植物的根

大多数植物的根生长在土壤中,有的却不是这样.如吊兰的一些根生长在空气中;浮萍的根飘浮在水中;瓦松的根长在屋顶上;卷柏的根长在石缝中;檞寄生的根则是扎进树皮里. 1.根的功能根的主要功能是固定植物体,并从土壤中吸收水分、无机盐和一些CO_2以及少量的有机物.根除了吸收外还是个有机物的合成器官.有人用[~(15)N]进行示踪试验,证明根在30—40分钟内就能把吸收进来的含氮无机物转变(合成)为氨基酸或植物碱.玉米中有14种氨基酸可以在根部合成.烟草中的尼古丁、橡胶草中的橡胶等都是在根部合成的.     

川西亚高山针叶林主要树种对土壤中不同形态氮素的吸收差异

在陆地生态系统中,植物对土壤有机氮(主要指氨基酸)的获取是一个普遍的生态学现象,然而植物对土壤有机氮的吸收速率及土壤有机氮在植物养分供应中所占比例仍不清楚。为探究土壤无机氮和有机氮对西南高寒森林植物氮源的贡献效应,以川西亚高山针叶林两个主要树种云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo-sinensis)的幼苗为研究对象,采用稳定同位素标记法对K~(15)NO_3、~(15)NH_4Cl和(U-~(13)C_2/~(15)N)甘氨酸3种氮素进行示踪,分析了两个树种对无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和有机氮(甘氨酸)的吸收速率及其差异。结果显示:(1)云杉和红桦幼苗在施加同位素标记物2 h后,两种幼苗细根的13C和~(15)N均出现明显的富集现象,表明两种树种幼苗均能吸收甘氨酸。(2)与甘氨酸和NH_4~+-N相比,云杉和红桦幼苗对NO_3~--N有显著的偏好吸收,其吸收速率为NH_4~+-N和甘氨酸吸收速率的5–10倍。(3)两个树种的幼苗对甘氨酸也有较高的吸收速率,其吸收速率高于对NH_4~+-N的吸收速率,表明土壤有机氮(如氨基酸)也是亚高山针叶林植物养分获取的重要氮源。     

春小麦对土壤中14C-辛硫磷残留物的转移规律和途径的研究

经拌土处理施入盆钵土壤中的~(14)C-辛硫磷经土壤微生物和光的作用会降解。土壤中的这些辛硫磷残留物能被春小麦根系吸收,经茎转运到植株地上部分。茎只起输导作用,滞留的残留物较少;而叶子,特别是旗叶中能保持较高的残留水平。不同层次叶片累积的~(14)C-辛硫磷残留物再通过蒸腾、代谢和光解等途径不断转移消解,或以~(14)CO_2,或以其他含~(14)C化合物的形式向周围环境中逸出。春小麦叶片中的~(14)C-辛硫磷总残留提取物中约有50％的非光敏性物质。农药在土壤—植物—空气三者之间具有连续性,是农药生态毒理研究中一个必须注意的问题。     

湿地植物根表的铁锰氧化物膜

湿地植物根系具有泌氧能力 ,使其根表及根际微环境呈氧化状态。因而 ,土壤溶液中一些还原性物质被氧化 ,如 Fe2 ,Mn2 ,形成的氧化物呈红色或红棕色胶膜状包裹在根表 ,称为铁锰氧化物膜。铁锰氧化物膜及其根际微环境是湿地植物根系吸收养分和污染物的门户 ,势必会影响这些物质的吸收。主要综述了铁锰氧化物膜的形成和组成 ,以及根表形成的氧化物膜的生态效应 ,也就是氧化物胶膜对植物根系吸收外部介质中的养分及污染物质——重金属离子的影响     

CO2浓度倍增对几种植物叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了CO_2浓度倍增对大豆(Glycine max L.,C_3植物)、黄瓜(Cucumis sativus L.,C_3植物)、谷子(Setaria italica (L.) Beauv.,一种不很典型的C_4植物)和玉米(Zea mays L.,C_4植物)叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响。实验植物盆栽于聚乙烯薄膜(或玻璃)的开顶式培养室中。播种后对照室的CO_2浓度立即保持在大气浓度(350±10)×10~(-6)中,CO_2浓度倍增处理室则保持在(700±10)×10~(-6)下。研究结果表明,对于大豆、黄瓜和谷子,CO_2浓度倍增均使其PSⅡ捕光叶绿素a/b-蛋白质复合物(LHCⅡ)的聚合体态的量增多,单体态的量减少。但C_4植物玉米对CO_2浓度倍增没有这样的反应。作者认为在大豆等植物中,LHCⅡ的上述状态变化可能是植物的光合机构对长期高CO_2浓度的一种适应效应,这样能提高光合作用中光能的吸收、传递和转换的效率,并支持高效的光合碳素同化作用。     

