植物对养分的吸收和运输
植物的水分运输与养分吸收
植物的水分运输与养分吸收植物作为一种复杂的生物体系，依赖于水分的运输和养分的吸收来维持其生长和发育。
本文将探讨植物水分运输和养分吸收的相关机制和重要性。
一、植物的水分运输植物体内的水分运输主要依靠根部的吸水和茎叶的导水。
根系通过根毛吸收土壤中的水分和溶解的养分，然后经过根木质部，沿着茎部向上运输至叶片。
1. 根系的吸水植物的根系通过根毛吸收土壤中的水分。
根毛是根部表面一种细长而富有毛状的突起，具有极大的表面积，能够增加水分的吸收效率。
根毛通过利用细胞内的渗透作用和根系周围土壤中的水势差，将土壤中的水分移动到根木质部。
2. 茎部的导水茎部主要负责将水分从根部运输到叶片。
茎部内的导管系统由木质部和韧皮部组成，木质部主要负责水分的上行运输，韧皮部则负责养分的下行运输。
水分运输主要是通过植物的负压传导机制实现的。
当叶片水分蒸发时，组成导管的细胞间会形成负压，使得根部的水分被吸引向上运输。
二、植物的养分吸收植物的养分吸收主要通过根系完成。
植物需要吸收的主要养分包括氮、磷、钾等无机盐和一些微量元素。
养分吸收的机制涉及到根毛的吸附和离子转运。
1. 根毛的吸附根毛通过吸附土壤中的养分，将其转化为可被植物利用的形态。
根毛表面有丰富的负电荷，能够吸附土壤中的阳离子。
同时，根毛还从土壤中释放出一些物质，与一些阴离子形成复合物，使其变为可吸收的形态。
2. 离子转运吸附在根毛表面的养分需要通过转运蛋白被转运到根的细胞内。
植物的根细胞具有多种转运蛋白，可以将养分从根毛转运到木质部。
在木质部内，这些养分会被重新转运到导管组织中，最终被运输到植物的各个部位。
三、水分运输与养分吸收的重要性水分运输和养分吸收对于植物的生长和发育至关重要。
首先，水分运输是维持植物生命活动的必要条件。
水分参与了植物体内的许多生化反应，同时也是光合作用的重要组成部分。
通过植物体内的水分运输，水分能够从根部运输到茎叶，提供给光合作用所需的水和二氧化碳。
其次，养分吸收是植物正常生长的基础。
植物养分物质的吸收与运输教案
植物养分物质的吸收与运输教案一、教学目标本教案通过学习植物的根系结构、根毛的形成与功能，以及植物体内的养分物质吸收与运输机制，使学生了解植物的养分吸收与运输过程，并能掌握相关概念和实验技能。
二、教学重点植物根系结构与功能、根毛的形成与功能、养分物质的吸收与运输机制。
三、教学难点植物养分物质的吸收与运输机制。
四、教学准备实验器材：小麦种子、一些有机肥料、标本刀、酶解液、滤纸等。
实验条件：室温、光照、湿度等。
五、教学过程1. 植物根系结构与功能首先，介绍植物的根系结构与功能。
植物的根系由主根和侧根组成，主根负责向下扎根并吸收水分和矿物质，侧根则负责延伸范围并增加吸收面积。
通过观察植物的根系结构，学生能够了解植物根系的形态特征和功能。
2. 根毛的形成与功能其次，介绍根毛的形成与功能。
根毛是植物根的一部分，具有增加吸收面积和吸收养分物质的功能。
通过实验，让学生观察根毛的形成过程，并了解根毛在养分吸收中的作用。
实验步骤：(1) 将一些小麦种子放在纸巾上，加入适量的水，保持一定的湿度。
(2) 观察并记录种子发芽的过程，特别是根系的生长情况。
(3) 在发育良好的小麦根上观察根毛的形态特征，并与未发育根毛的根进行比较。
(4) 探究根毛的形成与养分吸收的关系，并让学生总结根毛在植物生长中的作用。
3. 养分物质的吸收与运输机制最后，介绍植物体内的养分物质吸收与运输机制。
通过学习植物根系的解剖结构，学生能够了解植物通过根系吸收水分和矿物质的方式，以及通过茎和叶的导管系统运输养分物质的方式。
实验步骤：(1) 取一段小麦根，并用标本刀切开。
(2) 观察根的内部结构，特别是木质部和韧皮部。
