学中的作用日益凸显。
在植物面临外界环境胁迫的情况下，氨基酸可以通过多种途径介导各种生理响应，从而保障植物生命活动的正常进行。
一、氨基酸在植物响应干旱胁迫中的作用氨基酸在植物响应干旱胁迫中具有多种功能。
首先，氨基酸作为保护酶可以维持细胞内水分和离子平衡，从而延缓植物的脱水程度。
其次，氨基酸可以通过开放叶片气孔、提高叶片水势和减缓叶片的水分蒸散来减轻干旱胁迫对植物的影响。
最后，氨基酸还能够调节植物中的抗氧化系统，缓解氧自由基带来的氧化损伤。
二、氨基酸在植物响应盐胁迫中的作用氨基酸在植物响应盐胁迫中的作用机制主要包括：调节离子通道和转运蛋白的表达、调节气孔运动、提高根系离子排泄能力等。
同时，氨基酸还能够维持植物内部的活性氧平衡，保护膜蛋白、酶和酸性磷酸酶等关键蛋白保持正常的形态和功能。
三、氨基酸在植物响应低温胁迫中的作用氨基酸在植物响应低温胁迫中的作用主要是通过调节植物的渗透调节和膜传递来发挥作用。
低温胁迫会导致植物细胞内部的渗透压失衡，从而导致细胞脱水、质膜离解等症状。
而氨基酸可以帮助植物维持沉淀鞣酸和多糖的稳定性，促进渗透调节体系的平衡。
此外，氨基酸还可以调节膜脂质的相变温度，从而使膜传递的温度敏感性得到调整，保障膜运输体系的正常运转。
四、未来氨基酸在植物胁迫响应的作用研究氨基酸在植物胁迫响应方面的作用是一个广泛而复杂的课题。
未来的研究可以从以下几个方向入手：1、全基因组或蛋白组学方法的应用，揭示氨基酸在植物胁迫响应中的作用机制。
2、利用基因编辑或者开发新的遗传工具，突破目前研究的限制，深入了解氨基酸与植物胁迫响应之间的关系。
3、结合检测氨基酸及其代谢产物的分析结果，揭示不同氨基酸组合对植物胁迫响应的调节效应。
4、发掘氨基酸和其他植物生理调节因子之间的关联，深化对植物响应外界胁迫的整体认识。
以上就是关于氨基酸在植物响应环境胁迫中的作用研究的一些探讨。
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植物对氨基酸的吸收机制
目前，有关植物对氨基酸的吸收机制还存在一些难点．VerNooy等指出，高等植物氨基酸营养的吸收机理研究存在3个主要障碍：多数氨基酸在细胞内的快速代谢、介质中pH 值对氨基酸带电性的影响和氨基酸在细胞壁及细胞膜组分上的可能结合．他们认为，由于不同试验采用的氨基酸和植物组织各有差异，因此其吸收机制应该有所不同．张夫道等用无菌培养液研究发现，水稻根表面不存在谷草转氨酶、氨基分解酶和脱碳酸酶，从而认为氨基酸是以分子状态进入稻株体内．此后，chapin等、Nash0lm等和Thorntonlj 的研究进一步证实了这一研究结果．植物对氨基酸的吸收是一个主动吸收过程，受载体调节，并与能量状况有关，同时受介质中pH和温度的影响．罗安程等研究发现，水稻对甘氨酸、谷氨酸和精氨酸的吸收均符合米氏方程，氨基酸的吸收具有主动吸收特征，吸收的动力学参数因氨基酸种类而异．加入NH4+和N03-对氨基酸的主动吸收方式都没有影响．Thornton进行了pH值、去叶及去叶后添加蔗糖或葡萄糖对黑麦草吸收氨基酸的试验研究，结果证实谷氨酸的吸收受能量制约，且与质子共同运输．也有研究认为氨基酸的吸收受呼吸影响，吸收载体对D型或L型异构体具有选择性，二者之间存在竞争关系，且载体对L型氨基酸的吸收远高于D型氨基酸．酰胺本身就是一种载体，在酰胺中又以谷氨酰胺最重要．schobert等研究认为，蓖麻幼苗对中性氨基酸的吸收和运输可能存在多种不同的载体．氨基酸进入植物体后，可通过转氨基、脱氨基作用及其他过程加以同化．无菌条件下，14 C甘氨酸进入水稻幼株后能通过转氨基和脱氨基作用转化为其他氨基酸，而且氨基酸的代谢转化是在新生器官的同化组织中进行．在甘氨酸水培条件下，稻根谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性明显高于NH4+ -N 水培的水稻，表明水稻吸收的氨基酸很大部分在根内即发生转氨基作用而被同化，而且甘氨酸水培的水稻叶片谷氨酸脱氢酶活性明显高于NH4+ -N水培的水稻，说明水稻根部吸收的氨基酸可能有部分上升到叶片脱氨基后同化．用15N-甘氨酸和亮氨酸研究稻苗植株内的分布发现，根部的氮原子百分数都明显高于茎、叶部的水平，说明外源氨基酸进入植株初期首先聚集在根部，然后再运输到植株的其他部位，而不是一开始就在植株均匀分布．氨基酸在植物体内是通过木质部和韧皮部在不同器官之间运输．氨基酸的再分布需要质膜上载体的活化．基于底物的专一性和亲和性，及其在植物体内表达方式的差异，一些独特的载体具有不同的功能．氨基酸在植物体内的运转及其分配随所研究的植物材料及氨基酸种类的不同而有较大差异．借助于同位素示踪技术，可以充分了解植物吸收氨基酸后体内的运转及分配方式，但是由于氨基酸在植物体内被吸收后的多次分配及其代谢的复杂性，其中一些中间代谢过程．仍需要进行深入的研究．。