证明植物对离子选择吸收的一个实验

植物从外界环境中吸收离子时具有选择性.离子的选择吸收还表现在植物对同一种盐类的阴离子和阳离子吸收的差异上.为了使学生对此获得感性认识和正确的理解生理酸、碱性盐,我们根据植物对同一种盐类阴、阳离子吸收量的差异能导致溶液pH值的改变,从而可使某种酸碱指示剂变色的原理,设计了下述的实验. 实验材料、仪器、药品 1.根系发育良好的禾本科植物.可以从校     

问:为什么长期使用同一种肥料后很容易导致土壤pH值发生改变?

答：我们首先要从农作物对矿质元素的吸收说起：农作物对矿质元素的吸收一般分两步进行：第1步称为交换吸附：在根细胞的细胞膜表层存在着较多的阳离子和阴离子,其中主要是H^ 和HCO^3-,这些离子主要是由植物根细胞有氧呼吸产生的CO：与周围环境中的水发生反应生成H2CO3后,再电离产生了H^ 和HCO^3-,这些离子可以分别与周围土壤中的阳离子和阴离子发生交换,     

为什么长期使用同一种肥料后很容易导致土壤pH值发生改变?

答:我们首先要从农作物对矿质元素的吸收说起。农作物对矿质元素的吸收一般分两步进行:第1步称为交换吸附:在根细胞的细胞膜表层存在着较多的阳离子和阴离子,其中主要是H 和HCO3-,这些离子主要是由植物根细胞有氧呼吸产生的CO2与周围环境中的水发生反应生成H2CO3后,再电离产生了     

"植物的矿质营养"一节的教学设计

1　教材分析1.1　教材的地位和作用　“植物的矿质营养”一节在整个高中《生物》新教材 (试验修订本 )中并不是重点 ,但其内容与生产实践很贴近。学好这一课 ,能帮助学生了解生物学知识在农业生产中的实际应用 ,因而对农村中学的学生有实用价值 ,是素质教育的好教材。1.2　教学目标分析1.2 .1　知识目标　 1 )知道矿质元素的概念 ,植物必需的矿质元素的种类和来源 ,土壤中矿质元素的存在形式 ,植物体内矿质元素的存在方式和利用特点 ,水培法 ;2 )理解植物吸收矿质离子的过程和有氧呼吸的关系 ,根吸收矿质离子与吸水的联系和区别 ,根对矿质离…     

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     

盐分胁迫对啤酒大麦幼苗生长、离子平衡和根际pH变化的影响

盐分胁迫不仅影响植物的生长,而且会影响植物根际微域环境。根际pH的改变对土壤养分的有效性和微生物群落组成的变化有重要影响。为了探究啤酒大麦幼苗对不同类型盐分胁迫的生理生态响应机制和根际pH变化影响的生理机制,采用水培法,通过不同类型盐分(对照、混合Na盐、混合Cl盐和NaCl)胁迫处理啤酒大麦幼苗,对其生长、离子平衡和根际pH变化进行了研究。结果表明,1)在3种不同类型盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗地上部干重、含水量均有所降低,而根冠比增加,尤其在NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗地上部干重较对照显著降低了17.88%,而根干重和根冠比则分别增加了19.12%和43.86%。不同类型盐分胁迫抑制了啤酒大麦幼苗根长的生长,尤其在混合Na盐胁迫下根长降低明显(P0.05),但促进了根表面积和根体积的增加,尤其在混合Cl盐胁迫下,根表面积和根体积分别增加了41.76%和84.38%。2)不同类型盐分胁迫下啤酒大麦幼苗地上部离子平衡发生改变,在混合Na盐和NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗主要吸收Na~+,地上部K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+显著降低;混合Cl盐和NaCl胁迫下则过量吸收Cl~-,抑制了H_2PO_4~-、NO_3~-和SO_4~(2-)的吸收。3)在混合Na盐、混合Cl盐和NaCl盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗对阴离子的吸收总量高于对阳离子的吸收总量,离子平衡计算结果表明根际呈碱化现象,与原位显色结果一致,且在混合Cl盐胁迫下根际碱化程度最大。     