(3) 学生通过观察根部的解剖结构，了解养分物质的吸收与运输机制，以及导管结构在运输过程中的作用。
六、教学延伸1. 植物养分吸收实验学生可以通过自行设计实验，探究不同养分对植物生长的影响，以及养分浓度对植物吸收的影响。
通过实验结果分析和讨论，进一步加深对植物养分吸收与运输机制的理解。
植物的根系吸收与养分转运
植物根系吸收与养分转运在园艺实践中的重要性 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来提高植物生长和产量 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来改善植物品质和抗逆性 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来促进植物生长和繁殖
植被恢复：利用 植物根系吸收与 养分转运的原理， 促进植被恢复， 改善生态环境。
根系吸收效率受到土壤环境、植物 种类等因素的影响
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根系吸收能力与植物生长速度、抗 逆性等密切相关
根系吸收与植物生长发育的调控机 制是植物科学研究的重要领域
养分转运
主动转运：通过消耗能量，将养分从低浓度区域转运到高浓度区域 被动转运：通过浓度梯度，将养分从高浓度区域转运到低浓度区域 共质体转运：通过细胞膜上的共质体通道，将养分从细胞外转运到细胞内 液泡膜转运：通过液泡膜上的转运蛋白，将养分从细胞外转运到细胞内
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01 添 加 目 录 文 本
02 植 物 根 系 吸 收
03 养 分 转 运
植物根系吸收与养 04 分 转 运 的 相 互 关 系
植物根系吸收与养 05 分 转 运 的 实 践 应 用
植物根系吸收与养 06 分 转 运 的 研 究 展 望
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植物根系吸收
养分转运包括吸收、运输和 利用三个阶段
养分转运是植物生长的关键 过程
养分转运与植物生长发育、抗 逆性、产量和质量密切相关
研究养分转运有助于提高植 物生产效率和品质
植物根系吸收与养分转运的相互 关系
根系吸收是养分转运的基础，只有吸收足够的养分，才能保证植物的正常生长。
根系吸收的养分种类和数量会影响养分转运的方向和效率。 根系吸收的养分浓度会影响养分转运的速度和效率。 根系吸收的养分形态会影响养分转运的方式和效率。
普通生物学-18 植物的营养
如何解释水分在木质部的运输。
解释根瘤的形成过程。
研究植物所需元素的方法是 。
和 。
植物需要17种必需元素，包括9种大量元素 和8 种微量元素 。
质外体途径（胞外途径）(apoplast path) 共质体途径（胞内途径）(symplast p theory）
黏附作用（adhesion） 菌根(mycorrhiza) 根瘤（root nodule）
1 吸收的机制：主动运输
筛管分子通过主动运输吸收蔗糖，其它物质顺 浓度梯度进入筛管。
2
运输的机制：
P235
压力流(pressure-flow)学说
产生的原因：渗透压 方向：源→壑 影响因素：光合作用的强弱。
3
营养物质的储存
一年生：储存在果实和种子中。 二年生和多年生：根、茎、果实、种子， 往往以淀粉的形式储存。
外生菌根：幼根的表面，形成菌根鞘， 只有少数菌丝侵入表皮和皮层细胞的间隙 中。
许多木本植物如松、水杉、山毛榉。
内生菌根：
通过表皮进入皮层的细胞 腔内，菌丝在细胞内盘 旋扭结。 促进根内的物质运输、 加强根的吸收机能。 如兰科、桑属、银杏。