CO_2电极法测定植物CO_2补偿点

光合作用是绿色植物重要的生命活动过程,光合产物是农产品产量的主要来源,因此提高光合作用强度对于提高农作物产量具有十分重要的意义。植物光合强度可以通过测定光合作用的任何一个方面如二氧化碳的吸收,氧的释放,有机物质的形成等来得到,由于二氧化碳浓度的相对变化最大,所以测定二氧化碳浓度是最常用方法,如电导法,红外线法、pH法(包括比色法)等。电导法是根据碱性溶液吸收CO_2后电导率降低,以其前后差值来计算CO_2量。碱性溶液吸收CO_2后成分的变化是不可逆的,反应后的电导液需经过强碱性阴离子     

箱式通量观测技术和方法的理论假设及其应用进展

碳(CO_2、CH_4)、氮(N_2O)和水汽(H_2O)等温室气体的交换通量是生态系统物质循环的核心,是地圈-生物圈-大气圈相互作用的纽带。稳定同位素光谱和质谱技术和方法的进步使碳稳定同位素比值(δ~(13)C)和氧稳定同位素比值(δ~(18)O)(CO_2)、δ~(13)C(CH_4)、氮稳定同位素比值(δ~(15)N)和δ~(18)O (N_2O)、氢稳定同位素比值(δD)和δ~(18)O (H_2O)的观测成为可能,与箱式通量观测技术和方法结合可以实现土壤、植物乃至生态系统尺度温室气体及其同位素通量观测研究。该综述以CO_2及其δ~(13)C通量的箱式观测技术和方法为例,概述了箱式通量观测系统的基本原理及分类,阐述了系统设计的理论要求和假设,综述了从野外到室内土壤、植物叶-茎-根以及生态系统尺度箱式通量观测研究的应用进展及问题,展望了气体分析精度和准确度、观测数据精度和准确度以及观测数据的代表性评价在箱式通量观测研究中的重要性。     

光合作用中能量转化率计算公式的表达

在植物光合作用过程中,叶片吸收光能后,光能转变为化学能的效率,因光波波长不同而变化。植物每同化1mol二氧化碳或释放1mol氧,最低量子需要量为8～12mol,贮藏于碳水化合物中的化学能量是468.1kJ,反应如下: CO_2 H_2O→(CH_2O) O_2—468.1kJ而根据爱因斯坦的光化学当量定律,在光化学反应中,1个分子吸收1个光量子(hν)后,才能开始反应,所以,1mol物质一定要吸收6.0222×10~(23)个光量子[6.0222×10~(23)是阿伏加德罗常数(N)。它是     

光合作用中光能转变为化学能的过程——光合磷酸化作用

在地球上,几乎一切生物的生存和繁荣都直接或間接地依靠着植物的光合作用来供給它們能量和有机物质。早在十九世紀中叶,人們就已知道光合作用的总方程式为: CO_2+H_2O(?)(CH_2O)~*+O_2 (1) 但是,对于它的詳細机制却至今还不曾全部明了,仍然是生物科学中大家非常关心的重要研究对象。最初,人們对光合作用机制的設想比較簡单,主要是凭着臆测。巴耶尔(Baeyer)于1870年提出的甲醛假說和威尔什塔特尔(Willstatter)等在1918年对这假說的修改,都是把CO_2还原与光化学反应直接联系在一起,并且认为O_2是从CO_2中释放出来的。虽然这些假說     

2001年全国普通高等学校招生统一考试 (上海)生物学试卷(2)

(续 2 0 0 2年第 1期第 5 2页 )第 卷 (共 90分 )二 .简答题 (共 90分 )31.(8分 )科研人员给农作物施以 15N标记的肥料 ,结果在以此农作物为食物的羊尿中查出15N元素。请回答下列问题 :(1)含 15N的化肥是以状态从土壤进入根细胞的。根吸收矿质元素的主要部位是。(2 )含 15N的物质所合成的植物蛋白质 ,在羊消化道内转化为氨基酸 ,参与此消化作用的酶主要有,,。吸收氨基酸的主要器官是。(3)在羊体内 ,含 15N的氨基酸被分解 ,脱去,其中含 15N的物质最终形成等废物 ,随尿排出。32 .(5分 )下列是有关人体生命活动调节的问题。(1)当人处于寒冷…     

