植物的矿质营养植物学

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《农业知识综合一》大纲

农业知识综合一大纲《土壤学》第一章绪论1、掌握土壤、土壤圈、土壤肥力、土壤生产力等概念；2、明确土壤在自然生态系统和人类社会中的地位和作用；3、了解土壤科学的发展简史及主要学术观点。

第二章土壤矿物质1、掌握粘土矿物、原生矿物、同晶替代等概念；2、明确土壤矿物质的元素组成和矿物组成；3、掌握层状硅酸盐粘土矿物的结构、类型与性质；4、了解土壤粘土矿物的分布规律。

第三章土壤有机质1、掌握土壤有机质、土壤腐殖质、矿化过程、腐殖化过程、腐殖化系数、C/N、土壤有机质矿化率、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、HA/FA等概念；2、了解土壤有机质的来源、组成和类型；3、理解土壤有机质的转化：包括矿质化过程和腐殖质化过程，影响分解和转化的因子，明确腐殖物质的组分及特点、；4、明确土壤有机质对土壤肥力、环境保护所产生的影响以及调控土壤有机质的途径。

第四章土壤的物理性质1、掌握土壤粒级、土壤质地、土壤机械组成、物理性砂粒（物理性粘粒）、土壤孔性、土壤容重、土壤孔隙度、团粒结构、土壤结构性、土壤耕性、土壤宜耕期、土壤物理机械性等概念；2、掌握土壤粒级的矿物组成和理化特性、土壤质地和肥力的关系以及不良土壤质地改良的基本措施；3、掌握土壤孔隙类型，明确孔性的影响因素，了解其调节途径；4、明确土壤结构的类型，了解土壤结构形成的机制，比较不同结构体与肥力的关系；5、了解土壤的物理机械性和耕性及其影响因素。

第五章土壤水分、空气和热量1、掌握土水势、土壤水吸力、毛管水、田间持水量、凋萎系数、土壤水分特征曲线、土壤呼吸、土壤热容量、土壤导热率等概念；2、熟悉土壤水分的类型及对植物的有效性，土壤有效含水范围及影响因素；3、明确水分含量表示方法，了解水分含量测定方法；4、了解土壤空气的组成特点掌握其运动的方式；5、了解土壤的热性质以及它们在土壤中的变化和相互关系。

第六章土壤的化学性质1、掌握土壤胶体、离子吸附、阳离子交换作用、CEC、盐基饱和度、潜性酸度、活性酸度、总碱度、碱化度、土壤Eh、土壤缓冲性等概念；2、了解土壤胶体表面类型及土壤胶体带电的原因；3、掌握阳离子交换过程的特点、影响因素，明确离子交换在土壤肥力上的意义；4、了解交换性阳离子有效度的概念以及影响交换性阳离子有效度的因素；5、明确土壤具有缓冲性能的原因；6、明确土壤酸度的强度指标和数量指标，土壤碱性指标，土壤酸碱性的改良；7、了解土壤酸碱性和氧化还原状况对植物生长、养分有效性及有毒物质积累的影响。

〈植物生理学〉理论大纲农学、植保、园艺、资环、水保本科

《植物生理学》理论课教学大纲课程编号：B1014102适用专业：农学、植保、园艺、资环、水保本科课程性质：专业基础课开设学期：第三学期教学时数：44+26一、编写说明1、课程简介：植物生理学是研究生命活动规律的科学，是农、林、园艺等专业必修的专业基础课程。

它从理论研究阐明植物的物质代谢、能量代谢及形态建成的综合反应。

其内容有：细胞生理；光合、呼吸、营养、水分等代谢生理；生长发育生理；逆境生理。

为农学研究及生产实践提供必要的理论基础。

2、地位和任务：植物生理学是是高等农林院校农学、植保、园艺、资环、水保本科等植物生产类相关专业的一门必修的重要专业基础课，学习该课程，不但可为后续课程的学习作好准备，也可为毕业后在工作实践中不断提高业务能力提供必要的基础。

3、总体要求：（１）在讲清植物生理功能的基本概念、基本理论、基本规律的基础上，注意理论的实践性和地区性特点；注意引进学科新内容，介绍前沿新动向。

（２）在保持本课程的科学性、系统性的基础上，突出重点、难点。

（３）在对重点章节或实验可在讲授的基础上，引导学生自学，配合复习题及作业，使学生能全面地掌握本学科涉及的基本知识内容，并能够为农业生产服务，解决生产中存在的实际问题。