2 细菌与植物共生
有机物和N2 → 硝酸离子或铵离子(NH4+)
水分进入根木质部的通路： 表皮→皮层→内皮层→木质部
路径： 质外体途径（胞外途径） 共质体途径（胞内途径）
A 质外体途径(apoplast path): ：质外体是指没有原生 质的部分，包括细胞壁、细胞间隙和导管的空腔。 由于根中内皮层的分隔，质外体就分为两个区域： 一个在内皮层外，一个在内皮层内。水分在质外体 中可以自由扩散，因此，水分在质外体中运输较迅 速。
植物的根系吸收和养分转运机制
主动运输和被动 运输的速度和效 率受到多种因素 的影响，如养分 浓度、土壤水分、 温度等
根系对养分的吸 收还受到植物激 素的调节，如生 长素、细胞分裂 素等
土壤养分浓度：过高或过低都会影响根系吸 收
土壤水分：水分过多或过少都会影响根系吸 收
土壤pH值：过酸或过碱都会影响根系吸收
土壤温度：过高或过低都会影响根系吸收
研究方法：研究人员采用了多种研究方法，如田间试验、实验室分析、数值模拟 等，以深入了解植物根系吸收和养分转运的机制。
展望：未来，研究人员将继续探索植物根系吸收和养分转运的机制，以期提高作 物产量和品质，为农业可持续发展做出贡献。
根系吸收和养分 转运的机制尚不 完全清楚
缺乏有效的研究 方法和技术来监 测根系吸收和养 分转运的过程
植物的根系吸收和养 分转运机制
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目录
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植物根系吸收养分的机 制
植物养分转运的机制
植物根系吸收和养分转 运的生理与生态意义
植物根系吸收和养分转 运的研究方法与技术
植物根系吸收和养分转 运的研究现状与展望
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植物根系吸收养分 的机制
根尖：主要吸收部位，包括根毛区、伸长区和分生区 根表皮：部分养分通过根表皮细胞吸收 根内部：部分养分通过根内部细胞吸收 根瘤：豆科植物特有的吸收氮素的器官，位于根的侧面或顶端
土壤透气性：透气性差会影响根系呼吸，进 而影响根系吸收
土壤微生物：微生物活动会影响根系吸收
植物养分转运的机 制
主动转运：植物 通过消耗能量， 将养分从低浓度 区域转运到高浓 度区域
被动转运：植物 通过渗透作用， 将养分转运：植 物通过共质体 （细胞之间的连 接结构），将养 分从一个细胞转 运到另一个细胞
植物的营养与运输
植物的营养与运输植物作为一类独立的生物体，需要通过吸收养分和水分来维持生长和代谢的正常进行。
植物通过根系吸收土壤中的水分和必需元素，以及通过叶片进行光合作用，从而获取能量。
而运输则是指植物内部物质的运动和分配过程，使得养分和水分能够有效地传送到各个部分。
下面将分析和探讨植物营养和运输的相关内容。
一、植物的营养植物营养是指植物获取和利用养分的过程。
植物的主要营养元素包括氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锌、铜、锰、硼和钼等微量元素。
这些元素对植物的生长发育和代谢起着至关重要的作用。
1.根系吸收植物通过根系吸收土壤中的养分和水分。
根毛是植物根系的重要组成部分，其具有较大的表面积，能够增强植物对养分和水分的吸收能力。
同时，根毛还能分泌根系吸收所需的营养物质。
根系吸收养分的方式主要有两种：活跃吸收和被动吸收。
活跃吸收是指植物主动吸收养分，需要耗费能量；被动吸收是指养分以扩散方式进入植物细胞内，不需要能量。
2.光合作用光合作用是植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳转化为有机物质的过程。
