養(yǎng)分吸收的機(jī)制

1、4-1 養(yǎng)分吸收的機(jī)制一、 細(xì)胞膜1. 結(jié)構(gòu)與成分： 模型，組成份子有 2. 特性：對物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞具有 3. 那一類的物質(zhì)可以直接透過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞？4. 那一類的物質(zhì)不能直接透過細(xì)胞膜，必須藉由特殊的蛋白質(zhì)通道才能進(jìn)出細(xì)胞？5. 根據(jù)上述2點(diǎn)可知，物質(zhì)能否透過細(xì)胞膜，是取決於物質(zhì)本身的 或 二、 物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式1. 概念圖：非極性ex.細(xì)胞攝取膽固醇、胰島素進(jìn)入細(xì)胞2. 通道蛋白與載體蛋白的異同A. 相同點(diǎn)：膜蛋白；具有受質(zhì)專一性、會(huì)受相似的離子或分子的抑制、會(huì)有飽和的現(xiàn)象B. 相異點(diǎn)： 溝道蛋白質(zhì)：有一定的口徑與電荷分布，只容許特別離子通過；外側(cè)有門，此門打開時(shí)，離子才能通過。載體蛋

2、白質(zhì)：可與特別分子結(jié)合，因而改變本身蛋白質(zhì)的形狀，讓分子通過.離子ex：Na+、K+通道蛋白胺基酸、葡萄糖、小分子蛋白質(zhì)載體蛋白3. 小分子進(jìn)出細(xì)胞之各種運(yùn)輸方式的比較：運(yùn)輸型式運(yùn)輸方向膜上蛋白的種類能量需求性運(yùn)輸物質(zhì)(例子)1. 被動(dòng)運(yùn)輸(1)簡單擴(kuò)散高濃度低濃度不要不需要O2、CO2 (2)促進(jìn)擴(kuò)散不需要 a.通道運(yùn)輸通道蛋白離子 b.攜帶運(yùn)輸載體(攜帶)蛋白葡萄糖2. 主動(dòng)運(yùn)輸(1)單一運(yùn)輸(2)共同運(yùn)輸a. 反向b. 同向低濃度高濃度載體(攜帶)蛋白需要ATP(1)氫離子(質(zhì)子幫浦)(2)a鈉鉀幫浦(2)b葡萄糖&鈉離子的運(yùn)輸 (小腸皮膜細(xì)胞)4. 以NaK幫浦為例，說明ATP

3、在主動(dòng)運(yùn)輸中所扮演的角色d. 磷酸使幫浦蛋白結(jié)構(gòu)改變，所以釋放輸送物質(zhì)送物質(zhì)。Pa. 幫浦蛋白具有兩處可結(jié)合輸送物質(zhì)。b. 幫浦蛋白其中之一結(jié)合處與輸送物質(zhì)結(jié)合。c. 幫浦蛋白消耗ATP變成蛋白磷酸化合物。PATPADPPe. 另一物質(zhì)與另一結(jié)合處結(jié)合Pf. 磷酸從蛋白質(zhì)上分離g. 幫浦蛋白結(jié)構(gòu)改變，故釋放輸送物。4-2 植物體養(yǎng)分的吸收前言高等植物的生長需要17種元素，而光合作用以水與二氧化碳為原料可以產(chǎn)生重要的有機(jī)物葡萄糖，進(jìn)而合成生長所需的所有的有機(jī)物。但是葡萄糖中只有CHO三種元素，在轉(zhuǎn)化成其它有機(jī)物的過程中，必須加入其它的14種的元素，這些元素都來自於土壤。除了以前學(xué)過的根對水分與無

4、機(jī)鹽的吸收之外，本節(jié)加入菌根與固氮作用兩個(gè)重要的概念。一、 養(yǎng)分的定義： 植物的養(yǎng)分來源：二、 植物生長發(fā)育所需之必需元素：共有17種1. 依需求量分成：a. 大量元素：(請自行列出) b. 微量元素： 2. 依元素的流動(dòng)性分成a. 固定型元素： b. 流動(dòng)型元素： 三、 根部吸收水與無機(jī)鹽類的方式：(一)水的吸收： 1. 根部吸收水分的區(qū)域：成熟部的根毛區(qū)2. 根吸收水分的途徑(要了解根部的橫切構(gòu)造)：表皮根毛皮層內(nèi)皮周鞘木質(zhì)部3. 土壤中水分多於根部細(xì)胞，故滲透壓低於根部細(xì)胞，即因?yàn)槿绱?，所以水分藉擴(kuò)散方式(促進(jìn)擴(kuò)散)進(jìn)入根毛細(xì)胞中4. 水分進(jìn)到根毛細(xì)胞中之後，之所以能一路傳遞至木質(zhì)部區(qū)，

