作用,植物,植株,光合作用,水分

提問: 用一定量的a射線處理棉花后,發現棉花不再吸收鉀離子了,為什么? 問題補充: 医师解答: 傷害了細胞膜上的的鉀離子的載體蛋白,使其變化或者破壞其產生的基因使不能生成無法更新。再或者是基因變化產生某種以前并不存在的抑制鉀離子載體的物質,也可能是以前抑制鉀離子吸收的物質受到制約而不再有約束能力。總之是基因問題。酶類活化 在化學反應過程中,酶起著催化劑的作用。酶將各種分子聚集在一起,促成化學反應的進行。植物生長過程所涉及的60多種不同類型的酶均需要鉀加以“活化”。鉀可改變酶分子的物理構型,使適宜的化學活性位置暴露出來,參加反應。 細胞的含鉀量可決定酶的活化量,進而決定化學反應的速度,因此,鉀進入細胞的速度可控制某一反應進行的速度。 鉀對酶的活化作用或許是鉀在植物生長過程中最重要的功能之一。 水分利用 鉀在植物根系內積累從而產生滲透壓梯度, 使水分吸入根系。缺鉀植株吸水能力減弱,遇供水不足時,較易遭受脅迫。 植株亦依靠鉀素來調節其氣孔(葉片與大氣交換二氧化碳、水蒸汽和氧氣的孔隙)的啟閉。氣孔作用的正常發揮有賴于供鉀充足。 當鉀進入氣孔兩側的保衛細胞時,細胞因充水而膨脹,孔隙張開,使氣體能自由進出。當供水不足時,鉀則被泵出保衛細胞外,孔隙關閉,以防水分虧損。若供鉀不足,氣孔將變得反應遲鈍,造成水蒸汽逸損;反之,供鉀充足的植株則不易遭受水分脅迫。 光合作用 利用太陽能將二氧化碳和水化合成糖分這一過程最初形成的高能物質是三磷酸腺苷(ATP),ATP 繼而作為能源用于其他化學反應。鉀離子可以使ATP生成位置的電荷保持平衡狀態。當植株缺鉀時,光合作用和ATP 生成速度均減慢,因而所有依靠ATP的過程都受到抑制。 鉀在光合作用中的作用較為復雜,但在調節光合作用方面,鉀對酶的活化和在ATP制造過程的作用比它對氣孔的調節作用更為重要。 糖分運輸 植物通過韌皮部將光合作用產生的糖分運輸到植物的其他部位供利用或貯藏起來。植物的運輸系統需要消耗ATP 形態的能量。若供鉀不足,可供利用的ATP減少,運輸系統將出現“故障”,這將導致光合產物在葉片內積累,造成光合速率減慢,谷粒等能量儲存器官的正常發育因而受到抑制。供鉀充足可促進這些過程保持正常運轉的狀態。 水分和養分運輸 在植物通過木質部將水分和養分運輸至植株各部位的過程中,鉀亦起著重要的作用。若供鉀減少,硝酸鹽、磷酸鹽、鈣、鎂以及氨基酸的轉移將受到抑制。正如鉀在韌皮部運輸系統的作用一樣,鉀在木質部運輸系統的作用通常與專性酶和植物生長激素密切相關。供鉀充足方可保證這些系統高效率地運轉。 蛋白質合成 鉀在蛋白質合成中的作用與上述幾個功能密切相關,其中,在將氨基酸運輸至蛋白質合成位置,酶的活化以及平衡電荷等方面,鉀起著關鍵作用。研究表明,蛋白質合成的各個主要步驟均需要鉀。如果沒有充裕的鉀,難于“讀取”在植物細胞內合成蛋白質及調節生長所需酶的基因密碼。 淀粉合成 鉀可活化葉片內負責淀粉合成的酶,因此,若供鉀不足,淀粉在葉片內的累積量減少。鉀水平對光合作用的影響亦影響用于合成淀粉的糖的數量。鉀水平高,淀粉可更有效的由植株莖桿轉移至貯存器官等部位。 農產品品質 有效鉀水平高可改善谷物、飼料作物和人類食用作物的物理品質、抗病性和食用價值。農產品品質已成為日益重要的市場因素,充裕的鉀對于保證產品價值顯得更為重要。 鉀的其它功能 鉀對植物的作用已有大量的報道,但這方面的研究遠未完結。本摘要僅能扼要闡述植物如何利用鉀的幾個例子。作物的抗病性、耐旱的能力、谷粒發育速度、抗寒性以及作物的生長、發育、產量和品質等各個方面均有賴于適量的鉀素供應。其它離子可見http://jpkc.yzu.edu.cn/course/zwyyx/0501kcrr_02_2.asp
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