一、知識體系

 二、知識解析

（一）含量：很少，1%～1.5%

（二）存在形式：大多數以離子狀態存在于細胞中（動物骨骼和牙齒中的Ca是以化合物的形式存在的，植物體內的Ca和Fe是以穩定化合物的形式存在的），較多的陽離子有：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等；較多的陰離子有：Cl-、PO43-、SO42-、HCO3-等。

（三）功能：

1．有些無機鹽是細胞中某些復雜化合物的重要組成部分，如：Mg2＋是葉綠素的成分；P是構成核苷酸、ATP的成分；Fe2＋是血紅蛋白的主要成分等。

2．許多種無機鹽離子對于維持生物體的生命活動有重要作用，如植物缺少某些必需的礦質元素會表現出相應的缺素癥狀；人和動物缺少某些無機鹽也會產生相應的疾病。

3．對維持細胞的酸堿平衡非常重要，如正常人血液的pH通常在7.35－7.45之間，變化很小。其平衡的調節與人體血液中含有許多對酸堿起緩沖作用的物質－緩沖物質密不可分。每一對緩沖物質是由一種弱酸和相應的一種強堿鹽組成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。

（四）無機鹽與代謝

1．無機鹽與植物代謝

（1）植物的礦質營養

①礦質元素的定義：除了C、H、O以外，主要由根系從土壤中吸收的元素叫做礦質元素。

②植物必需的礦質元素：

●研究方法??溶液培養法：

含義：是指用含有全部或部分礦質元素的營養液培養植物的方法。

步驟（如何證明某種元素是植物必需的礦質元素）：首先用缺素培養液培養植物，植物出現缺素癥狀（要設計對照實驗）；然后向培養液中添加缺少的元素，相關癥狀消失（自身前后對比）。

●種類：

大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg

微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni

③礦質元素的吸收：

●部位：根，最活躍的部位是成熟區的表皮細胞。

●形式：土壤溶液中的礦質元素必需溶解于水中以離子形式被吸收。

●方式：土壤溶液中的礦質元素是通過主動運輸（需要哪些條件？）的方式透過根尖成熟區表皮細胞的細胞膜進入細胞內部的。

●特點：礦質離子的吸收具有選擇性，這與根細胞膜上載體的種類和數量有關；成熟區表皮細胞吸收礦質元素和滲透吸水是兩個相對獨立的過程（如何理解？）。

④運輸：礦質元素進入根尖成熟區表皮細胞以后，隨著水分最終進入根尖內的導管，并且進一步運輸到植物體的各個器官中。因此，礦質離子在植物體內運輸的動力是蒸騰作用。

⑤利用：

植物體內的存在狀態

舉    例

利    用

離子狀態

K

再度利用

不穩定化合物

N、P、Mg

穩定化合物

Ca、Fe

一次利用

⑥應用：

●合理施肥：

依據：不同植物對各種必需的礦質元素需要量不同；同一種植物在不同生長發育時期，對各種必需的礦質元素需要量也不同。

含義：就是指根據植物的需肥規律，適時地、適量地施肥，以便使植物體茁壯生長，并且獲得少肥高效的結果。

●無土栽培：含義、特點、優點

⑦影響礦質元素吸收的因素

●遺傳因素：植物吸收礦質離子的種類和數量，主要取決于植物的遺傳性。不同生物DNA不同，控制合成的根細胞膜上運載離子的載體種類和數量不同，因而，根細胞吸收礦質離子的種類和數量不同。根表現出對礦質離子的吸收具有選擇性。

●溫度影響：在一定范圍內，根部吸收礦質元素速率隨土壤溫度的增高而加快。這是由于溫度影響了根部的呼吸速率，從而影響主動運輸。但溫度過高，作物吸收礦質元素的速率下降；因為高溫使酶的活性受影響，從而影響呼吸作用所致。溫度過低時，吸收減少；因為低溫時，代謝弱，主動運輸慢。

●土壤的通氣狀態：土壤通氣狀況能直接影響根吸收礦質元素。如右圖所示：?

AB段表示在一定的范圍內，根吸收礦質元素離子的速率隨氧分壓的升高而加快。原因是在一定范圍內，氧氣供應越好，呼吸作用越強，根吸收礦質元素就越多。

BC段表示當氧分壓增大到一定值時，根吸收離子的速率不再隨氧分壓升高而加快，這是由于根細胞膜上載體的數量限制。

 

 

 

 

 

●土壤中溶液濃度的影響，如右圖所示：

曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內，根吸收離子的速率隨離子濃度的增大而加快，兩者成正比。原因是當外界溶液濃度較低時，離子載體與離子結合還未達到飽和。

曲線BC段表示當離子濃度增大到一定數值時，根的吸收速率不再增加。這是由根細胞膜上載體的數量決定的，當離子載體達到飽和后，繼續提高溶液濃度，離子吸收量不會隨之增加。?

曲線CD段表示當離子濃度過高時，將會使根細胞失水，從而影響根細胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。?

