1. 离体根对铵离子的交换吸收实验原理
实验原理：植物根系以阳离子交换的方式吸收离子。根部细胞质的蛋白质大分子和原生质膜都带负电荷，与阳离子（如H 等）结合。当根系浸在盐类或其他电解质溶液中，阳离子就进行交换吸附，把介质中的阳离子吸附到原生质膜表面上，而将原来结合的H 或K 等阳离子释放出来，此种交换吸附不需要代谢能量。
植物根部从土壤胶体中吸收盐类，有间接交换和直接交换两种方式从根中交换出来，其中K 的量为最多。这种交换过程不仅在根的细胞表面进行，也可能深入到细胞原生质内部。外界介质的pH值也影响着植物根系对离子的交换吸收。
材料选择和处理：选择生长正常，根系活力旺盛的水培小麦苗300株，剪下根系，在清水中漂洗一下，吸去表面水分，生成二组，每组称取鲜重2g，分别放入两只50ml三角烧瓶中。三角烧瓶加入30ml硫酸铵溶液。另取一只三角烧瓶，加入30ml硫酸铵溶液，但不放根系，以作较正。上述各组处理贴上标签。
2. 根部离子交换吸附原理
根系吸收矿质的过程
1.离子被吸附在根系细胞表面
Ø根部细胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3, H2CO3能解离出H+和HCO3－离子,这些离子同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换，如K+、Cl-、NCO3－等进行交换,使土壤中的离子被吸附到根表面。
Ø离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能同阴离子交换,而且价数必须相等。
Ø根系还可分泌出一些柠檬酸、苹果酸等有机酸来溶解一些难溶性盐类，并进一步加以吸收。岩石缝中生长的树木、岩石表面的地衣等植物就是通过这种方式来获取矿质营养的。
http://jpkc.yzu.e.cn/course/zhwshl/nljx/sfja/sfjafile/chap3-2.files/frame.htm#slide0100.htm
3. 根吸附离子可以洗脱吗
可以
离子交换吸附是植物根部吸收矿质离子的第一阶段。离子吸附在根部细胞表面，根部细漏饥亩胞在吸收离子的过程中，同时进行离子的吸附和解吸附。这是，总有一部分离子倍其他离子交换。由于细胞的吸附离子有交换性质，故称为交换吸附.根部之所以能进行返森交换吸附，是因为根部细胞的质膜表面有阴阳离子，其中主要是H+和HCO3-，这些离子主要肢谨是由呼吸放出的CO2和H2O生成的H2CO3所解离出来的。H+和HCO3-便迅速地与周围离子进行吸附交换，盐类离子即被吸附在细胞表面。这种吸附交换不需要代谢能量。吸附速度很快（几分之一秒），当吸附表面形成单分子层就达到极限，吸附速度与温度无关。因此植物根部细胞最初吸收离子的方式是属于非代谢性的交换吸附.
4. 根对矿质元素离子的交换吸附实验中，有两次离子交换吸附，分别是什么
根呼吸产生CO2
CO2+H2O=HCO3-+H+
其中HCO3-与NO3-等阴离子交换
H+与K+等阳离子交换
结果HCO3-和H+进入土壤溶液中
NO3-,K+等离子吸附到根毛表面来
5. 植物的根有哪些作用
植物的根系除了从土壤中吸收营养物质和固定植物外，还能合成植物体所需要的某些重要的有机物质，如南瓜和玉米中很多重要的氨基酸是在根部形成的。由根所合成的氨基酸，运到生长旺盛的部分，用来合成蛋白质，构成新细胞的主要成分。根中还能合成某些激素或植物碱，对植物体的生长和发育具有很大影响。
多数植物的腔中前根可贮存养料与水分。有些植物，如甘薯、甜菜、伍清胡萝卜、萝卜的根特别肥大、肉质化，成为贮藏有机养料的贮藏器官。多年生植物的根虽不膨大成肉质状，但都贮藏有大量的养分。如人参、当归、甘草、培拦乌头、龙胆等植物的根含有许多药用成分，供人类使用。
