(二)矿质元素的吸收和运输 1.植物细胞对矿质元素的吸收 植物细胞吸收矿质元素的方式有三种:被动吸收.主动吸收和胞饮作用.其中被动吸收和主动吸收是植物细胞吸收矿质元素的主要方式. (1)被动吸收 被动吸收:是指由于扩散作用或其他物理过程而进行的吸收.是不需要消耗代谢能量的.故又称非代谢性吸收. ①简单扩散:扩散作用是指气体分子.溶剂分子.溶质分子从浓度高的部位向低浓度的部位均匀分布的趋向.当外界溶液的浓度大干细胞内部溶液浓度时.外界溶液中的溶质便扩散进入细胞内.当细胞内外的浓度差大时.细胞大量吸收物质.但随着浓度差变小.吸收也随之减少.直至细胞内外浓度达到平衡为止.所以浓度差是决定细胞靠扩散作用吸收物质的主要因素. ②杜南平衡:杜南平衡是一种特殊的积累离子的现象.杜南平衡的结果是膜两侧某离子的浓度不相等.但也达到了平衡.植物细胞的质膜是一种半透膜.细胞内含有许多带电荷的不能扩散到细胞外的大分子化合物(如蛋白质.R-).成为不扩散离子.它们可以与阳离子形成盐类.设其浓度为Ci.把这样的细胞放在浓度为C.的KCl溶液中.由于细胞内没有Cl-.所以Cl-沿着浓度梯度由外界溶液扩散入细胞内.同时K+也进入细胞内.以保持电中性.由于R-不能向细胞外扩散.使得细胞内的K+被保留在细胞内.经过一段时间后.细胞内外离子扩散速度相等.达到平衡状态.此时.细胞内可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外正负离子浓度乘积.即: [K+]内×[Cl-]内=[K+]外×[Cl-]外 由于细胞内有部分可扩散正离子被不扩散的负离子吸引.所以扩散平衡时.细胞内K+浓度大于细胞外K+的浓度.呈现离子积累现象.此时细胞外Cl-的浓度大于细胞内Cl-浓度.这种离子积累不需要消耗能量. (2)主动吸收 在生物膜上.有一类专门运送物质的蛋白质大分子.能有选择性的把膜外的物质透过膜送到膜内.也可把膜内物质运送到膜外.这种物质转运有两个特点:①需要消耗呼吸作用所提供的能量.且被转运的离子或分子数量与所消耗的能之间有一定的量的关系,②转运的速度超过扩散的速度,当转运达到最终的稳衡状态时.膜两侧物质的浓度不相等.这种利用呼吸释放的能量做功而逆着浓度梯度快速吸收离子的过程称为细胞的主动吸收.凡是影响呼吸作用的因素.都会影响细胞的主动吸收. 2.植物吸收矿质元素的特点 (1)离子的选择吸收 植物从环境中吸收离子时是具有选择性的.即吸收离子的数量不与环境溶液中离子浓度成正比.例如.池塘水中K+的浓度较低.但生长在池中的丽藻液泡中积累的K+浓度很高.海水中Na+浓度很高.但生长在海水中的法囊藻液泡中Na+浓度比较低.这种选择性吸收不仅表现在对不同的盐分吸收量不同.而且对同一盐的阳离子和阴离子吸收量也不相同.例如.供给(NH4)2SO4时.根对NH4+吸收多于SO42-.所以溶液中留有许多.使溶液的氢离子浓度增大.这种盐称为生理酸性盐.大多铵盐属于这类盐.相反.NaNO3和Ca(NO3)2属生理碱性盐.此外.还有一类化合物的阴离子和阳离子几乎以同等速度被极吸收.对土壤溶液的酸碱性不产生影响.这类盐称为生理中性盐.如NH4NO3. (2)单盐毒害和离子对抗 如果将植物培养在只含一种金属离子的溶液中.即使这种离子是植物生长发育所必需的.如K+.而且在培养液中的浓度很低.植物也不能正常生活.不久即受害而死.这种由于溶液中只含有一种金属离子而对植物起毒害作用的现象称为单盐毒害.如果 在能引起毒害作用的溶液中加入另一种矿质离子.其对植物的毒害作用即能减弱或消失.这种离子间能够相互消除毒害的现象称为离子对抗.如在KCl溶液中加入少量的 Ca2+.则K+对植物就不产生毒害作用.即Ca2+能对抗K+.植物只有在含有适当比例的多种盐的溶液中.才能很好的生长.因为这时各种离子的毒害作用已基本上被消除.也就是说.这种溶液既能保证植株有良好的充足的矿质营养.又对植物无毒害效应.这种溶液就称为平衡溶液.相对来说.土壤溶液就是平衡溶液. 值得注意的是:并不是任何一种其他离子的存在都能对抗由于某一种离子而引起的毒害作用.如K+.Na+之间就不存在对抗作用.因为二者对原生质的影响是一致的.而Ca2+与它们的作用正相反.故Ca2+与K+.Na+可以产生拮抗.同样Ba2+不能对抗Ca2+和Mg2+.原理也在于此. 3.矿质元素在植物体内的运输 根部吸收的矿质元素.有一部分留在根内.大部分运输到植物体的其他部分.根部吸收的无机氮大部分在根内转变为有机氮化合物.氮的主要运输形式是氨基酸和酪氨.还有少量以NO3-形式向上运输.磷主要以H2PO4-或HPO42-形式运输.也有少量磷在根部转变为有机磷向上运输.硫的运输形式主要是SO42-.也有少量硫以蛋氨酸或谷胱甘肽之类的有机硫形式运输.金属离子都以离子状态运输. 根部吸收的矿质元素进入导管后.沿木质部随着蒸腾流向上运输.叶片吸收的矿质元素在茎部主要是经韧皮部向上向下运输.也可从韧皮部横向运输到木质部.再向上运输. 有些矿质元素进入植物体后形成难溶解的稳定化合物.而被固定下来.不能移动.只能利用一次.最典型的元素是钙.其次是铁.锰等.这类元素在植物体内的分布特点是器官越老含量越高.有些元素在植物体内可多次利用.即该类元素形成化合物后.又可被分解.运输到其他需要的器官去.被再利用的元素中以氮.磷最为典型. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

9分)已知植物根系可以通过细胞间隙的扩散和活细胞的转运两种途径吸收矿质元素。科学家为研究根系吸收矿质元素的规律,分别在正常条件和缺氧条件下用含有42K完全培养液培养大麦,得到如图所示结果。

1)正常条件和缺氧条件对第一阶段和第二阶段影响不同。第一阶段42K进入根系的过程_______(不受、受)代谢控制;第二阶段是42K进入____________(细胞间隙、细胞内)转运过程。

2)分析根的结构,植物根系能合成的植物激素有??????????? 。(多选)

A.赤霉素?? B.细胞分裂素?? C.脱落酸?? D.乙烯?? E.生长激素

3)为探究主动运输的特点,科研人员利用下图装置进行实验,其中HgCl2是一种可以影响ATP水解的新陈代谢抑制剂。请分析回答:

①主动运输的特点是??????????????

②写出实验进行过程中需要控制的两个无关变量????????? ??????????

③实验得到如下图所示的结果。

根据实验结果,科研人员在实验前后需测定??????????

乙组和甲组结果比较,得出的结论是????????????? 。.

与甲组相比,丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是????????????????????????????? 。

 

查看答案和解析>>


同步练习册答案