●pH的影響：一方面pH能影響根細胞中酶的活性，而影響根的呼吸作用，從而對礦質元素的吸收有影響。另一方面，土壤溶液pH的改變，可以引起土壤溶液中養分的溶解或沉淀；影響礦質元素在土壤中的存在狀況，從而影響對其吸收。例如在堿性加強時，鐵、磷酸根、鈣、鎂、銅、鋅等離子逐漸形成不溶解狀態，能被植物吸收的量便減少。

⑧N素來源??生物固氮：

●含義：固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過程。

●研究意義：對于解決糧食問題具有十分重要的意義。

●固氮微生物的種類：

共生固氮微生物??根瘤菌：形態、代謝類型、特點、與豆科植物的關系、根瘤的形成。

自生固氮微生物??圓褐固氮菌：特點（固氮能力強；能分泌生長素，促進植株的生長和果實的發育）、應用（制成菌劑，施到土壤中，可提高農作物產量。）

●過程：不做要求。

●意義：在自然界氮循環（如右圖）中具有十分重要的作用。

●在農業生產中的應用：土壤中氮素來源的重要途徑；對豆科植物進行根瘤菌拌種，可提高豆科作物的產量；用豆科植物做綠肥或飼養家畜，可增產和獲得更多畜產品；讓非豆科植物能自行固氮，可提高產量，有利于生態環境的保護。

（2）植物的水分代謝

土壤溶液中礦質離子的濃度和細胞液的濃度影響到水分的吸收。

（3）植物的光合作用

礦質元素影響到植物的光合作用速率，如：

●Mg是合成葉綠素的原料；缺少老葉先變黃。

●Fe參與葉綠素的合成；缺少幼葉先變黃。

●P是NADP＋和ATP的組成成分，在維持葉綠體膜的結構和功能上有重要作用；

●綠色植物通過光合作用合成糖類，以及將糖類運輸到塊根、塊莖和種子等器官中，都需要鉀；等等。

●N是與光合作用有關酶、ATP、NADP＋的成分，也是合成蛋白質的原料；施用過多會造成作物倒伏，從而影響光合效率。

（4）植物的呼吸作用

①植物根細胞的呼吸速率影響礦質元素的吸收；

②礦質元素在植物體內的含量也會影響到植物的呼吸速率，如：

●N是與呼吸作用有關酶的成分；

●P是ATP的組成成分，在維持線粒體膜的結構和功能上有重要作用。

2．無機鹽與人體代謝：

（1）來源及排出途徑：

 

來　源

排　　出

無機鹽

Na+

食鹽（6－10g）

途徑：腎臟（主要）、汗液、糞便

特點：排出量幾乎等于攝入量

K+

食物（2－4g）

途徑：腎臟（主要）

特點：多吃多排，少吃少排，不吃也排。

（2）平衡的調節：大綱不做要求，此處略。

（3）平衡意義：

①鈉鹽：維持細胞外液的滲透壓等方面有重要作用。

②鉀鹽：維持細胞內液的滲透壓、心肌舒張、正常興奮性等。

（4）無機鹽在動物體內作用及異常：

Fe2+：是血紅蛋白是主要成分，缺乏會導致缺鐵性貧血。

Ca和P：碳酸鈣是動物和人體的骨骼、牙齒中的重要成分，幼年缺乏會導致佝僂病，成年人缺乏會導致骨軟化病，老年人缺乏會導致骨質疏松癥。太陽光中的紫外線可促進人體內的膽固醇轉化成VD，因此，日光浴可以有效地預防兒童佝僂病的發生。如果哺乳動物血液中鈣鹽的含量太低會出現抽搐。血鈣過高則會引起肌無力等疾病。

I：是合成甲狀腺激素的原料，缺乏會導致甲狀腺增生腫大，患地方性甲狀腺腫，俗稱大脖子病。

Na：當人在高溫條件下工作、劇烈運動或是患某些疾�。ㄈ鐒×覈I吐、嚴重腹瀉）時，都會丟失大量的水和無機鹽（主要是鈉鹽）。這時如果不及時補充水和食鹽，就會導致機體的細胞外液滲透壓下降并出現血壓下降、心率加快、四肢發冷等癥狀，嚴重的甚至昏迷等。這時只要及時補充生理鹽水，就可以緩解上述癥狀。因此，對于在高溫條件下工作的人、重體力勞動者或是某些病人來說，應當特別注意補充足夠的水和食鹽。

K：人在大量出汗、劇烈嘔吐或腹瀉時，除了丟失水和Na+外，還會丟失K+。K+不僅在維持細胞內液的滲透壓上起到決定性作用，而且還具有維持心肌舒張、保持心肌正常興奮性等重要作用。當血鉀含量過低時，會出現多種臨床癥狀，如心肌的自動節律異常，并導致心律失常，等等。蔬菜和水果中含有豐富的K+，只要保持合理膳食，就能滿足機體的需要。

（五）無機鹽與生物的生殖發育：

B：微量元素B能夠促進花粉的萌發和花粉管的伸長，當柱頭和花柱中積累了大量B時，有利于受精作用的順利進行。當缺少B時，花藥和花絲萎縮，花粉發育不良。

Ca和P：影響人和動物骨骼的發育。

（六）無機鹽與生態環境：

1．物質循環：

（1）N循環：

詳見前面的相關內容。

（2）S循環：

途徑：教材圖9－3

2．環境污染

（1）酸雨：

●形成原因：大氣中SO2過多，是形成酸雨的主要原因。

　　●大氣中SO2的主要來源：化石燃料的燃燒、火山爆發、微生物的分解作用

●危害：水體酸化，使魚類的生殖和發育受到嚴重影響；直接傷害植物的芽和葉，影響植物的生長；腐蝕建筑物和金屬材料等。

（2）富營養化：由于水體中N、P等植物必需的礦質元素含量過多，導致藻類植物等大量繁殖，這些生物死亡后，被微生物分解產生H2S、CH4等有毒物質，致使魚類和其他水生生物大量死亡。若發生在池塘和湖泊即稱為水華，若發生在海水即稱為赤潮。

（七）其它：

1．無機鹽與發酵工程：微生物培養的培養基成分

2．無機鹽與細胞工程：組織培養、動物細胞培養的培養基成分

3．無機鹽與基因工程：用CaCl2處理細菌的細胞壁，以增大其通透性，有利于目的基因的導入；與基因工程相關酶中含有N元素、相關基因中含有N、P元素等。

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaozhong/133582.html

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