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1.生理酸性盐( physiologically acid salt),指植物对该盐的阳离子的吸收大于对阴离子 的吸收,而导致环境变酸的盐类。绝大多数铵盐属于此类盐。实际上并不是由于该盐本身呈 酸性,也不是土壤中留下的阴离子过多导致土壤变酸,而是由于植物选择吸收阳离子的同时, 为保证细胞内电荷平衡,向外释放H与阳离子交换,因此在环境中积累阴离子-的同时, 也大量地积累H使介质pH下降 2.生理碱性盐( physiologically alkaline salt),指植物对该盐的阴离子的吸收大于对阳离 子的吸收,而导致环境变碱的盐类。由于植物选择吸收阴离子的同时,为保证细胞内电荷平 衡,向外释放OH或HCO3与阴离子交换,因此在环境中积累阳离子的同时,也大量地积 累OH或HCO3使介质pH上升。 3.生理中性盐( physiologically neutral salt),指植物对该盐阴、阳离子的吸收比例大致 相同,不导致环境pH发生变化的盐类。如NHNO3便是生理中性盐。 由于植物对离子的选择吸,所以在生产上,如果长期施用某一种化学肥料,就可能引起 土壤酸碱度的改变,从而破坏土壤结构,所以施用化肥应注意肥料类型的合理搭配。 (三)对矿质的吸收与植物代谢有关 无论是植物的细胞还是植物的叶片或根系,如果通过化学或物理的因素,抑制他们的呼 吸速率,都会降低植物对矿质的吸收,如表2-5,改变氧气浓度后,植物材料的呼吸发生 的变化,植物材料对离子的吸收能力也随着变化,而且植物对离子吸收量的大小是与呼吸速 率成正相关的。这说明植物对矿质的吸收与代谢提供的能量有关。 (四)单盐毒害和高子颉抗 如果把植物培养在单一盐类的溶液中,即便这种盐是植物的必需元素,而且浓度也适当 植物不久便呈现不正常状态,最后死亡,这种现象称单盐毒害( toxicity of single salt 若在单盐溶液中加入少量其他盐类,这种毒害现象就会消除。这种离子间能够互相消除 毒害的现象,称离子颉抗( Ino antagonism),也称离子对抗 植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才能生长良好,这种溶液就是前面提到的平衡溶 液。对于海藻来说,海水就是平衡溶液。对于陆生植物而言,土壤溶液一般也是平衡溶液 但并非理想的平衡溶液,而施肥的目的就是使土壤中各种矿质元素达到平衡,以利于植物的 正常生长发育 植物细胞膜与离子跨膜运转 矿质溶于水后,多数以高子形式存在,所以植物对矿质的吸收实际上是这些离子跨膜的运 转过程。搞清了各种离子跨膜的运转机制,就很容易理解植物吸收矿质的过程。 细胞质膜是植物细胞与环境之间的屏障 (一)细胞膜的物理化学特性 细胞膜是活细胞与环境间,以及相邻细胞之间进行物质与能量交换的界限。由于活细胞 的膜对所通过的各种物质具有严格的选择性及周密的调控性,才使得植物细胞选择吸收所需 离子,并按需要将其运输或储存到某一器官。关于生物膜的基本化学组成,有关教材已经有 详细介绍,以下仅就与离子跨膜运输相关的生物膜的一些物理、化学特性作一些简介。 1.生物膜的化学组成与特性 生物膜是由脂类双层和蛋白质及少量糖类物质构成的一种类似液晶状的结构。构成膜的 脂类主要是磷脂,磷脂既有亲脂性的两条“尾巴”(脂肪酸侧链或碳氢链),又有一个亲水性 的“头部”,所以磷脂是双亲媒性( amphipathic)化合物。 流动向前模型 2.跨膜电化学势梯度和膜电位 (1)驱使离子进行跨膜运输的动力 任何物质的运动都需要能量。驱使高子进行跨膜运输的动力 跨膜的电化学势梯度( transmembrane electro-chemical potential gradient)1. 