植物通过叶片吸收光能，并将其转化为化学能，用于合成有机物质。
在这一过程中，植物利用水分和养分合成葡萄糖等有机物，同时释放出氧气。
植物的光合作用主要发生在叶绿体中的叶绿体色素中。
叶绿素是植物叶片中最重要的色素之一，能够吸收光能，并将其转化为化学能。
3.气体交换植物通过气孔进行气体交换。
气孔是植物叶片上的微小开口，能够调节氧气的进入和二氧化碳的释放。
这一过程被称为呼吸作用，是植物获取氧气、排出二氧化碳的重要途径。
二、植物的运输植物内部物质的运输受到植物体的大小、形态、生态环境等因素的影响。
植物营养和水分的运输主要通过根系、茎和叶片进行。
1.根系的运输根系主要负责植物吸收水分和养分，并将其传输到地上部分。
水分和养分通过根毛和细胞间隙进入根皮细胞，在细胞间隙中逐渐上升，最终进入茎部和叶片。
2.茎部的运输茎部是植物中起着承载和传导作用的重要组织。
植物的物质运输与养分吸收
植物的物质运输与养分吸收植物的生长和发育依赖于其对水分、无机盐以及有机物质的吸收和运输。
植物通过根、茎和叶等器官进行物质的吸收和运输，以保证其正常的生理功能。
本文将从根的吸收、茎的运输和叶的养分吸收三个方面，详细介绍植物的物质运输与养分吸收。
一、根的吸收根是植物吸收水分和养分的重要器官。
植物根的吸收主要通过根毛进行。
根毛是由表皮细胞伸长形成的细长突起，增加了根的吸收面积。
根毛通过渗透作用吸收土壤中的水分和溶解在水中的无机盐和有机物质。
除了渗透作用，根的吸收还受到根压和活化能的影响。
植物在根尖细胞的活化能作用下，通过活细胞的活化作用，使细胞内的活力得到增强，从而促进根的吸收和传输。
根的吸收还受到离子选择性通道和共运体的调节。
植物通过离子选择性通道和共运体来选择性地吸收有益的无机盐和离子，而排斥有害的物质。
这种选择性吸收机制保证了植物对养分的高效吸收。
二、茎的运输茎是连接根和叶的重要器官，起着物质的传输通道的作用。
植物的茎主要借助于木质部进行水分和养分的运输。
木质部主要包括导管和木质纤维。
导管由胶元质和细胞壁组成，是植物茎和叶之间的主要运输通道。
导管主要分为两类，即木质部的导管和韧皮部的导管。
木质部导管主要负责水分和无机盐的上行运输，而韧皮部导管则负责有机物质的上行运输。
导管的运输主要依靠根的吸力和叶的蒸腾作用。
根吸力是由于根细胞的渗透压降低引起的吸力，能够将水分和养分从根通过导管输送到植物的其他部位。
叶的蒸腾作用则是由于叶片蒸腾引起的水分蒸腾，能够产生负压，从而促使水分在导管中的上行运输。
三、叶的养分吸收叶是植物进行光合作用的主要器官，吸收二氧化碳和光合产物。
叶的养分吸收主要通过气孔和叶片表面进行。
气孔是植物叶片上的小孔，与大气相连，起着气体交换和水分蒸腾的作用。
气孔在吸收二氧化碳和释放氧气的同时，也会释放一部分水分。
这种水分蒸腾现象促使植物充分利用根部吸收到的水分和养分，从而保持叶片的正常生理活动。
高考生物植物的养分吸收与运输
高考生物植物的养分吸收与运输植物是自养生物，能够通过自身器官对养分进行吸收和运输。
这一过程对于植物的生长和发育至关重要。
本文将探讨植物的养分吸收和运输的机制及其重要性。
一、养分吸收的器官植物通过根系对水分和无机养分进行吸收。
根系具有丰富的细长细胞结构，包括毛根、须根等结构，能够增大根表面积并提高养分吸收的效率。
根系通过活动运输蛋白和离子泵等蛋白质，主动地吸收水分和无机养分，如氮、磷、钾等。
二、养分吸收的机制1. 水的吸收：植物通过渗透作用吸收水分。
当根系的细胞内浸润溶质浓度较高时，通过渗透作用驱使土壤中的水分进入植物细胞。
2. 矿质离子的吸收：矿质离子的吸收主要通过植物体内的转运蛋白和离子泵实现。