（4）注意与有关学科的衔接，并要注意减少不必要的重复，起到专业基础课的承上启下的作用。

4、与其他课程的关系：本课程的先修课程是植物学、高等数学、普通化学、通用物理、通用化学和生物化学等。

5、修订的依据：本大纲修订的依据如下：面向21世纪课程体系与教学内容改革要求；国家各类指导委员会对课程教学的要求；我校对本科生人才培养定位的有关规定。

二、教学大纲内容绪论1、教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物生理学的定义和任务、发展简史及其与农业生产的关系。

2、教学内容：植物生理学的概念，研究内容。

植物生理学的产生、发展和现状。

植物生理学在农业发展中的作用和面临的任务。

植物生理学的学习方法。

3、重点与难点：植物生理学与农业生产的关系。

《植物生理学》课程教学大纲

《植物生理学》课程教学大纲课程名称：植物生理学课程类别：专业选修课适用专业：生物技术考核方式：考试总学时、学分：32学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的《植物生理学》是生物技术专业四年制本科学生开设的一门专业必修课，内容主要是讲授植物生命活动的基本代谢生理（包括物质代谢和能量代谢）、生长发育生理以及对不良环境的反应。

通过本课程的学习，使学生对植物生命活动的基本规律要有全面、系统的认识，并能运用所学植物生理学的知识去观察、解释和分析自然界中有关植物生命活动的现象，明确植物生理学研究的内容和任务，了解植物生理学发展简史，掌握本学科发展的前沿动态和特点以及有效的学习方法。

通过本课程的学习，为本专业学生的继续深造及将来的教育教学、科研和生产实践打下坚实的基础。

通过本课程的学习，使学生具备以下素质和能力：1. 通过植物生理学理论课的学习，具备绿色发展的意识、平衡施肥和环境保护等意识。

2. 应用植物生理学的相关知识和技术，发展现代农业、现代园林、设施农业、现代植物工厂、现代植物制药厂等的创新意识和创新能力。

3. 掌握植物生理学的基本理论，获得相关的教育教学能力，能够运用相关知识服务于中小学教育工作或进一步的科研工作及解决实际生活、生产中的植物生理学涉及的相关问题的能力。

4. 通过小组讨论和合作研究，掌握相关知识资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关专业知识信息的基本方法，具有及时了解本学科前沿发展动态的能力；具备批判性思维、终生学习意识等。

二、课程教学要求通过学生学习，要求掌握植物的水分代谢、矿质营养、光合作用、有机物运输、植物激素、光的形态建成、植物的营养生长期与生殖生长的生理、植物的成熟与衰老生理，以及对多种逆境的抗性生理和抗病生理等的基本概念与机理机制。

三、先修课程无机及分析化学、有机化学、植物学、生物化学、细胞生物学等。

四、课程教学重、难点课程重点：植物水分生理、矿质营养、光合作用、植物激素、抗逆生理通论。

农业化学

一、农业化学与农业生产（一）农业化学的含义广义：是农业科学和生产中有关物质的合成、转化及应用。

狭义：是植物营养与合理施肥的农业生物的科学。

●研究对象：植物、土壤和肥料及其相互关系。

●研究目的：提高作物产量、品质和土壤肥力。

●中心任务：研究植物营养与合理施肥的问题。

肥料：是提供植物必需营养元素或兼有改变土壤性质，提高土壤肥力功能的物质。

它是提高农业生产的物质基础之一。

（二）农业化学与农业生产增加粮食生产的途径：①扩大耕地面积②提高单位面积产量施肥是提高作物产量的重要措施，还能提高土壤肥力。

联合国粮农组织（FAO）估计，化肥在农作物增产的总份额中的作用占40%~60%。

我国多年的统计数据：化肥总用量与粮食总产量之间的相关系数为0.964。

化肥亩用量与粮食亩产量之间的相关系数为0.98。

合理施肥必须根据植物的营养原理和作物的营养特性，考虑外界环境条件的影响，掌握各种肥料的性质，应用现代科学手段研究合理施肥的理论和技术，以发挥肥料最大的增产效益。

二、农业化学的发展概况（一）农化研究的早期探索1.比利时：万·海尔蒙特Van Helmont(1577～1644)于1640年在布鲁塞尔进行了农化史上第一个定量试验：柳条试验。