稳定性碳同位素在植物生理生态研究中的应用

稳定性碳同位素~(13)C/~(12)C比率是研究植物光合作用及有关的物质代谢、水分关系和生态系统中种间关系、进化及对环境的响应等的有效指标。δ~(13)C值与细胞间CO_2浓度及水分利用效率之间有一定的数量关系。光合作用过程中对碳同位素的辨别力主要是不同的CO_2扩散阻抗和羧化反应速率引起的结果。     

生物样品中~(14)C 的氧瓶燃烧测定法

制备同位素生物样品进行液体闪烁测定的方法很多。氧瓶燃烧法由于操作简便,样品取量大,且最终得到的是无色液体,因而能克服一些比放射性低样品在测定时的化学焠灭;或在消化处理样品时引起~(14)CO_2的丢失等缺点,目前愈来愈广泛地得到重视和应用。我们在进行~(14)C-棉酚的吸收、分布和排泄研究时,曾采用过     

组织培养在化学生态(他感作用)研究中的应用

引言人们在研究森林生态系统结构与功能,物质与能量的转化中,越来越多地注意到树种之间,立木与下木、草本植物间的相互影响。一些乔、灌木、草本植物对另一些表现出明显的抑制作用。其原因除已被确认的各种因素,如对空间、养分、光线、CO_2、水分的竞争外,还发现植物通过根系的相互干涉以及植物次生代谢产物表现出自身及相互的抑制作用。这种现象早在公元前370年就被发现,但是具有决定性意义的研究结果是以美国的Bonner等人在1944年所进行的试验。随后德国的G.Grüm-mer(1954)和美国的E.L.Rice(1974)先     

对植物矿质营养两个概念的思考

1 生理酸性盐和生理碱性盐理论植物矿质营养盐的生理酸性和生理碱性理论是1881年由A. Mayer提出的,至今已有110年的历史了。这期间矿质营养理论有了长足的进步。因此有必要在新的研究成果的基础上,更深入地了解这一理论。 1.1 根诱生的根际pH变化是怎样发生的植物根际土壤pH变化是由根系活动产生的,原因主要有三个:(1)根排泌H~+或HCO_3~-(OH~-当量);(2)根释放CO_2;(3)根的分泌物(有机酸、氨基酸)。后两种情况不是主要原因,因为在通气的土壤中,CO_2通过充气孔隙迅速扩散掉,而且HCO_3~-仅局限于土壤     

根分泌作用与植物对金属毒害的抗性

在金属污染进入体内之前将其有效性和毒性降低是植物的主要抗金属机制之一,根系是金属等土壤污染物进入植物的门户,它能分泌有机酸、氨基酸,糖、生长物质等根分泌物与根际环境,根分泌物在植物吸收金属的过程中影响很大,它们可以通过改变根球环境的ＰＨ、Ｅｈ等物理、化学性质而影响根系对金属的吸收;通过螯合、络合,沉淀等作用将金属污染物滞留于根外;通过改变根际微生的组织,活性和分泌作用而改变根际环境中金属的数量和活     

大气CO_2浓度升高对红三叶和高丹草Cs、K竞争吸收与转运的影响

水培条件下,研究了大气C02浓度升高对红三叶(Trifolium Pratene L.)和高丹草(Sorhum vulgare x Sorghum.vulgare va r.sudanense hybrids)在不同铯(Cs)浓度(0、200、500、1 000μmol·L~(-1))下生物量、铯和钾的竞争吸收及转运的影响。结果表明,大气CO_2浓度升高显著提高了2种植物叶、茎和根各部位的生物量,其中,红三叶各部生物量分别提高了42.6%、66.2%和45.0%,高丹草分别提高了17.4%、18.9%和22.3%。大气CO:浓度升高提高了红三叶和高丹草叶片及茎中的Cs含量,提升比例最大的为红三叶的茎(达9.7%),同时显著提高了2种植物对Cs的转运系数及红三叶的茎和根中Cs/K的区别系数。对于红三叶,大气CO_2浓度升高引起叶片K含量略微增加,而茎和根系中K含量显著降低;对于高丹草,大气CO_2浓度升高引起叶片和茎中K含量增加,而根系中K含量降低。2种植物对Cs的吸收都与介质中Cs浓度呈显著的线性相关,溶液中Cs浓度的增加提高了红三叶和高丹草的Cs/K区别系数,并且Cs的添加不仅对红三叶和高丹草的生物量都起到了一定的抑制作用,同时还降低了2种植物对钾的吸收。在正常的CO_2浓度下,1000μmol·L~(-1)Cs处理可使2种植物叶、茎和根中的K含量分别降低10.4%、13.3%、32.5%(红三叶)和18.3%、42.1%和38.9%(高丹草);在大气C02浓度升高的条件下,分别降低12.2%、22.0%、35.0%(红三叶)和17.9%、38.7%、34.6%(高丹草)。     