这些蛋白质能够选择性地吸收和排除特定的离子。
三、养分运输的方式1. 组织间空隙运输：植物体内存在一系列形成细胞间通道的组织，如木质部、韧皮部等。
这些组织能够通过空隙使得水和养分从根部运输到茎、叶和花等部位。
2. 细胞内运输：植物细胞内的质体可以通过运输蛋白和离子泵进行物质的运输。
这种运输方式可以实现细胞间和组织间的转运。
四、植物养分吸收与运输的重要性植物的养分吸收和运输对其生长和发育起着至关重要的作用。
通过吸收土壤中的水分和无机养分，植物能够满足其生长所需的能量和原料。
养分吸收和运输的不足会导致植物生长发育异常。
例如，如果植物根系受到病虫害等外界因素的损害，养分吸收将受到限制，进而影响植物的生长速度和健康程度。
同时，养分吸收与运输还能够与其他生物相互作用。
例如，植物通过根系吸收土壤中的氮、磷等养分，与土壤中的微生物形成共生关系，使得植物能够获得更多的养分和水分。
总结起来，植物的养分吸收与运输是植物生长和发育的基础过程。
通过根系对水分和无机养分的吸收，植物能够满足其生长所需的能量和原料。
因此，对于我们来说，了解植物养分吸收与运输机制的重要性，有助于我们更好地保护和管理植物资源，为人类提供更多的粮食和能源。
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第三章植物对养分的吸收和运输
养分的吸收主要是通过根系进行
一、根系对养分的吸收
养分向根表的迁移方式：
土壤中养分到达根表有两种机理：
其一是根对土壤养分的主动截获；
其二是在植物生长与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下，土壤养分向根表的迁移（包括质流和扩散）。
（1、截获 2、质流 3、扩散）
截获是根直接从所接触的土壤中获取养分而不经过运输。
截获所得的养分实际是根系所占据土壤容积中的养分，它主要决定于根系容积大小和土壤中有效养分的浓度。
质流：养分离子随蒸腾流迁移到根表的过程
扩散：由于根系吸收养分而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。
在植物养分吸收总量中，通过根系截获的数量很少。
大多数情况下，质流和扩散是植物根系获取养分的主要途径。
对于不同营养元素来说，不同供应方式的贡献是各不相同的，钙、镁和氮（NO3-）主要靠质流供应，而H2PO4-、K+、NH4+等扩散是主要的迁移方式。
在相同蒸腾条件下，土壤溶液中浓度高的元素，质流供应的量就大。
二、影响养分吸收的因素
•植物的遗传特性
•植物的生长状况：根的代谢活性、苗龄、生育时期、植物体内营养状况。
•环境因素：
介质养分浓度、温度、光照强度、土壤水分、通气状况、土壤pH值
养分离子的理化性质
苗龄和生育阶段
一般在植物生长初期，养分吸收的数量少，吸收强度低。
随时间的推移，植物对营养物质的吸收逐渐增加，往往在生殖生长初期达到吸收高峰。
到了成熟阶段，对营养元素的吸收又逐渐减少。
在植物整个生育期中，根据反应强弱和敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临界期和最大效率期。
营养临界期是指植物生长发育的某一时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切，并且当养分供应不足或元素间数量不平衡时将对植物生长发育造成难以弥补的损失，这个时期就叫植物营养的临界期。
不同作物对不同营养元素的临界期不同。
大多数作物磷的营养临界期在幼苗期。
氮的营养临界期，小麦、
玉米为分蘖期和幼穗分化期。
水稻钾营养临界期为分蘖期和幼穗形成期。
在植物生长阶段中所吸收的某种养分能发挥其最大效能的时期，叫植物营养的最大效率期。