结论：水是柳树的惟一营养物质。

（错误）功绩：把科学的试验方法引入了植物营养的研究领域。

2.英国：渥特沃Woodward(1665～1782)认为，土和盐都有营养作用。

3.德国：格鲁伯Glauber 认为，硝也有营养作用。

4.18世纪末，相当一些人认为植物营养物质包括：水、气、土、盐、硝、油和火（燃素）等。

5.18世纪至19世纪：认为空气也是植物营养物质的一种来源。

瑞士化学家索秀尔De Saussure（1767～1845）首先将新化学理论应用于植物营养。

他在含有不同浓度CO2的空气中培养植物。

证明：植物体内碳素来自植物同化的大气中的CO2，植物的灰分来自土壤，C、H、O 来自空气和水。

植物学知识点全册

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调节植物的生长周期和开花结果
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参与植物对环境的适应和响应
植物的生长：指植物通过细胞分裂和伸长，实现整体和器官的增大。
植物的发育：指植物从种子萌发到开花结果的整个生命周期的阶段变化和特征表现。
植物生长与发育的关系：两者相互影响，Βιβλιοθήκη 长是发育的基础，发育是生长的延续。
植物激素对生长和发育的调节：植物激素如生长素、赤霉素等对植物生长和发育过程具有重要的调节作用。
遗传分类法：根据植物的遗传基因进行分
类
藻类植物：包括蓝藻、绿藻、红藻等，是水生或湿生的低等植物
地衣植物：是真菌和藻类共生的一类特殊植物，可分为壳状地衣、叶状地衣和枝状地衣三类
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菌类植物：包括细菌、真菌等，是营腐生或寄生生活的低等植物
苔藓植物：包括苔纲和藓纲两大类群，是高等植物中最原始的类群
花：花的形态、结构、颜色等特征是分类的重要依据。果实：果实的类型、形态、结构等特征也是分类的重要依据。种子：种子的形态、结构、颜色等特征也是分类的重要依据。叶片：叶片的形态、结构、颜色等特征也可以作为分类的依据。
植物命名法：根据植物的特征、生长习性等进行命名，如“玫瑰”、“茉莉”。国际命名法规：规定植物命名的规则和标准，确保植物名称的准确性和唯一性。命名法规的意义：避免同物异名或异物同名的情况，促进植物学研究和交流。命名法规的发展：随着科学技术的进步，国际命名法规也在不断完善和更新。
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细胞壁：由纤维素和果胶组成，维持细胞形态细胞膜：控制物质进出细胞细胞质：含有多种细胞器，如叶绿体、线粒体等细胞核：含有遗传物质，控制细胞代谢和遗传

植物生理学

问答1、农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思？道理何在？这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。

植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，凡是能增加土壤有效水的措施，必然有利地上部生长；地上部生长旺盛，消耗大量光合产物，使输送到根系的有机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。

干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；而地上部则由于缺水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。

水稻栽培中，适当落干晒田，可促进根系生长，增加根冠比。

2、果树栽培上为什么会出现开花结实的大小年现象？应如何克服？果树生产上常有一年产量高，一年产量低的大小年现象，这是由于营养生长与生殖生长不协调所引起的。

当果树结实过多时，会消耗大量营养，削弱当年枝叶的生长，枝条中贮存的养料不足，花芽形成受阻，数量和质量下降，致使第二年花果减少，座果率低，造成产量上的小年。

小年结实少，树体营养状况得以恢复，养料积累较多，枝条生长良好，促使结果母枝数量增加，并有足够养分供给花芽形成，花芽多而饱满，次年硕果累累，形成大年。

这样周而复始，使产量很不稳定。

生产上可通过修剪及采用生长调节剂进行疏果，调节营养生长和生殖生长的矛盾，使之得到统一，以确保年年丰收。

3、温室栽培植物时，为什么要保持一定的昼夜温差植物生长才健壮？植物的正常生长，常要求一定的昼夜温差，即昼高夜低的温度变化有利于植物的生长，这叫温周期现象。

昼夜温周期现象，普遍存在于各类植物中，特别是在果树，块根、块茎植物更是如此。

低的夜温，可以提高糖分和淀粉含量及其积累速度、增加产量。

保持一定的昼夜温差，之所以对植物生长有利，一是较高的日温有利于光合作用和植物的生长，二是在较低的夜温条件下，可降低呼吸强度，减少养分消耗，有利于物质积累，有利于生长，三是在较低夜温下，有利于根系的生长和根系合成细胞分裂素，从而促进植物的生长发育。

