一、构成大分子物质的结构组分

　　磷酸是许多大分子结构物质的桥键物，它的作用是把各种结构单元连结到更复杂的或大分子的结构上。磷酸与其他基团连接的方式有：

　　1.通过羟基酯化，与C链相连，形成简单的磷酸酯(C-O-P)，例如糖磷酸酯。

　　2.通过高能焦磷酸键(P-P)与另一磷酸相连，例如ATP的结构就是高能聚磷酸键与另一磷酸相连的形式。

　　3.以磷酸双酯的形式(C-P-C)桥接，形成一个桥接基团，有较高的稳定性。这在生物膜的磷酯中很常见。所形成的磷脂一端是亲水性的，一端是亲脂性的。

　　在DNA和RNA结构中的核糖核苷单元之间都是以磷酸盐作为桥键物构成大分子的。磷作为大分子结构的组分，它的作用在核酸中体现得最突出。核酸作为DNA分子的单元是基因信息的载体;作为RNA分子的单元它又是负责基因信息翻译的结构。磷使得核酸具有很强的酸性，因此在DNA和RNA结构中的阳离子浓度特别高。这些特殊的功能十分重要，而且和作为结构元素的磷的存在是分不开的。

　　二、多种重要化合物的组分

　　由磷酸桥接所形成的含磷有机化合物，如核酸、磷脂、核苷酸、三磷酸腺苷(ATP)等，在植物代谢过程中都有重要作用。

　　1.核酸和核蛋白 核酸是核蛋白的重要组分，核蛋白又是细胞核和原生质的主要成分，它们都含有磷。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定，进行正常分裂，能量代谢和遗传所必需的物质。核酸作为DNA和RNA分子的组分，它既是基因信息的载体，又是生命活动的指挥者。

　　核酸在植物个体生长、发育、繁殖、遗传和变异等生命过程中起着极为重要的作用。所以磷和每一个生物体都有密切关系。从现代生物学的观点来看，蛋白质和核酸是复合体，它们共同对生命活动起决定性作用。

　　2.磷脂 生物膜是由磷脂和糖酯、胆固醇、蛋白质以及糖类构成的。生物膜具有多种选择性功能。它对植物与外界介质进行物质、能量和信息交流有控制和调节的作用。此外，大部分磷脂都是生物合成或降解作用的媒介物，它与细胞的能量代谢有直接关系。

　　3.植素 植素是磷脂类化合物中的一种，它是植酸的钙、镁盐或钾、镁盐，而植酸是由环已六醇通过羟基化而生成的六磷酸肌醇。植素在植物种子中含量较高，是植物体内磷的一种储存形式。

　　4.三磷酸腺苷(ATP) 植物体内糖酵解、呼吸作用和光合作用中释放出的能量常用于合成高能焦聚磷酸键，ATP就是含有高能焦聚磷酸键的高能磷酸化合物。这种键水解时，每摩尔ATP可释放出约30kJ的能量。在磷酸化反应中，此能量随着磷酰基可传递到另一化合物上，而使该化合物活化。ATP水解时，随能量的释放，自身即转变为ADP。ATP能为生物合成、吸收养分、运动等提供能量，它是淀粉合成时所必需的。ATP和ADP之的转化伴随有能量的释放和储存，因此ATP可是为是能量的中转站。在代谢旺盛的细胞中，高能磷酸盐具有极高的周转速率，这为代谢顺利进行提供了良好的条件。

　　三、积极参与体内的代谢

　　1.碳水化合物代谢 在光合作用中，光合磷酸化作用必须有磷参加;光合产物的运输也离不开磷。在碳水化合物代谢中，许多物质都必须首先进行磷酸化作用。Pi在光合作用和碳水化合物代谢中有很强的操纵能力。Pi浓度高时，植物固碳总量受到抑制。己糖和蔗糖合成的初始反应需要高能磷酸盐(ATP和UTP)。韧皮部负载中的蔗糖——质子协同运输对ATP的需要量也很高。叶片中碳水化合物代谢及蔗糖运输也受磷的调控。当供磷充足时，叶绿体中光合作用所形成的磷酸丙糖(TP)，大部分能与细胞溶质内的Pi进行交换，TP转移到细胞溶质中，经一系列转化过程可形成蔗糖，并及时运往生长中心;当供磷不足时，缺少Pi与TP进行交换，导致叶绿体内的TP不能外运，进而转化为淀粉，存留在叶绿体内。淀粉只能在叶绿体内降解。降解后形成的TP才可运出叶绿体。

