元素的生理功能

p元素的主要生理功能~

1、构成血液的磷酸盐缓冲体系
2、细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应
3、构成核苷酸辅酶类的辅酶
4、细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能和
5、通过化学修饰起代谢调控作用。

1、氮：

含量：一般只占干物重的1.0%~2.0%，较C、H、O低，但居其它元素之首。

利用形式：植物所利用的氮素主要是无机态氮，即铵态氮（NH）硝态氮（NO）,也可吸收有机态氮，如尿素[Co（NH2）2]等。

生理作用：

A、结构元素： = 1 \* GB3 ①氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的16%~18%，而细胞质、细胞

核和酶都含有蛋白质，所以氮是它们的组成部分； = 2 \* GB3 ②核酸（碱基）、磷脂（胆碱）、叶绿素（含一个氢原子吡咯环）等化合物中都含有氮； = 3 \* GB3 ③植物激素（吲哚乙酸和激动素）、维生素（如B1、B2、B6等）和生物碱等也含有氮素。可见氮是植物生命活动中占首要地位的元素，故又称为生命元素。

B、参与能量代谢：即参与ADP、ATP、COA、COQ、FNDV（核黄素单核苷酸）、FAD（黄

素腺嘌呤=核苷酸）、NAD、NADP、铁卟啉等物质组成。

氮素的另一个特点是在植物体内可以自由移动，因此可再利用。例如缺氮时, 幼叶可以向老叶吸收氮素，以维持茎尖的正常生长，这也是我们经常见到的植物一般下部叶片先衰的原因之一。

2、磷：

含量：一般仅占植物干重的0.2%, 在植物体内呈不均匀分布，根茎生长点较多，嫩叶比老叶多，果实、种子中磷最多。

利用形式：磷主要的HPO4-2和H2PO4-1（正磷酸盐）形式被植物根吸收。两种离子存在的多少, 决定外界环境的PH值：PH值低时，H2PO4-状态的离子较多；PH较高时，HPO4-2状态的离子较多。磷进入根系后，很快转化为糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂等有机物质。仅有极少部分仍保持无机物形式。

生理作用：

= 1 \* GB3 ①磷首先是细胞中许多重要化合物的成分：如磷脂（生物膜组分）肌醇元磷酸（种子中磷的待存形式，有利于固定如糖-1-磷酸形成时释放出的磷，促进淀粉生物合成）核酸、核蛋白等； = 2 \* GB3 ②参与植物细胞的能量代谢，如参与光合磷酸化和氧化磷酸化作用，使ADP+Pi—ATP; = 3 \* GB3 ③参与碳水化合物的代谢和运输：CO2的同化力：ATP和NADPH中含有磷，卡尔文循环中的糖都是糖的磷酸酯；碳水化合物的主要运输形式——蔗糖的合成也要通过含磷化合物（如UPPG尿苷二磷酸葡糖）。 = 4 \* GB3 ④参与硝酸盐的还原：硝酸还原酶为一种钼黄素蛋白、其组织成份FAD(黄素腺嘌呤=核苷酸)中就含有磷； = 5 \* GB3 ⑤参与脂肪代谢，脂肪酸合成的关键物质——乙酰CoA中也含有磷。

缺素症状：

由于磷广泛的参与植物代谢，所以在缺磷时，植物体内各种代谢不能正常进行，合成产物减少，中间产物积累（如积累硝态氮和糖，而糖分有利于花色素的形成），表现为：植株瘦小、茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延长，花、果实、种子少且不饱满。缺磷时叶片不出现斑块，由于磷能在植物体内移动和再利用，故症状首先在老叶中出现。

3、钾

含量：平均含量为干物重的1.0%。

利用形式：钾是以K+的形式被植物根系吸收的。进入植物体后也几乎是离子状态，部分在原生质中处于吸附状态。

生理作用：

钾与氮、磷不同，它不参与重要有机物质的组成，主要对代谢起调控作用： = 1 \* GB3 ①钾首先是植物体内许多重要酶的激活剂； = 2 \* GB3 ②钾能促进碳水化合物的形成和运输； = 3 \* GB3 ③钾能提高细胞的保水能力，增强植物的抗旱性。 = 4 \* GB3 ④钾能促进气孔开放，增强植物体内外物质的交换（CO2）。

钾和氮、磷一样，在植物体内具有较强的移动性，再生长旺盛的生长点，禾本科植物的质间分生组织，各种植物的形成层以及形成生殖器官的部位等均有大量分布。

缺素症状：叶间及边缘先出现缺绿斑点，逐渐变焦枯状，叶片卷缩不平。

4．硫

含量：硫在植物各器官中的分布相当均匀，平均含量为干物重的0.1%.