植物学

第一章植物细胞的结构与功能一、名词解释生物膜：是指构成细胞的所有膜的总称。细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。二、填空题 4.细胞内水分有两种状态：自由水和束缚水。 6.保持亲水胶体稳定性的因素主要有双电层和水合膜。 13.生物膜流动镶嵌模型的两个基本特点是：不对称性和流动性。
（2）电子传递体的重要成分如 PC 中含 Cu、Fe-S 中心、Cytb、Cytf 和 Fd 中都含有 Fe，因而缺 Fe 会影响光合电子传递速率。
（3）磷酸基团在光、暗反应中具有突出地位如构成同化力的 ATP 和 NADPH，光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体 ADPG，合成蔗糖的前体 UDPG 等，这些化合物中都含有磷酸基团。
第七章植物生长物质一、名词解释植物激素：是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗及茎的横向生长。二、填空题 3.干旱、淹水对乙烯的生物合成有促进作用。 5.ABA 抑制大麦胚乳中 a 淀粉酶的合成，因此有抗氧化的作用。 7.遇到下列问题，需用哪类植物生长物质处理？（1）香蕉催熟脱落酸；（2）使白菜提前抽苔细胞分裂素；（3）降低蒸腾作用 ABA；（4）改善棉花株型赤霉素；（5）抑制水稻秧苗徒长脱落酸。 8.不同植物激素的组合配比，在组织培养时诱导根芽发生的效果不同，当 CTK/IAA 的比值高时，诱导芽的分化；CTK/IAA 的比值低时，诱导根的分化。 9.在下列生理过程中，哪两种激素相互拮抗？（1）气孔开关 CTK/ABA；（2）叶片脱落 CTK/ABA；（3）种子休眠 GA/ABA；（4）顶端优势 CTK/IAA。 10.生长素、赤霉素和乙烯的合成前体分别是色氨酸、甲瓦龙酸和蛋氨酸。 14.甲瓦龙酸在长日照条件下形成赤霉素，在短日照条件下形成脱落酸。 24.生长抑制剂和生长延缓剂的主要区别在于：前者干扰茎的顶端分生组织的正常活动，后者则是干扰茎的亚顶端分生组织的活动。 30.组织培养研究证明，诱导器官分化时，当培养基中 CTK/IAA 比值高时诱导芽分化，此比值低时诱导根分化。 31.生长调节剂中生长抑制物质包括生长抑制剂和生长延缓剂两大类。 32.植物体的休眠和生长由赤霉素和脱落酸这两种激素调节。五、问答题 6.生长抑制剂和生长延缓剂在抑制生长的作用方式上有何不同？答：（1）生长抑制剂抑制的是植物茎顶端分生组织生长，它使茎顶端分生组织细胞的核酸和蛋白质合成受阻，细胞分裂慢，植株生长矮小。它通常能抑制顶端分生组织细胞的伸长和分化，但往往促进侧枝的分化和生长，从而破坏顶端优势，增加侧枝数目。有些生长抑制剂还能使叶片变小，生殖器官发育受到影响。

植物营养

§6-1 土壤养分的化学有效性“有效养分”（available nutrient）概念的提出，最早来自于土壤化学家。

在对土壤进行了大量的化学分析之后，发现土壤中各种营养元素的全量是很丰富的。

但是，其中绝大部分对植物却是无效的。

由于当时这一概念尚处于笼统与模糊状态，许多人回避这一术语。

经过大半个世纪以后，随着农业增产对科学施肥的要求不断提高，随着土壤学、植物学、植物营养学等多学科的共同关注与交叉研究的发展，关于“土壤养分有效性”（soil nutrient avalability）或“土壤养分生物有效性”（soil nutrient bioavailability），无论是在概念的确立与延伸方面，还是在测定方法与定量化的研究方面都有了长足的进展。