生理酸性盐(physiologically acid salt),指植物对该盐的阳离子的吸收大于对阴离子 的吸收,而导致环境变酸的盐类。绝大多数铵盐属于此类盐。实际上并不是由于该盐本身呈 酸性,也不是土壤中留下的阴离子过多导致土壤变酸,而是由于植物选择吸收阳离子的同时, 为保证细胞内电荷平衡,向外释放H+ 与阳离子交换 ,因此在环境中积累阴离子-的同时, 也大量地积累H+使介质pH下降。 2.生理碱性盐(physiologically alkaline salt),指植物对该盐的阴离子的吸收大于对阳离 子的吸收,而导致环境变碱的盐类。由于植物选择吸收阴离子的同时,为保证细胞内电荷平 衡,向外释放OH-或HCO3 - 与阴离子交换 ,因此在环境中积累阳离子的同时,也大量地积 累OH-或HCO3 - 使介质pH上升。 3.生理中性盐(physiologically neutral salt),指植物对该盐阴、阳离子的吸收比例大致 相同,不导致环境pH发生变化的盐类。如NH4NO3 便是生理中性盐。 由于植物对离子的选择吸,所以在生产上,如果长期施用某一种化学肥料,就可能引起 土壤酸碱度的改变,从而破坏土壤结构,所以施用化肥应注意肥料类型的合理搭配。 (三)对矿质的吸收与植物代谢有关 无论是植物的细胞还是植物的叶片或根系,如果通过化学或物理的因素,抑制他们的呼 吸速率,都会降低植物对矿质的吸收,如表 2-5,改变氧气浓度后,植物材料的呼吸发生 的变化,植物材料对离子的吸收能力也随着变化,而且植物对离子吸收量的大小是与呼吸速 率成正相关的。这说明植物对矿质的吸收与代谢提供的能量有关。 (四)单盐毒害和离子颉抗 如果把植物培养在单一盐类的溶液中,即便这种盐是植物的必需元素,而且浓度也适当, 植物不久便呈现不正常状态,最后死亡,这种现象称单盐毒害(toxicity of single salt)。 若在单盐溶液中加入少量其他盐类,这种毒害现象就会消除。这种离子间能够互相消除 毒害的现象,称离子颉抗(ino antagonism),也称离子对抗。 植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才能生长良好,这种溶液就是前面提到的平衡溶 液。对于海藻来说,海水就是平衡溶液。对于陆生植物而言,土壤溶液一般也是平衡溶液, 但并非理想的平衡溶液,而施肥的目的就是使土壤中各种矿质元素达到平衡,以利于植物的 正常生长发育。 二、植物细胞膜与离子跨膜运转 矿质溶于水后,多数以离子形式存在,所以植物对矿质的吸收实际上是这些离子跨膜的运 转过程。搞清了各种离子跨膜的运转机制,就很容易理解植物吸收矿质的过程。 细胞质膜是植物细胞与环境之间的屏障。 (一)细胞膜的物理化学特性 细胞膜是活细胞与环境间,以及相邻细胞之间进行物质与能量交换的界限。由于活细胞 的膜对所通过的各种物质具有严格的选择性及周密的调控性,才使得植物细胞选择吸收所需 离子,并按需要将其运输或储存到某一器官。关于生物膜的基本化学组成,有关教材已经有 详细介绍,以下仅就与离子跨膜运输相关的生物膜的一些物理、化学特性作一些简介。 1.生物膜的化学组成与特性 生物膜是由脂类双层和蛋白质及少量糖类物质构成的一种类似液晶状的结构。构成膜的 脂类主要是磷脂,磷脂既有亲脂性的两条“尾巴”(脂肪酸侧链或碳氢链),又有一个亲水性 的“头部”,所以磷脂是双亲媒性(amphipathic)化合物。 流动向前模型 2.跨膜电化学势梯度和膜电位 (1) 驱使离子进行跨膜运输的动力 任何物质的运动都需要能量。驱使离子进行跨膜运输的动力: ¾跨膜的电化学势梯度(transmembrane electro-chemical potential gradient)
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