根分沁物

鉴于对根部分泌物的广泛观察,我们的评论局限于直接与土壤中根部定殖的微生物有关的近期研究。当根生长在固体培养基而不是液体培养基时,根部的有机物质分泌则成倍的增加。因此,用液体培养植物所做的许多分泌物的研究,与在土壤里生长的植物没有量的关系。分泌作用随着较大的机械阻力而增加,此阻力可能是在压实土壤中,由于Fusarium作用,增加了菜豆根腐烂的一个因子。用~(14)CO_2标记的小麦和大麦插种到沙     

何谓排泄

何谓排泄?人和动物的物质代谢不断产生一些终产物,如尿素、尿酸、肌酸、肌酐、胆色素、SO_4~(2-)、CO_2、NH_(?)和多余水与各种电解质以及外部进入体内的毒物,这些物质在血液中积累过多,不仅破坏机体内环境的稳定,而且还会造成各种中毒症状影响消化吸收和中间代谢,甚至危及生命.而排泄就是通过某些器官将血液中上述物质排出体外的生理过程.换言之,人和动物把新陈代谢的最终产物以及其他身体不需要或对身体有害的物质向体外输送的生理过程称为排泄. 因排泄物的组成不同,所以机体的排泄途径是     

暴露在空气中的根

只要提起植物根,人们便自然会想到那些生长在地下的根,它们常深深地扎入土壤中,同时又向四周延伸,在地下形成了一个纵横交错的庞大根系。这样的根系不仅能把植株的地上部分牢牢地固定位,而且还担负着从土壤中吸收水分和无机盐,在根中贮藏和合成有机物质等重要使命,甚至还有些植物的报能起到繁殖个体的作用。然而在自然界中,一些植物长期适应某些特殊环境,它们的根在形态、构造和功能上都发生了很大变化,其中有许多生长在空气中的根,就是变态根中的一种。例如在热带地区牛长的榕树．从它们的村干上常常长出一条条圆柱状的不定根,…     

土壤氮水交互对马尾松和杉木COS和CO2通量的影响

羰基硫(COS)和CO_2化学结构相似,且植物对COS和CO_2具有共吸收特性,因此可利用COS作为示踪物来估算生态系统总初级生产力,而不同植物吸收COS和CO_2对环境因子变化的响应差异较大。以南亚热带典型树种马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,设置2个氮水平及3个土壤水分梯度处理。采取顶空套袋法采集气体样品,用预浓缩—气质联用仪分析样品COS浓度,同时测量植物光合参数。结果表明:马尾松和杉木吸收COS,吸收速率均值分别为39.58—127.27 pmol m~(-2) s~(-1)和0.81—66.92 pmol m~(-2) s~(-1)。整体而言,施氮可促进植物吸收COS,但除施氮对马尾松COS通量有显著影响外(P0.05),施氮、土壤水分和两者交互作用对马尾松和杉木的COS和CO_2通量及其比值均无显著性影响。施氮情况下,高土壤水分处理促进马尾松COS吸收而低土壤水分处理促进杉木COS吸收。中等土壤水分和高土壤水分条件下马尾松和杉木COS通量与气孔导度呈正相关关系。线性拟合结果表明,植物COS通量(F_(COS))与CO_2通量(F_(CO_2))呈极显著正相关(P0.01),马尾松和杉木F_(COS)/F_(CO_2)值分别为1.48×10~(-6)和1.01×10~(-6)。中等土壤水分条件均可提高马尾松F_(COS)/F_(CO_2)比值,而低土壤水分条件下施氮增加杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值,高土壤水分条件下施氮降低杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值。低土壤水分和高土壤水分使马尾松蒸汽压亏缺增大,促使气孔导度减小从而降低净光合速率。低土壤水分和高土壤水分下施氮导致杉木气孔导度增加从而增强净光合速率。研究结果不仅对进一步了解区域氮沉降和降水对树木COS通量及F_(COS)/F_(CO_2)的影响有重要意义,而且可为模型估算总初级生产力提供区域性数据支持。