“土壤有效养分”（soil available nutrient），原初的定义是指土壤中能为当季作物吸收利用的那一部分养分。

定量化地研究土壤的有效养分及其影响因素，对于发展合理施肥与推荐施肥的技术，进而推动农业增产有着重要意义。

按说，测定土壤有效养分最直接的方法是通过田间施肥对比试验，观测植物的生长效应。

但是这种方法既耗时，又难以推广应用。

相比之下，土壤化学分析即土壤养分测定，却是一种快速而成本较低的方法，其结果可以用于推荐施肥。

在土壤化学分析基础上建立起来的“有效养分”概念：是指土壤中那些能被植物根系吸收的无机态养分以及在植物生长期内由有机态释放出的无机态养分。

如土壤中的氮、硫等元素绝大部分是以有机形态存在，可以通过矿化作用转化为无机形态。

20世纪下半叶，随着植物营养学与植物生理学的发展，对于“土壤有效养分”的研究不只停留于养分形态的化学分析，而是延伸到植物根如何从土壤中获取养分的过程，以及植物从土壤中能得到多少养分，进而提出了矿质态养分向根迁移的方式与速率问题。

植物根系对土壤养分的生物有效性的影响，以及“根际”与“土体”之间养分有效性的差异等。

植物生理学实验2

五. 实验课内容和具体安排
实验理论。（书面作业：谈谈小液流法和质壁分离法测定植物组织水势的区别，并就小液流法测定植物组织水势写一份实验报告）（第1周） 2. 植物组织培养，研究植物细胞脱分化、再分化与激素的关系。如果自定植物材料，培养基配制要自己提出方案，并有切实可行的参考文献为依据，并且自己准备实验材料。从愈伤组织诱导到最后组培苗生根移栽要有详细记录、照片为重要依据，最后（约2个月）提供完整实验报告（第2、3周） 3. 乙烯对植物生长效应的观察（三重反应，用拟南芥和绿豆）（第3周） 4. 叶绿体色素的提取、分离和理化性质分析；（要求自己采集实验材料）（第5周） 5. 现代农业设施参观（孙桥），考察后从植物生理的某个角度写一观后考察报告。（时间待定） 6. 探究性实验 1.
三. 植物生理学研究的基本思路
1. 根据研究的目标确定研究内容，根据内容选择研究方法； 2. 多数生物学问题的研究包括：形态，生理生化水平变化，内源调节物变化，基因表达和蛋白质调控水平变化； 3. 要注意研究内容（或所选择的研究指标）和研究目标的相关性
四. 实验课的开展形式植物生理学
1. 以书面作业，自学方式理解和掌握实验原理； 2. 教师讲解，学生动手操作 3. 以学生为主体，以组为单位选择研究目标，设计研究方案，在教师指导下完成
3. 光合作用
光合作用是植物生理学中的核心知识，从知识结构上包括两部分，一是光合作用的机理，二是环境条件和光合作用效率的关系，前者是后者的基础。反应光合作用效率大小的常用指标包括： ①光合器官的结构和光合色素：叶绿体的超微结构、片层结构往往反应其功能（C3, C4超微结构的不同）；色素是光能吸收、传导和转化的重要物质基础，色素的含量、比例变化往往和光合效率、环境条件有着一定的对应关系，往往是分析的重要指标； ②光合作用强度：底物CO2的消耗或产物O2的增加，或光合碳同化产物的变化多种方法，其中红外线CO2测定是相对较准确的方法； ③反映光合磷酸化能力的叶绿体偶联因子腺苷三磷酸酶(ATPase)活力； ④碳同化过程中的酶活力等。