“矿质代谢”教学初探--植物需要的元素和根吸收矿质元素的过程

教学目的了解植物需要的元素及吸收矿质元素的基本过程。重点掌握根吸收矿质元素需进行离子交换以及由于离子在土壤中存在的状态不同,而交换的具体方式有所不同。教具根进行离子交换的三种方式图解及其剪贴图。教学方法讲述法和讲解法教学时数一课时教学过程(一)复习提问植物细胞为什么能从外界吸收水分?(目的是让学生一方面巩固植物对水分吸收原理的知识;另一方面为明确根吸收离子与吸收水分有别打好基础。)     

也谈生理酸性盐和生理碱性盐的问题

《植物生理学通讯》1990年第4期发表了刘国栋同志《生理酸性盐和生理碱性盐浅释》一文。本文也想谈谈对这两个问题的粗浅认识,以就教于同行。在目前各高等院校所使用的《植物生理学》教材中,对植物矿质营养一章中的“生理酸性盐”和生理碱性盐”的讲述都含糊不清;对于供给植物不同类     

盐胁迫下荒漠共生植物红砂与珍珠的根茎叶中离子吸收与分配特征

西北荒漠地区C3小灌木红砂(Reaumuria soongorica)和C4半灌木珍珠猪毛菜(Salsola passerina)在特定环境下混生在一起,分布面积广阔。以采自腾格里沙漠边缘荒漠地带的天然野生珍珠猪毛菜和红砂群落的幼苗为材料,经0、100、200、300、400mmol/L NaCl盐溶液共同胁迫10 d,检测它们的含水量、主要矿质离子在根茎叶的含量与分布,揭示二者耐盐的共生协同的离子平衡适应机制。试验结果发现,珍珠猪毛菜叶片具有"吸钾排钠的"的耐盐特征,红砂叶片具备"吸钠排钾"的特征,吸收利用无机矿质离子具备互补效应。二者耐盐Cl、Ca和Si离子吸收与累积能力存在很大差异:随着盐胁迫程度加剧,红砂的根茎叶中Cl离子含量持续增加,并且为珍珠猪毛菜的2—5倍;珍珠猪毛菜根中Ca离子含量为红砂的2—3倍,但含量变化不显著;红砂根中Si离子含量迅速降低后稳定,并且是珍珠猪毛菜根的3—5倍,其他器官变化差异较小。因此,红砂与珍珠猪毛菜的共培养盐胁迫下根中吸收的离子侧重不同,红砂以Na、Cl、Si为主,珍珠猪毛菜以K、Ca为主。随着盐胁迫的程度加强,离子选择吸收系数S k,Na的变化趋势降低,表明二者叶部对Na的选择性减小,K的选择性吸收积累增大,增强了它们的抗盐性,最终使叶片所受盐害减小。总之红砂与珍珠猪毛菜共生的耐盐离子稳态机制显著不同,离子吸收与分布具有互补互利的效应。     

植物对矿质元素的吸收、运输和分配

植物生长、发育所必需的矿质元素,主要都是从上壤中获取的。由于矿质元素首先要溶解在水中呈离子状态才能被植物吸收,很容易使人们联想到它是随蒸腾流与水分一起进入植物体的,以为蒸腾越强烈,矿质元素吸收得也就越多,事实并非如此简单。实验证明遮阴植物蒸腾强度减弱,矿质元素的吸收不但未减少,反而增多。离体根在无蒸腾的情况下,同样能吸收矿质元素。可见植物吸收矿质元素与吸收水分之间有其相对的独立性。关于植物对矿质元素的吸收、运输和分布的机理,是植物生理学中长期探讨和争论的一个较为复杂的问题,至今仍处于推理和假说阶段,现就有关情况介绍如下。     

“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”实验的说明

在“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”的实验中,被吸收到根上的亚甲基蓝阳离子分为三部分:第一部分是可被蒸馏水从根上洗脱的亚甲基蓝阳离子,也就是实验中所指的“根上的浮色”;第二部分是与根细胞上的H~+离子交换后而到达根细胞的亚甲基蓝阳离子。它们不能被蒸馏水洗下来,但可以被Ca~(2+)离子交换下来,这是该实验要求观察的主要现象;第三部分则是那些既不能被蒸馏水洗脱,又不能被Ca~(2+)离子交换下来的亚甲基蓝阳离子。根上的亚甲基蓝阳     