　　作为细胞壁结构成分的纤维素和果胶，其合成也需要有磷参加。此外，碳水化合物的转化也和磷有密切关系。如单糖之间的相互转化都必须首先进行磷酸作用，形成相应的磷酸脂，然后方可转化为另一种糖的磷酸酯。

　　蔗糖是植物体内普遍存在的一种双糖，它是高等植物体内糖类长距离运输的主要形式。在光合组织中蔗糖是由C3循环的中间产物合成的，在非光合组织中蔗糖也可由单糖合成。从结构上看，蔗糖是葡萄糖和果糖缩合而成的，但不能直接合成，必须先与尿三磷作用形成尿二磷葡萄糖。生成的尿二磷葡萄糖可通过两个途径合成蔗糖。

　　蔗糖无论是由何种途径合成，都离不开磷酸化和ATP。此外，蔗糖与淀粉之间也经常相互转化。例如，粮食作物的种子，在成熟过程中，需要把叶片中运输来的蔗糖在种子内转化为淀粉储藏起来;而在种子萌发时，又把淀粉转化为蔗糖，运往生长中心，供幼苗利用。上述过程都与磷有密切关系。

　　2.氮素代谢 磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。例如，磷酸吡哆醛是氨基转移酶的辅酶，通过氨基转移作用可合成各种氨基酸，将有利于蛋白质的形成。硝酸还原酶也含有磷。磷能促进植物更多地利用硝态氮，磷也是生物固氮所必需。豆科作物缺磷时，根部不能获得足够的光合产物，从而影响根瘤的固氮作用。氮素代谢过程中，无论是能源还是氨的受体都与磷有关。能量来自ATP，氨的受体来自与磷有关的呼吸作用。因此，缺磷将使氮素代谢明显受阻。

　　3.脂肪代谢 脂肪代谢同样与磷有关。脂肪合成过程中需要多种含磷化合物。此外，糖是合成脂肪的原料，而糖的合成，糖转化为甘油和脂肪酸的过程中都需要磷。与脂肪代谢密切有关的辅酶A就是含磷的酶。实践证明，油料作物比其他种类的作物需要更多的磷。施用磷肥既可增加产量，又能提高产油率。

　　四、提高作物抗逆性和适应能力

　　1.抗旱和抗寒

　　(1)抗旱：磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度，使其维持胶体状态，并能增加原生质的黏度和弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。应该指出的是，以往的教科书中曾强调过磷有促进根系生长的作用，因而有“磷能促进根系下扎，吸收深层水分，有助于提高作物的抗旱能力”的提法。其实，磷对非储存根的作用不如储存根作用明显。试验证明，施用磷肥对提高甜菜块根产量有明显作用，但对大麦其表现就不相同了。在不缺磷的土壤，施磷对大麦根没有明显增长的作用，随着磷肥的增加，地上部仍能继续增重，而根已停止增长。在缺磷土壤上施用磷肥，根的生物量虽有增长，但达一定程度后即停止增长。因此，必须认清磷对不同类型根系的作用是不同的。

　　(2)抗寒：磷能提高作物体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低，磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥，可减轻冻害，安全越冬。

　　2.缓冲性 施用磷肥能提高植物体内无机态磷酸盐的含量，有时其数量可达到含磷总量的一半。这些磷酸盐主要是以磷酸二氢根和磷酸氢根的形式存在。它们常形成缓冲系统，使细胞内原生质具有抗酸碱变化的缓冲性。当外界环境发生酸碱变化时，原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内，这有利于作物的正常生长发育。

　　磷酸二氢钾遇碱能形成磷酸氢二钾从而减缓了碱的干扰;而磷酸氢二钾遇酸能形成磷酸二氢钾，减少酸的干扰。

　　这一缓冲体系在pH值6～8时缓冲能力最大，因此在盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。