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谷氨酸合成酶 GOGAT
GOGAT形式： NAD(P)H-GOGAT（植物叶绿体、微生物） Fdred -GOGAT（光合生物, 植物叶绿体中）
glutamine-oxoglutamate aminotransferase，GOGAT
Glu 作为领头氨基酸通过转氨作用合成其他氨基酸：
谷草转氨酶
转氨酶广泛存在于各种组织的细胞质、叶绿体、线粒体、微体中，叶绿体中的转氨酶较为重要，可通过光合碳循环的中间物合成多种氨基酸。
在木质部—韧皮部组织之间，转移细胞通过主动运输对上升的离子进行再吸收或释放，借此来控制某种离子运输到地上部的数量。此外，木质部薄壁细胞也能对上升的离子进行再吸收。对于某些植物，离子在木质部中的再吸收对该离子在植物体内的营养状况十分重要。
例如，对盐敏感的植物，能通过根部对Na+的再吸收来控制地上部Na+的含量，从而避免地上部受盐害。
无机
工业固氮
400~500 ℃ 200~500 atm
N2+ H2
NH3 3000万t
哈伯法
氮
闪电、紫外线 N2+ H2 NH3 1000万t
化自然
物固氮生物固氮 N2 固氮酶 NH3 9000万t
在一定条件下将 N2 固定形成氮化物的过程称固氮作用。某些微生物将 N2 转化为氮化物的过程称为生物固氮。
储存库木质部
NO3NO3-
NH4+ 氨基酸蛋白质
79%
氨基酸
氨基酸
储存库 NO3- NH4+ 氨基酸蛋白质
叶片韧皮部
根
NO3-
NH4+
土壤溶液
1、硝酸盐的还原
NO-3中的氮是高度氧化态，必须还原成氨态氮（NH3）才能用于氨基酸和蛋白质的合成。
NO
3
+2 eNR
NO-2
+6 eNiR
NH3
大部分HPO42- ； S：主要是SO42-，少数为蛋氨酸、谷胱甘肽形式； Cl 及金属元素是以离子形式向上运输。
2、运输的途径
根系吸收的矿质元素主要是通过木质部向
地上部分运输。也可以横向运输到韧皮部。
叶片吸收的矿质元素主要是通过韧皮部向
外运输。
42K根部同位素标记示踪
部位
A
S6
S5
分离
S4
每年每亩固定纯氮约为13.3公斤，约折合每亩地每年固定标准化肥130斤，且几乎全部被利用。
根瘤菌与豆科植物间的共生
------形成根瘤共生体
t 根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料；
t 豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
Root Nodule Bacteria and Symbiosis with legumes豆类
根细胞中 NO3- 的还原：
NO3-还原成NO2-是在细胞质中进行，电子供体主要是NADH + H+（NADPH+H+）；电子经FAD、 Cytb557 传至 Mo，将 NO3- 还原成NO2- ：
根中的硝酸还原
叶肉细胞中 NO3- 的还原：
NO3-还原成NO2-是在细胞质中进行，与根细胞相同。NO2- 还原是在叶绿体中进行，以铁氧还蛋白（Fd）为电子供体：
NO2- + 6e- + 8H+
NH4+ + H2O
叶中的硝酸还原
DT.双羧酸运转器；FNR. FdNADP还原酶；MDH:苹果酸脱氢酶；FRS.Fd还原系统
2、氨的同化
植物体内经硝酸酸盐还原（或吸收，固氮微生物供给）的铵（氨）态氮，会立即被同化成氨基酸。
铵的同化可在根、根瘤、叶片中进行, 主要是通过谷氨酸-谷酰胺循环进行的：
部
S3
位
S2
S1
B
插有蜡纸
韧皮部
木质部
53
47
11.6
119
0.9
122
0.7
112
0.3
98
0.3
108
20
113
84
58
未插蜡纸
韧皮部
木质部
64
56
87
69
74
67
韧皮部分离部部运输的动力主要来自流体静压力（根压）和水势梯度（蒸腾压）。蒸腾压总是驱使溶质向水势高的部位移动。
第五节植物的氮硫磷同化作用
1、硝酸盐的还原
N
2、氨的同化作用
3、生物固氮作用
自然界的氮素循环
植物的氮源
有机氮化物：氨基酸、酰胺、尿素无机氮化物：铵态氮、硝态氮
植物的氮源主要来自土壤的无机氮化物，且以铵盐和硝酸盐为主。植物根系吸收运转系统对 NO3- 的亲和力高于对 NH4+ 的。
韧皮部双向运输
3、矿质元素在植物体内的再利用
运输到地上的矿质元素首先供给当时的生长中心。