问题解答

问:为什么说根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程? 答:根对矿质元素的吸收和对水分的吸收既有区别又有联系。区别是:1.矿质元素与水分进入根细胞的方式不同;水分是通过自由扩散进入细胞;矿质元素的离子主要是通过主动运输的方式,借助细胞膜上的载体进入细胞。 2.吸收的动力不同:吸收水分的动力是蒸腾作用产生的蒸腾压力和根细胞与外界环境之间的渗透压差;吸收矿质元素离子的动力主要是呼吸作用产生的ATP,由ATP推动载体做功。 3.吸收数量与外界浓度的关系不同:根细胞吸收     

盐胁迫对大豆种子萌发及矿质元素变化的影响

以大豆为试验材料,测定了中性盐和碱性盐胁迫下大豆种子的萌发、生长参数及各种矿质元素的含量,试图揭示盐胁迫下大豆种子萌发与矿质元素的响应过程及其相互关系。结果表明:大豆种子的萌发率、萌发势、萌发指数及生物量等在高浓度盐胁迫下均呈降低趋势,高浓度碱性盐胁迫比中性盐胁迫下降的趋势更为显著;盐胁迫下,大豆种子萌发过程中矿质元素含量与萌发参数存在显著相关关系。同时,盐胁迫下各种矿质元素在大豆子叶中呈逐渐降低、根中逐渐升高的趋势,造成了大豆体内矿质离子不平衡;尤其是高浓度碱性盐胁迫下,大豆根中矿质元素积累量更大,离子失衡更为显著。研究表明,盐胁迫尤其是高浓度碱性盐胁迫造成了大豆种子中矿质离子大幅度的失衡,对大豆种子的萌发和生长造成严重的伤害。     

数种植物生物电流日周期变化观测初报

植物对养分吸收的方式分为:主动吸收、被动吸收和胞饮吸收三种^[1]。在植物体内,几乎可发现所有存在于土壤中的各种元素,这充分说明了被动吸收对植物矿质养分吸收的重要性。在矿质养分被动吸收过程中,溶于水中的离子对,以水为载体进入植物体内。土壤化学称这股荷电的离子为离子流;对植物而言,进入植物体内的这股离子流即营养流^[2]。荷电的离子流源源不断地通过根系,进入植物体内,并定向地运往地上部,这个过程表现为可检测出的植物生物电流。由此可见,植物矿质养分的被动吸收,不仅受到蒸腾作用、光合作用等耗水代谢的影响,而且还受到电磁场、太阳辐射能和月球引力作用--潮汐等大地物理诸因子的影响^[4]。因此,研究植物体生物电的变化规律,可在一定程度上较综合地反映植物对矿质养分的总体吸收情况。为此,本试验拟对数种植物生物电流日周期变化进行初步探讨。     

第十五届国际植物营养大会会议通知

第十五届国际植物营养大会定于2005年9月14～19日在北京举行,本次大会主题是植物营养在食品安全、人体健康和环境保护中的作用,大会设有植物营养遗传与分子生物学,养分吸收、运转及其生理功能,矿质营养、食品质量与人体健康,根系生物学与根际过程,盐害、干旱及植物-土壤-水关系,     

矿质营养对生长素代谢影响的研究现状与展望

植物从环境中吸收的矿质元素直接参与植物生理代谢,植物内源激素对植物生理代谢具有重要的调节作用,矿质营养与植物内源激素的相互关系一直是植物营养研究的重要内容。生长素是植物五大内源激素之一,对细胞的分裂和伸长具有重要的调节作用。本文从矿质营养对IAA的量及分布,矿质营养对IAA合成,矿质营养对IAA运输,矿质营养对IAA的转化等方面对矿质营养与生长素的关系的研究进展进行了概述,并对矿质营养与生长素的关系的进一步研究进行了展望。     

