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文档简介

1、第五章 植物同化物的运输教学目标掌握植物同化物运输的主要特点及影响因素(重点与难点);了解韧皮部运输的机理了解同化产物的走向与分配规律。第五章 植物同化物的运输教学目标第一节 同化物运输的途径1 运输途径 纵向运输途径为韧皮部,主要运输组织是筛管和伴胞。也可横向运输。 证明方法:1)环割法2)放射示踪法第一节 同化物运输的途径1 运输途径筛管、伴胞及筛板图解 A. 横切面 B. 纵切面1. 筛管 2. 筛板 3. 筛孔 4. 伴胞AB413234筛管、伴胞及筛板图解 AB413234树木枝条的环割a. 开始环割的树干;b.经过一段时间的树干 树木枝条的环割植物生理学课件-05植物同化物的运输-

2、植物生理学课件-05植物同化物的运输-2.物质运输的途径和方向 一般结论:(1)盐类和无机物质是在木质部上运的。(2)盐类和无机物质是在韧皮部下运的,也可双向运输。(3)有机物质是在韧皮部向上和向下运输的。(4)有机氮和激素等可在木质部向上运输,也可经韧皮部向下运输。(5)在春季,当叶片尚未展开前,汁液在树木内上升时,象糖之类的有机化合物在木质部的浓度很高。(6)溶质能从一个组织到另一个组织进行横向运输,一般以胞间短距离运行。(7)也有例外的情形发生。 2.物质运输的途径和方向3. 韧皮部运输物质种类与速率 3.1 韧皮部内有机物的运输速度 一般为30150 cm/h,平均为100cm/h。3

3、.2 运输的主要物质种类主要是糖类,而蔗糖又是糖类的主要运输形式。 研究方法_蚜虫吻针法 3. 韧皮部运输物质种类与速率植物生理学课件-05植物同化物的运输-植物生理学课件-05植物同化物的运输-棉子糖、水苏糖、毛蕊糖,山梨糖醇、甘露醇等。微量的氨基酸、酰胺、植物激素、有机酸 矿质元素韧皮部汁液的其它成份棉子糖、水苏糖、毛蕊糖,山梨糖醇、甘露醇等。韧皮部汁液的其它蔗糖作为植物体内糖类运输主要形式的优点:1)蔗糖有很高的水溶性,有利于在筛管中运输;2)具有很高的稳定性适于从源运输到库;3)蔗糖具有很高的运输速率,可达100 cmh。蔗糖作为植物体内糖类运输主要形式的优点:第二节 韧皮部装载指光合

4、产物从叶肉细胞到筛分子伴胞复合体的整个过程。分三个步骤:1)白天磷酸三糖从叶绿体运到胞质溶胶,晚上以葡萄糖状态离开2)叶肉细胞的蔗糖运到筛分子附近3)筛分子装载第二节 韧皮部装载指光合产物从叶肉细胞到筛分子伴胞复合体的有机物在源端的装载 1. 装载途径 两条 共质体途径,胞间连丝伴胞筛管 质外体途径合成部位有机物胞间运输筛管有机物在源端的装载 1. 装载途径 两条 共质体途径 质外体运输 质外体中液流的阻力小,物质在其中的运输快。 质外体没有外围的保护,其中的物质容易流失到体外。 另外运输速率也易受外力的影响。细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间的运输共质体中原生质的粘度大,运输

5、的阻力大。 共质体中的物质有质膜的保护,不易流失于体外。 共质体运输受胞间连丝状态控制。 共质体运输 质外体运输 细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共源叶中韧皮部装载途径叶肉细胞质膜胞间连丝筛管分子伴胞韧皮部薄壁细胞维管束鞘细胞共质体最小的叶脉细胞壁CO2CO2源叶中韧皮部装载途径叶肉细胞质膜胞间连丝筛管分子伴胞韧皮部薄 质外体途径中蔗糖转运机理 是一个主动的分泌过程,受载体调节蔗糖H+ 同向运输模型 质外体途径中蔗糖转运机理 是一个主动的分泌过程,受载体调图6-6 蔗糖在韧皮部装载示意图蔗糖H+ 同向运输模型筛管内H+低PH8.5筛管外H+高PH5.5图6-6 蔗糖在韧皮部装载示意图