生长中心在某个生长发育期生长代谢最旺盛的部位，既是矿质元素输入的中心，也是光合产物分配的中心。
植物体同时存在多个生长中心时，矿质的分配主要取决于生长中心的竞争能力。
当养分通过木质部从根部运输到地上部后，相当一部分养分还会再迁移到韧皮部，并通过韧皮部从地上部运回根部；部分再迁移的养分还会通过木质部又从根部运回地上部。这种养分在植物体内的循环对保持养分在体内的持续、稳定供应，以及对根部某些养分的不均匀分布起一定的补偿作用。
共生固氮的根瘤菌则可以固定270毫克氮。
从豆科植物根瘤中分离出的根瘤菌约有100多种，生产上应用的不足1/5。根瘤菌科在分类上有5个属:
根瘤菌属(Rhizobium) 慢生根瘤菌属(Bradyrhizobi-um) 中华根瘤菌属(Sinorhizobium) 固氮根瘤菌属(Azorhizobium) 中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)
氮在植物体内的循环有如下3种情况：
(1) 只有地上部能够还原N03- -N的植物从根部吸收的N03- -N必须经木质部运输到地上部后才能被还原。还原后的N03- -N以还原态的形式如氨基酸态氮再被迁移至韧皮部，并通过韧皮部运回根部，以满足根部生长的需要。因此，这类植物的木质部汁液中N03- -N含量较高。
循环元素： N、P、K、Mg 等，多分布在生长代谢旺盛的
幼嫩部位，其缺乏症首先表现在衰老部位；
非循环元素： Ca、Fe、Mn 等，多分布在衰老的部位，其缺
乏症首先表现在幼嫩部位。
与生殖生长...
植物生长进入生殖生长阶段后，根的活力减弱，养分吸收功能衰退，各器官中养分含量主要靠体内再分配进行调节。营养器官将养分不断地运往生殖器官，随着时间的延长，营养器官中的养分，所占比例逐渐减少。
GDH主要存在于根和叶细胞的线粒体中，与 NH3的亲和力低(Km : 5.2~7mmol/L), 可能在谷氨酸的分解中起作用。
GS
GOGAT
①谷氨酰胺合酶；②谷氨酸合酶；③天冬酰胺合酶；④转氨酶；⑤PEP羧化酶
glutamine synthetase GS
GS 在各种植物的叶绿体和线粒体、细胞质、根部质体都有分布，对氨的亲和力高（Km：10-5~10-4 mol/L），能防止氨积累引起的毒害。
参加体内往复循环的钾可占到地上部总钾量的20％以上。钾的循环对体内电性的平衡和节省能量起着重要的作用。
CO
苹果酸钾
PEP
NH
K+
地
K + NO
上
部
韧皮部苹果酸钾
木质部 KNO
根
HCO
苹果酸丙酮酸
K+
K+
部
NO
NO
与缺素...
再利用程度大的元素，养分的缺乏症状首先出现在老的部位；
不能再利用的养分，在缺乏时由于不能从老部位运向新部位，而使缺素症状首先表现在幼嫩器官。
含有根瘤菌的薄壁细胞的细胞核和细胞质逐渐被根瘤菌所破坏而消失，根瘤菌相应地转为拟菌体(bacterioid)。
Steps in the formation of root nodule in a legume infected by Rhizobium
固氮酶（nitrogenase）
固氮生物体内所特有的，催化分子氮 N2 还原成 NH3
NO-3 供应水平低时主要在根中还原(表皮-皮层）；木本植物根系还原能力强；草本作物根中：燕麦 > 玉米 > 向日葵 > 大麦 > 油菜；苍耳，只在地上部还原硝态氮。根的还原力随环境温度、植物年龄增强； K+能促进NO3-向地上部运输，充足钾供应，根中还原比例下降；Ca2+和Na+为陪伴离子时则相反;
硝酸还原酶（nitrate reductase，NR）亚硝酸还原酶（nitrite reductase，NiR）
NR（EC.1.6.6.1/2/3）是植物氮代谢的重要调节酶和限速酶，也是一种诱导酶（induced enzyme）
NR基因表达的调控
血红素
钼辅因子钼蝶呤
NO3- 还原可在根、叶中进行，二者所占比例受供应水平、植物种类、年龄影响。
第三章植物的矿质营养
I 植物的必需元素 II 植物细胞对矿质元素的吸收 III 植物对矿质元素的吸收 IV 矿质元素的运输和利用 V 植物对氮硫磷的同化 VI 合理施肥的生理基础
第四节矿质元素运输与利用
1、运输的形式 N：大部分以有机氮（氨基酸、酰胺）向上运输； P：少量有机磷（ATP、ADP、AMP、G-6-P等），
N2 + 8e + 8H+ +16ATP