这一时期，作物生长迅速，吸收养分能力特别强，如能及时满足作物对养分的需要，增产效果将非常显著。
玉米氮素最大效率期在喇叭口期至抽雄期；棉花的氮、磷最大效率期均在花铃期；对于甘薯来说，块根膨大期是磷、钾肥料的最大效率期。
温度：
一般6~38ºC的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。
光照：
光照可通过影响植物叶片的光合强度而对某些酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度等产生间接影响，最终影响到根系对矿质养分的吸收。
水分：
水分状况是决定土壤中养分离子以扩散还是以质流方式迁移的重要因素，也是化肥溶解和有机肥料矿化的决定条件。
水分状况对植物生长，特别是对根系的生长有很大影响，从而间接影响到养分的吸收。
通气状况
土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物质的产生；三是土壤养分的形态和有效性。
良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的CO2从根际散失。
这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义。
土壤反应（pH）
pH 改变了介质中H+和OH-的比例。
其对离子吸收的影响主要是通过根表面，特别是细胞壁上的电荷变化及其与K+，Cu2+，Mg2+等阳离子的竞争作用表现出来的。
三、叶片和地上部分其它器官对养分的吸收
植物除可从根部吸收养分之外，还能通过叶片（或茎）吸收养分，这种营养方式称为植物的根外营养。
叶片对气态养分的吸收
陆生植物可以通过气孔吸收气态养分，如CO2、O2以及SO2等。
一般情况下，叶片吸收气态养分有利于植物的生长发育，但在空气污染严重的工业区，叶片也会因过量吸收SO2、NO、N2O等对植物生长产生不利影响。
叶片对矿质养分的吸收
水生植物的叶片是吸收矿质养分的部位，而陆生植物因叶表皮细胞的外壁上覆盖有蜡质及角质层，对矿质元素的吸收有明显障碍。
但角质层有微细孔道，也叫外质连丝，是叶片吸收养分的通道。
叶面营养的特点及应用
叶面施肥见效快，效率高，可防止养分在土壤中被固定，并可同时施用一些生物活性物质如赤霉素等。
在作物生长期间缺乏某种元素，叶面喷施可弥补根系
吸收的不足。
在土壤养分有效性较低的干旱和半干旱地区，叶面施肥通常是一种有效的满足作物营养需求的途径。
叶面施肥的局限性
叶面施肥的局限性：肥效短暂，每次施用养分总量有限，又易从疏水表面流失或被雨水淋洗；有些养分元素（如钙）从叶片的吸收部位向植物其它部位转移相当困难，喷施的效果不一定好。
总之，植物的根外营养不能完全代替根部营养，仅是一种辅助的施肥方式，适于解决一些特殊的植物营养问题。
四、养分运输：
短距离运输长距离运输
离子短距离运输的共质体（A）及质外体（B）示意图
长距离运输：
木质部运输
韧皮部运输
木质部运输与蒸腾
木质部汁液的移动是根压和蒸腾作用驱动的共同结果，但两种力量的强度并不相同。
由于根压和蒸腾作用只能使木质部汁液向上运动，木质部中养分的移动是单向的。
木质部中养分的移动是在死细胞组成的导管中进行。
韧皮部运输
成分：
主要是有机物
某些矿质元素也可在韧皮部中运输
不同营养元素在韧皮部中的移动性不同。
再吸收
木质部汁液在运输的过程中，还与导管壁以及导管周围薄壁细胞之间存在重要的相互作用（交换吸附、再吸收和释放）。
溶质在木质部导管运输的过程中，部分离子可被导管周围薄壁细胞吸收，从而减少了溶质到达茎叶的数量，这种现象称为再吸收。
再吸收使得木质部汁液中的离子浓度从下向上的运输路途上呈递减趋势。