不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

矿质营养对生长素代谢影响的研究现状与展望

植物从环境中吸收的矿质元素直接参与植物生理代谢,植物内源激素对植物生理代谢具有重要的调节作用,矿质营养与植物内源激素的相互关系一直是植物营养研究的重要内容。生长素是植物五大内源激素之一,对细胞的分裂和伸长具有重要的调节作用。本文从矿质营养对ＩＡＡ的量及分布,矿质营养对ＩＡＡ合成,矿质营养对ＩＡＡ运输,矿质营养对ＩＡＡ的转化等方面对矿质营养与生长素的关系的研究进展进行了概述,并对矿质营养与生长素的关系的进一步研究进行了展望。     

盐胁迫对2种栎树苗期生长和根系生长发育的影响

以低浓度(50 mmol/L)和高浓度(150 mmol/L)NaCl处理弗吉尼亚栎(Quercus virginiana)和麻栎(Quercus acutissima)1年生幼苗,研究了2种栎树在盐胁迫下的生长、对盐分的敏感性和耐受性及其根系形态学参数变化以及根系对盐离子的吸收与积累。结果表明,高浓度盐胁迫明显抑制了2种栎树地上部生物量的积累(P0.05),而低浓度盐胁迫对弗吉尼亚栎地上部干重的影响不明显,但显著抑制了麻栎地上部干重(P0.05);2种栎树的根冠比在盐胁迫下呈增加趋势,特别是在高浓度盐胁迫下,2种栎树的根冠比明显增加(P0.05),盐胁迫下增加生物量在根部的分配是植物应对盐胁迫的方式之一。2种栎树根部生物量积累在盐胁迫下变化不明显,但2种栎树根系形态学参数在盐胁迫下的响应不同,弗吉尼亚栎根系总长度、总表面积和总体积在盐胁迫下均有不同程度增加,特别是在低浓度盐胁迫下,根系形态学参数明显增加(P0.05),但麻栎根系形态学参数有下降趋势,但与对照相比变化不明显;通过对不同径级根系总长的分析发现,弗吉尼亚栎根系总长度的增加主要是由于直径小于2 mm的细根总长的增加,细根长度的增加对于植物吸收水分和营养物质具有重要意义;通过对Na+和Cl-在根系的含量分析表明,盐胁迫下2种栎树根系盐离子的积累均有明显增加,但弗吉尼亚栎根系盐离子的含量在低浓度和高浓度盐胁迫下的差异不明显,而麻栎在高浓度盐胁迫下根系盐离子的含量明显高于弗吉尼亚栎。综合2种栎树盐胁迫下的生物量分配策略和根系形态学响应以及盐离子的积累规律,证明2种栎树尽管在生物量分配策略方面具有相同的特点,但根系的响应策略截然不同,弗吉尼亚栎在盐胁迫下能够扩大根系吸收范围,维持较高的K+/Na+比值,而麻栎在盐胁迫下根系由于吸收过多的盐离子,导致根系的生长发育受到抑制,影响了根系在逆境中的分布范围,从而在一定程度上避免了进一步的盐害。     

不同类型盐生植物适应盐胁迫的生理生长机制及Na+逆向转运研究进展

盐生植物是指能在离子浓度至少200 mmol/L以上的生境中生长并完成生活史的植物。盐生植物可分为稀盐盐生植物、泌盐盐生植物、拒盐盐生植物三类。本文从生长形态、生理和分子3个方面总结三类盐生植物响应盐胁迫的不同策略及研究进展,发现盐生植物在分子水平上主要通过Na⁺转运蛋白和为其提供能量的两类基因应对体内过高Na⁺,这可能是引起盐生植物生理和生长形态异于非盐生植物的重要因素。其中稀盐盐生植物主要通过液泡离子区隔化应对盐胁迫,并表现出肉质化生长形态;泌盐盐生植物通过将体内盐分排出体外应对盐胁迫,并进化出特有的生理结构——盐腺或盐囊泡;拒盐盐生植物通过将盐离子积累在皮层细胞液泡和根部木质部薄壁细胞中减少向上运输Na⁺,同时根部多栓质化减少Na⁺吸收。本综述旨在为今后研究盐生植物及其耐盐机制提供相关依据,为植物耐盐分子育种奠定基础。