5、並在導(dǎo)管內(nèi)上升的原因有：（蒸散作用是最重要的機(jī)制）a. 葉的蒸散作用：葉蒸散水分對水柱的拉力b. 導(dǎo)管的毛細(xì)作用：水分子凝聚作用形成水柱c. 根的根壓：根部滲透壓產(chǎn)生的壓擠力(泌液現(xiàn)象就是由根壓所造成的) 滲透壓大小：維管束皮層表皮土壤5. 水分進(jìn)入根的中柱的兩個(gè)途徑a. 質(zhì)體外運(yùn)輸：b. 共質(zhì)體運(yùn)輸： (二)無機(jī)鹽類的吸收：1. 土壤中的無機(jī)鹽類要進(jìn)到根毛細(xì)胞中，主要是以主動(dòng)運(yùn)輸為主，以促進(jìn)擴(kuò)散為輔2. 無機(jī)鹽類進(jìn)到根毛細(xì)胞中之後，溶於水，隨著水分的流動(dòng)，進(jìn)到木質(zhì)部，再作運(yùn)送，所以無機(jī)鹽類進(jìn)到根的中柱的途徑與水進(jìn)入的兩種途徑相同。 ps：只要是無機(jī)鹽類要進(jìn)到根部的細(xì)胞中，就是要靠主動(dòng)運(yùn)輸(主

6、要)四、 幫助植物根部吸收的生物或構(gòu)造：(一)菌根（mycorrhizae）：（真菌菌絲植物根部）互利共生1. 大多數(shù)陸生植物具有菌根：（土壤貧瘠地區(qū)：菌根對植物生長有重大貢獻(xiàn)） (1)植物根部涵蓋面積真菌菌絲網(wǎng)狀分佈：協(xié)助吸收無機(jī)鹽(增加吸收面積) (2)互利共生：a. 植物供應(yīng)有機(jī)營養(yǎng)物（醣類、維生素）供真菌吸收利用b. 真菌菌絲分解有機(jī)物供植物吸收利用c. 真菌菌絲分泌生長因子促進(jìn)根的生長與分支d. 真菌菌絲分泌抗生素保護(hù)宿主不會(huì)受到土壤中有害細(xì)菌真菌的侵害e. 真菌菌絲分泌酸性物質(zhì)增加土壤中無機(jī)鹽的溶解度使菌根吸收N、P、K的效率提高2. 缺乏菌根植物生長不良 ex.大豆若缺乏菌根缺乏

7、磷素發(fā)育不良3. 菌根的種類：(1) 外生菌根：真菌菌絲不侵入根部細(xì)胞內(nèi)，菌絲圍繞木本植物根部外面(細(xì)胞間隙)，形成外鞘。ex.紅菇類與松、冷杉、落葉松形成外生菌根(2) 內(nèi)生菌根：真菌菌絲侵入根部細(xì)胞內(nèi)，形成網(wǎng)狀分佈與吸盤，與植物細(xì)胞直接交換物質(zhì)，但並不形成外鞘。95%維管束植物具有內(nèi)生菌根。4. 若植物生於肥沃土壤中時(shí)，則共生關(guān)係消失，真菌改為寄生。根瘤類菌體光合作用C6H12O6C6H12O6豆科血紅素O2O2呼吸作用NADHATP固氮酶N2N2NH3合成胺基酸(二)協(xié)助植物固氮的生物 氮的重要性： 自然界氮元素的循環(huán).(參閱基礎(chǔ)生物) 植物體可直接吸收的氮化合物型態(tài): NH4+, N0

8、3- 植物氮素來源：固氮作用、硝化作用、氨化作用1. 固氮作用：固氮細(xì)菌有兩種類型(1) 單棲固氮：自營性的細(xì)菌或藍(lán)綠菌(如:念珠藻,葛仙米藻) 缺乏氮素形成異形細(xì)胞（具固氮功能）(2) 共生固氮：根瘤菌a. 與豆科植物共生：在植物根部形成根瘤b. 根瘤的形成：根瘤細(xì)菌入侵根毛，在皮層細(xì)胞大量繁殖，促進(jìn)皮層和周鞘細(xì)胞分裂形成根瘤。根瘤菌的固氮機(jī)制c. 根瘤細(xì)菌與宿主植物間具有專一性；共生後根瘤菌性質(zhì)已轉(zhuǎn)變，所以特稱為類菌體d. 固氮機(jī)制：8H+8e-+N2+16ATP®2NH3+H2+16ADP+16Pi(固氮反應(yīng)式)2. 硝化作用：NH4（銨鹽）NO2(亞硝酸鹽)NO3(硝酸鹽)

