中五 · 植物营养
植物所需的主要无机养分
植物需要氮、磷、钾、镁、钙等无机养分，以矿物离子的形式从土壤中吸收。每种养分都有特定作用，缺乏任何一种都会产生可识别的缺乏症状。
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大量元素及其功能
| 养分 | 主要功能 | 缺乏症状 |
|---|---|---|
| 氮（以硝酸盐形式） | 构成蛋白质、核酸与叶绿素 | 生长迟缓；老叶变黄（褪绿） |
| 磷（以磷酸盐形式） | 构成ATP、DNA与细胞膜；支持根系生长 | 根系发育不良；叶片带紫色；生长迟缓 |
| 钾 | 激活酶；调节气孔开合与水分平衡 | 叶缘发黄；茎秆软弱；开花结果不良 |
| 镁 | 叶绿素分子的中心原子 | 叶脉间发黄（脉间褪绿） |
| 钙 | 构成细胞壁的一部分；细胞分裂所需 | 生长点与根尖生长迟缓、畸形 |
为什么植物不能只靠水
水只能提供氢与氧，无法提供构建蛋白质、核酸、叶绿素与细胞结构所需的氮、磷、钾等其他元素。植物必须通过根从土壤中吸收溶解的矿物离子来获得这些元素。
根据症状诊断缺乏
缺乏症状最先出现在老叶还是新叶，取决于该养分是否能从旧组织转移（转运）到新生长部位。氮与镁可以移动，因此其缺乏症状通常先出现在老叶，因为植物会把有限的供应转移到新的生长部位。
如何考查
题目可能给出带有缺乏症状的植物照片或描述，要求你指出缺乏的养分，或要求你把某养分与特定分子或过程联系起来解释其必要性，例如镁与叶绿素的关系，或氮与蛋白质合成的关系。
考试风格例题
题目。一名农民发现玉米作物的老叶从叶尖开始发黄，而幼叶仍保持绿色，茎秆也比正常情况更弱，籽粒形成不良。
(a) 指出土壤中最可能缺乏的养分。(b) 解释该养分与所描述症状相关的两项功能。
(c) 解释为何症状先出现在老叶而非幼叶。
参考答案。(a) 最可能缺乏的养分是钾。
(b) 钾能激活参与代谢的酶，缺乏时会减慢这些反应并使茎秆变弱；钾也能调节气孔开合与水分平衡，并支持开花与结果，因此其缺乏可解释籽粒形成不良。(c) 钾是一种可移动的养分，能从旧组织转运到新生长部位，因此在供应有限时，植物会把老叶中的钾转移出去以支持新生长，这正是缺乏症状先出现在老叶的原因。
练习题
试一试。一株种植在贫瘠土壤中的番茄植株出现叶片带紫色，且根系发育非常不良，但叶片仍保持绿色而非发黄。
指出最可能缺乏的养分，并解释该养分与所描述的两项症状之间的关系。
考试提示
重点术语
以下第18章的术语把无机养分与它们所支持的过程联系起来：
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
为什么镁缺乏会导致叶片发黄？
镁是叶绿素分子的核心组成部分。镁不足时，植物无法制造足够的叶绿素，绿色因而褪去，叶片尤其是叶脉之间的组织变黄，这种情况称为脉间褪绿。
为什么氮对植物生长很重要？
氮是构成蛋白质的氨基酸的关键成分，也是DNA、RNA等核酸的成分。由于酶、细胞结构与生长都需要蛋白质，氮不足会导致生长迟缓，且随着植物把有限的氮转移到新生长部位，老叶会发黄。
为什么钙和磷的缺乏都会影响生长点，但原因不同？
生长点与根尖含有快速分裂的细胞，因此对细胞分裂所需的养分特别敏感，但钙与磷通过不同方式支持这一过程。钙是构成中胶层（把相邻细胞壁黏合在一起）所必需的，因此缺乏时会在生长点形成薄弱、畸形的新细胞壁。磷是构成ATP与DNA所必需的，因此缺乏时会限制细胞分裂所需的能量与遗传物质，这正是尽管两者通过不同分子起作用，却都在活跃生长的区域表现出缺乏症状的原因。
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