有些植物的根具有极强的萌芽能力，成为它们传种接代、扩展自身的强大武器。山杨的水平根系特别发达，在贴近地表的土层中生长着许多横根，这些横根能萌发出幼苗。所以采伐或破坏后的林间隙地山杨很容易天然更新，一般只需要10多年就可长成天然次生林。
有些植物的根还能自我施肥。如豆科植物的根系上常常会长出许多根瘤菌，它能捕捉空气中的分子态氮，并将它固定为氨和氨化合物，为植物的生长发育提供大量的氮肥。
6. 离子进入根细胞有哪些阶段
关于养分如何进入根细胞，有多种解释和假说。目前，普遍被人们所接受的是离子进入根细胞可划分为主动吸收和被动吸收两个阶段。
①离子的被动吸收。离子的被动吸收主要通过截获、扩散、质流或离子交换先进入根中的“自由空间”。它是从细胞壁到原生质膜，还包括细胞间隙。因为细胞壁带有负电荷，所以阳离子进入根中较阴离子多，而且在很短时间内就与外界溶液达到平衡。在最初阶段阴、阳离子的吸收属被动吸收。
果树根系被动吸收不仅受外界环境条件的影响，而且与根系的阳离子代换量以及根的自由空间有关。离子态养分的来源除了土壤外，根系的呼吸作用产生的二氧化碳和水形成碳酸（H2CO3），碳酸解离成H+和HCO-3，然后分别与土壤溶液中的阴、阳离子进行交换而被吸收（
图3-6根外H+和土壤溶液中阳离子的离子交换
图3-7根分泌的碳酸与黏土所吸附的离子进行离子交换
）。
②离子的主动吸收。许多研究资料证明，果树体内离子态养分的浓度常比外界土壤溶液浓度高，有时竟高达数十倍甚至数百倍，而仍能逆浓度吸收，且吸收养分还有选择性。这种现象很难从被动吸收来解释。所以，离子的扩散、质流以及离子的交换只能说明离子态养分吸收的一个现象，而不能说明其原因与机理。目前，相关研究人员从能量的观点和酶动力学原理来研究主动吸收离子态养分，并提出载体解说和离子泵解说。
载体是生物膜上能携带离子穿过膜的蛋白质或其他物质。载体学说的理论依据是酶动力学。它能够较圆满地从理论上解释关于离子吸收中的3个基本问题，即：离子的选择性吸收、离子通过质膜以及在质膜上的转移、离子吸收与代谢的关系。
载体运输的机理有几种不同模型，即：载体载着离子在膜内扩散的扩散模型、载体蛋白变构使载体与底物的亲和力改变而将离子释放到膜内的变构模型、载体带着离子在质膜上旋转将离子“甩”进质膜内的旋转模型。在这些作用机理中，常用扩散模型和变构模型来解释离子的主动吸收（
图3-8离子经载体蛋白的变构运转模型
M+为阳离子P为结合态磷Pi为无机态磷
图3-9离子泵养分运输
）。
离子载体的作用有两种：一是离子载体和被运载的离子形成配合物，以促进离子在膜的脂相部分扩散，使离子扩散到细胞内，或者使离子扩散到载体中；另一种是离子载体能在膜内形成临时性的充水孔，离子通过充水孔透过质膜。由于离子载体对各种离子有选择性，所以根系就会有选择性地吸收养分。
离子泵是存在于细胞膜上的一种蛋白质，它在有能量供应时可使离子在细胞膜上逆电化学势梯度主动地吸收。离子泵能够在介质中离子浓度非常低的情况下，吸收和富集离子，致使细胞内离子的浓度与外界环境中相差很大（
图3-9离子泵养分运输
）。通过细胞化学技术和电子显微镜技术证实，在根细胞原生质膜上有ATP酶，它不均匀地分布在细胞膜、内质网和线粒体膜系统上。ATP酶可被K+、Rb+、Na+、NH+4、Cs+等阳离子活化，促进ATP酶水解，产生质子泵，将质子（H+）泵出膜外，进入外界溶液，同时一价阳离子则可进入细胞质。由于膜内外产生质子梯度，又促使2H+与阴离子一起运入细胞质中。
总之对养分的跨膜运输来说，尤其是离子态养分，运输的主要驱动力是引起跨膜电位梯度的H+－ATP酶。离子吸收与ATP酶活性之间有很好的相关性。阴阳离子的运输速率与电位和化学位的梯度、离子的理化性质等有关。