6、筛管内筛管外特点:逆浓度梯度进行需能过程, 和 H+ 运输相伴随具有选择性 特点:逆浓度梯度进行第三节 韧皮部卸出 1 卸出途径 两条途径质外体途径,卸出到贮藏器官或生殖器官时(不存在胞间连丝)共质体途径,通过胞间连丝接受细胞,卸到营养库(根和嫩叶) 第三节 韧皮部卸出 1 卸出途径 两条途径图6-8 蔗糖卸出到库组织的可能途径 细胞壁(质外体)质膜液泡膜液泡库细胞韧皮细胞(筛管分子和伴胞)图6-8 蔗糖卸出到库组织的可能途径 细胞壁(质外体)质膜2.卸出机理 质外体中蔗糖,同 H+ 协同运转,机制与装载一样,是一个主动过程。共质体中蔗糖,借助筛管与库细胞的糖浓度差将同化物卸出,是一个被动过程

7、。 两种观点2.卸出机理 质外体中蔗糖,同 H+ 协同运转,机制与装载第四节 韧皮部运输的机理1、压力流假说(德国明希提出)。 基本论点:有机物质在筛管内的流动是由于筛管的两端(即供应端和接纳端)之间所存在的压力势差(膨压差)推动的。压力势在筛管内是可以传导的,因而就产生了一个流体静压力,这种压力推动筛管的溶液向输出端流动。 第四节 韧皮部运输的机理加入溶质移去溶质源端 库端 韧木加入溶质移去溶质源端 库端 韧木筛管接近源库两端存在压力势差。蚜虫吻刺法证明筛管汁液的确存在正压力支持依据:不足:运输所需的压力势差要比筛管实际的压力差大很难解释双向运输实际上运输是消耗代谢能量的主动过程筛管接近源库

8、两端存在压力势差。支持依据:不足:运输所需的2、细胞质泵动学说(cytoplasmic pumping theory) 可以解释双向运输现象。同一筛管中不同胞纵连束,在相同时候可进行相反方向的移动,糖分也就向相反方向运输。 3、收缩蛋白学说(contractile protein theory) 筛管分子的内腔有一种由微纤丝相连的网状结构。微纤丝一端固定,一端游离于筛管细胞质内,微纤丝似鞭毛一样颤动。活的筛管分子内有两种运动:脉膊状流动,集体流动。微纤丝之所以运动因为它是由韧皮蛋白(P-蛋白)收缩丝所组成的。2、细胞质泵动学说(cytoplasmic pumping P蛋白(韧皮蛋白): 指存

9、在于筛管中的蛋白质,主要位于筛管的内壁。是被子植物筛管细胞所特有,利用ATP释放的能量进行摆动或蠕动,推动筛管内有机物质的长距离运输。P蛋白(韧皮蛋白): 指存在于筛管中的蛋白质,主要位于P-蛋白功能:当韧皮部组织受到损伤时,处于高膨压状态的筛管分子其细胞质的正常状态就会受到破坏,从而迫使细胞内含物迅速向受伤部位移动,这样P蛋白就会在筛孔周围累积并形成凝胶,堵塞筛孔以维持其他部位筛管的正压力,同时减少韧皮部内运输的同化物的不必要的损失。总的来看,同化物运输的学说很多,但从运输动力来说,可分为两大方面:渗透动力和代谢动力。P-蛋白功能:当韧皮部组织受到损伤时,处于高膨压状态的筛管分第三节 同化产物的分布1 同化产物的配置1)代谢利用(用于形态建成和生长等);2)合成暂时贮藏化合物(如淀粉);3)形成运输化合物(成熟叶片)。第三节 同化产物的分布1 同化产物的配置2 同化产物的分配规律1)优先供应生长中心2) 就近运输、同侧运输;3)受着竞争能力的影响。 2 同化产物的分配规律3 代谢源与代谢库3.1概念及其关系 代谢源:指制造并输送有机物质到其他器官的组织、器官。如成熟的叶片(功能叶)。 代谢库:指植物接纳有机物质用于生长、消耗或贮藏的组织、器官。如发育中的种子、果实等。 源

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