利用形式：硫以硫酸根(SO42-)的形式被植物吸收. SO42-进入植物体后,一部分保持不变,大部分被还原成硫氢基(-SH)或联硫基(-S-S-)而形成含硫氨基酸,如胱氨酸,半胱氨酸和蛋氨酸等.

生理作用：

= 1 \* GB3 ① 含硫氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子，所以硫也是细胞质的构成成分。 = 2 \* GB3 ②参与氨基酸、脂肪、碳水化合物等的合成和能量代谢。 = 3 \* GB3 ③影响细胞的氧化还原过程：植物中含-SH基的半胱氨酸与胱氨酸系统间的相互变化，直接影响到细胞的氧化还原电位：

NH2

HS-CH2CH NH2

COOH SCH2CH COOH

NH2 NH2

HS-CH2CH SCH2CH COOH

COOH

同时半胱氨酸又是载氢体谷胱甘肽的组成成分，因此硫能影响氧化还原过程。

缺素症状：叶小并呈黄色，叶片失绿均一，顶芽不易枯死，生育期延长。硫不易在植物体内自由移动，不能被再利用，所以缺乏症状一般在幼叶中表现出来。不过一般土壤中都有足够植物利用的硫。

5．钙（Ca）

含量：平均占植物干物重的0.5%。

利用形式：植物从氯化钙（CaCl2）等盐中吸收钙离子（Ca2+）,钙离子进入植物体内，一部分仍是离子状态，一部分形成难溶性盐（如草酸钙），还有一部分与有机物（如植酸、果胶酸等）结合。

生理作用： = 1 \* GB3 ①钙是细胞壁的一种元素，细胞壁的胞间层就是由果胶钙组成的。 = 2 \* GB3 ②钙离子是一些酶的活化剂； = 3 \* GB3 ③钙具有生理解毒作用：有机酸结合为不容性的钙盐结晶。 = 4 \* GB3 ④钙能降低细胞原生质的水含度，降低细胞的保水力与钾离子相拮抗。

缺素症状：叶缺绿，皱缩，叶间弯钩状，相互粘连，不易伸展，顶芽易枯死。钙是一种不易移动的元素，因此主要存在于老叶或其它衰老组织中。

6．镁（Mg）

含量：为植物干物重的0.2%，与P相同。

利用形式：以Mg2+形式被植物吸收，在植物体内一部分Mg2+形成有机化合物，一部分仍以离子状态存在。

生理作用： = 1 \* GB3 ①镁是叶绿素的组成元素之一，位于噗啉环的中央。 = 2 \* GB3 ②镁是体内许多激酶和磷酸变位酶的激活剂； = 3 \* GB3 ③镁能维持核糖体结构的稳定性：核糖体是细胞合成蛋白质的专一细胞器。有许多亚基组成，镁能使这些亚基稳定结合。

镁可以在植物体内自由移动，主要存在与幼嫩组织的器官中，植物成熟时，则集中于种子中。

缺素症状：叶脉间明显失绿，出现清晰网状脉纹，有坏死斑块，老组织先出现。

= 2 \* GB4 二．微量元素：

1．铁：

含量：为植物干物重的0.01%。

利用形式：植物从土壤中可吸收Fe3+和Fe2+。铁进入植物体内既处于被固定的状态（既形成

高分子化合物，如铁噗啉、亚铁血红蛋白等），因此不易移动。

生理作用： = 1 \* GB3 ①铁是植物体内许多重要酶辅基的组成成分。如细胞色素b、b6、c、c1、f细胞色

素氧化（血红蛋白），铁氧还蛋白（Fd.非血红蛋白），过氧化氢酶和过氧化物酶等，其辅基中就含有铁。 = 2 \* GB3 ②影响叶绿素的合成：铁虽然不是叶绿素的成分，但缺铁是叶绿素不能合成，因而铁影响原叶绿素酸酯的合成。