9、請問：亞硝化菌與硝化細(xì)菌在此化學(xué)作用中，獲得什麼利益？3. 氨化作用：動(dòng)植物遺體、土壤中的腐植質(zhì)釋出氨（NH3）4-3 動(dòng)物體養(yǎng)分的消化與吸收一、 動(dòng)物的養(yǎng)分：因?yàn)榉肿哟?，所以先消化後吸收二?請參照高二生命科學(xué)下冊5-1的講義，複習(xí)以下概念：1. 消化作用的定義：2. 消化作用的分類：3. 消化構(gòu)造的種類：4. 人體的消化系統(tǒng)：a. 消化道b. 消化腺複習(xí)食物進(jìn)入口中之後，一連串的消化過程：三、 人體各種消化液的分泌與調(diào)節(jié)大腦自主神經(jīng)副交感神經(jīng)延腦釋放肝臟胃壁細(xì)胞想、看、聽到食物膽汁唾腺收縮分泌分泌小腸腺肝細(xì)胞分泌膽汁腸抑胃泌素(抑制胃液分泌)胃液小腸液部分黏膜細(xì)胞膽囊唾液胃蛋白酶HCl黏液

10、脂肪性食糜十二指腸血液血液消化液黏液黏稠狀水狀(唾液澱粉酶)分泌特化細(xì)胞食團(tuán)吞嚥食物腸雙醣酶腸肽酶腸核苷酸酶膽囊收縮素脂質(zhì)多肽類多肽類蛋白質(zhì)食糜食糜咀嚼食物酸性分泌胰泌素黏膜細(xì)胞分泌血液胃泌素幽門部特化細(xì)胞麥芽糖澱粉胃食道口腔脂肪酸、葡萄糖、胺基酸等小分子胰澱粉酶胰蛋白酶胰脂酶胰核酸酶小腸管壁(蠕動(dòng)；分節(jié)運(yùn)動(dòng))分泌胰液胰腺血液胰臟小腸小腸絨毛吸收四、腸內(nèi)菌：（棲息於消化管的細(xì)菌寄生或共生；菌種因部位而異） 1.胃內(nèi)的細(xì)菌： (1)胃內(nèi)的含菌量很低胃液pH=2 (2)耐酸的細(xì)菌（乳酸菌、鏈球菌）進(jìn)入胃中 2.腸道內(nèi)的細(xì)菌： (1)十二指腸 胃 ：呈酸性乳酸菌、鏈球菌 (2)十二指腸結(jié)腸：呈鹼性細(xì)

11、菌數(shù)量增加 (3)結(jié)腸後段：腸內(nèi)菌數(shù)105107個(gè)/每克腸內(nèi)物 3.大腸內(nèi)的細(xì)菌：（一百億一千億個(gè)/每克腸內(nèi)物） (1)利用食物硝化後的殘?jiān)顬闋I養(yǎng)物質(zhì) (2)兼性好氧菌（大腸桿菌）大腸呈無氧狀態(tài)有利於專性厭氧菌（梭狀芽孢桿菌） (3)H2CO2CH4 4.腸內(nèi)菌的代謝產(chǎn)物：維生素維生素B1、B2、B6、B12、K(給人類用)氣 體CH4、H2、CO2（40%）、N2（50%，來自空氣）氣 味H2S、NH3、臭糞素有機(jī)酸 醋酸、丙酸、丁酸、乳酸(給人類用) 草食性動(dòng)物(牛的反芻)：胃內(nèi)的腸內(nèi)菌分泌纖維素酶將植物的纖維素分解為葡萄糖 共生菌對人類的益處除上述幾點(diǎn)之外，共生菌上能抑制雜菌繁殖，使人

12、類不易因其他雜菌過度生長而生?。何?、養(yǎng)分的吸收：1. 胃黏膜： 2. 小腸的吸收：吸收大部分的水分和養(yǎng)分 (1)增加吸收面積的構(gòu)造：環(huán)狀皺襞、指狀絨毛、微絨毛。(2)吸收養(yǎng)分方式：擴(kuò)散作用、主動(dòng)運(yùn)輸。a. 絨毛內(nèi)的微血管吸收：胺基酸、葡萄糖、水溶性維生素B、C、部分甘油。葡萄糖、胺基酸絨毛上皮細(xì)胞絨毛內(nèi)的微血管網(wǎng)b. 絨毛內(nèi)的乳糜管吸收：脂肪酸、甘油、脂溶性維生素A、D、E、K。脂肪酸、甘油絨毛上皮細(xì)胞形成中性脂肪微粒乳糜管淋巴管跨細(xì)胞運(yùn)輸：（小腸腔小腸皮膜細(xì)胞組織液）Na葡萄糖進(jìn)入小腸皮膜細(xì)胞 j葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞外組織液進(jìn)入血液進(jìn)入血液kNa+-K+幫浦物質(zhì)吸收的特殊例子：維生素B12 (紅血球成熟過程中所必需的成分)維生素B12 ®與胃黏膜分泌之內(nèi)在因子結(jié)合®複合物 ®吞噬作用 ®絨毛皮膜細(xì)胞(