缺素症状：植物缺铁时，其幼叶变小，叶脉间的叶肉失绿变黄，以至整叶呈黄红色。新生组

织先出现，但顶芽不易枯死。

2．锰（Mn）

锰在植物体内的含量较低，仅为干物重0.005%，主要以Mn2+状态被植物吸收。锰的生理作用多种多样， = 1 \* GB3 ①它首先是植物体内多种酶的活化剂，如糖酵解中心的己糖磷酸激酶，烯醇化酶，羧化酶；三羧酸循环中的柠檬酸脱氢酶，a-酮戊二酸脱氢酶和柠檬酸合成酶以及硝酸还原酶的活化都需要锰。 = 2 \* GB3 ②锰还直接参与光合作用，在水的光解，氧的形成中起重要作用。

缺素症状：叶脉间缺绿，出现细小棕色斑点，组织易坏死，新生组织先出现，但顶芽不易枯死。锰不易在植物体内移动，一般分布在生长活跃的部位，特别是在叶内。

3．硼（B）

硼在植物体内的含量一般仅为干物重的0.002%。植物主要吸收BO33-,B4O72-两种状态的硼。硼进入植物体内后不发生大的变化也不形成含硼的特殊化合物，仅能与游离态的糖结合成复合极性分子。

硼的主要功能：

= 1 \* GB3 ①能促进植物开花结实，因而硼能促进花粉发芽和花粉管的伸长。 = 2 \* GB3 ②硼还能促进碳水化合物

的运输（硼能与游离状态的糖结合，使糖带有极性而易通过质膜）； = 3 \* GB3 ③抑制有毒的酚类化合物形成，硼不易在体内流动和再利用；

缺素症状：花器官发育不正常，果实和种子不充实或不能形成，茎叶柄变粗、变脆、易开裂（使果胶含量降低，纤维素含量增加，细胞壁结构异常）叶坏死、变形或脱落，顶芽易枯死。

4．锌（Zn）

植物体内锌的含量一般是干物重的0.002%，与硼相当。主要以Zn2+的形式被植物吸收利用。锌在体内可以进行再利用。

锌的生理作用主要是作为某些酶的辅酶或活化剂而起作用的。例如色氨酸脱氢酶，乙醇酸脱氢酶等就需要Zn2+来活化；锌还可能是吲哚乙酸合成的前体——色氨酸合成酶的辅酶，所以植物缺锌时，体内IAA的含量降低，生长不良，会发生小叶病和簇叶病。

缺素症状：叶小簇生，麦间失绿，整个叶片易出现失绿至坏死斑点或条纹，老叶先出现。

5．铜（Cu）

铜在植物体内一般仅占干物重的0.0006%，以Cu+和Cu2+两种状态被植物吸收，在体内以两种可逆状态存在。铜是某些氧化酶（多酚氧化酶，抗坏血酸氧化酶）的成分。因此，在氧化还原中起着电子传递的作用。铜也是叶绿体中一个蛋白质——质体蓝素的成分，质体蓝素在光合作用中起着传递电子的作用。

缺素症状：幼叶萎蔫，叶尖变白，或出现白色叶斑，叶细，扭曲，果穗发育不正常。顶芽不易枯死，新生组织先出现，在体内不易再利用。

6．钼（Mo）

钼在植物体内仅占干物重的0.00001%，既0.1ppm，它的利用形式主要是氧化钼：MoO4。钼的生理作用突出表现在氮代谢方面；钼是固氮酶中钼铁蛋白的一种组分，所以生物固氮作用需钼；钼还是硝酸还原酶的金属成分，起着传递电子的作用。

缺素症状：叶脉间失绿，有坏死斑点，边缘枯焦，向内卷曲，顶芽不易枯死，新组织先出现。

7．氯（Cl）

氯在植物体内含量较高，为干物重的0.010%，以Cl-的状态被吸收。在植物体内也以Cl- 状态存在。氯主要是在光合作用的水解过程中起着活化剂的作用，促进氧的释放和还原NADP。

由上可知，每一种必需元素在植物生命活动中各有特殊作用，一般不能被其它元素所代替，例如Ca和Mg，化学性质很相似，但生理作用差异很大，不能相互代替。但也有可以代替的，如锰可以代替铁等。然而每种元素所具有的特殊作用决不是独立的，而是相互影响的，相互制约的，从而使植物体内一切生命活动能有序的进行。例如氮肥可提高植物对磷和钾的吸收；而高浓度的磷可消除砷对植物的毒害作用

生命体中大量必需元素的生理功能如表5-2所示。这些元素在岩石、大气、土壤、水体中的分布是决定生态系统结构和功能的主要因素。下面仅以人体为例介绍生命必需元素的生理功能。

表5-2 生命必需元素的生理功能

续表

（一）大量必需元素

人体中大量必需元素为C、H、O、N、Ca、Mg、K、Na、S、P、Cl，这些元素约占人体干重的99.99%。在人体中，除C、H、O、N为人体的基本组成元素外，其他大量必需元素的生物功能主要有：①维持体液和细胞液中电解质的平衡，这些功能主要由K、Na、Ca、Cl、S等来完成；②维持细胞壁内外的电解质平衡，如人体通过Na的摄入和排泄以平衡渗透压；③调节体内Ca的浓度，防止硫酸盐、磷酸盐在细胞中的沉淀，从而对细胞起到稳定作用；④Ca、Mg在细胞的代谢作用中起催化作用，它们还具有维持细胞膜的势能差和传递神经信息的作用。

（二）微量必需元素

人体中微量必需元素为Fe、I、Cu、Mn、Zn、Co、Cr、Se、Mo、F。其功能主要体现在：①参与酶的合成和激活酶的活性，如Mn、Mo、Zn等；②参与激素和维生素的合成，如Co、I等；③具有输送某些元素的作用，如血红素中的铁是氧的携带者，它把氧输送到机体的各个器官，以供机体的生存和发育；④核酸是遗传信息的载体，微量必需元素能维持核酸的正常代谢。

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章贡区19448235992： 细胞中的元素有何生理作用 - ？
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章贡区19448235992： 常量元素在人体的主要生理功能有哪些? ？
和琦一舒： 常量元素在人体的主要生理功能有:①构成人体组织的重要成分,如钙、磷、镁是人体硬组织骨骼和牙齿的主要成分.而钾则是软组织细胞内的主要成分.②在体液中与蛋白质等胶体共同调节体液的渗透压、调节细胞膜的通透性,维护体液电解质和酸碱平衡.③参与酶的组成或作为激活酶以及维生素活性的因子,借以参与人体代谢活动.

章贡区19448235992： 常量元素有哪些生理功能 - ？
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章贡区19448235992： 各种元素在人体内的作用 - ？
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和琦一舒： 人体内的微量元素虽然含量 很少,但对人体健康却起着重要的 作用.它们作为酶、激素、维生素、 核酸的成分,参与生命的代谢过 程.从某种意义上说,微量元素比 维生...

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和琦一舒： 矿物质是存在于人体内,除碳,氢,氧,氮元素以外的其他所有的元素的统称.其中钙,钾.磷,钠,氯,镁,硫七种称作常量元素.其他在人体含量低于体重0.01%,被称作微量元素.其主要生物功能:1.构成组织和细胞的重要成分.2.维持正常渗透压和酸碱平衡,无机盐对体液中的无机盐离子调节细胞膜的通透性.3.参与神经活动和肌肉收缩等,构成酶的辅基,激素,维生素,蛋白质和核酸等的成分,或作为多种酶系统的激活剂,参与许多重要的生理功能等.

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和琦一舒： 硒的作用是抗氧化,抗衰老.富含硒的食物有白蘑菇! 钙是成骨元素,缺钙抽筋,富钙肌无力.放醋其实是酸与骨骼反应放出离子态的钙!利于吸收! 铝,吃多了得老年痴呆! 铁,血红蛋白的中心元素,缺铁会引起贫血! 铜,属重金属元素摄入过多对肝脏有负担! 铅,血液中铅含量过高能引起人的暴躁情绪! 钠钾都是维持人体内环境渗透压的元素,换句话缺了他们人体就运转不正常! 氟,含量过多造成黄板牙,过少引发龋齿! 磷,成骨元素之一.牙齿、骨骼都含有大量的磷. 还有很多稀有元素哦

章贡区19448235992： 钾元素有着怎样的生理功能呢? ？
和琦一舒： 钾元素有着以下的生理功能: (1)调节细胞内适宜的渗透压和体 液的酸碱平衡. (2)参与细胞内糖和蛋白质的代谢. (3)有助于维持神经系统健康、心跳 规律、协助肌肉正常收缩.