第六章同化物的运输和分配2幻灯片_1

第二篇第二篇 代谢生理代谢生理 第六章第六章 同化物的同化物的 运输和分配运输和分配 (1) 第六章第六章 同化物的运输和分配同化物的运输和分配 第一节 植物体内物质的运输系统 第二节 韧皮部的物质运输 第三节 韧皮部运输的机理 第四节 同化物的配置 第五节 同化物的分配及其控制 小结 第一节 植物体内物质的运输系统 源库的概念是相对的，可变的 ，幼叶是 库，长大时，成了源。 短距离运输 细胞内以及细胞间的运输 ； 长距离运输 器官之间、源库之间的运输 源 代谢源，功能叶、叶或胚乳； 库 代谢库，如根、果实、种子。 一、短距离运输系统一、短距离运输系统 1.胞内运输 细胞内、细胞器间的物质交换。 成壁的物质合成和向细胞壁输送途 径示意图 光呼吸 2.胞间运输 (1)质外体运输 (2)共质体运输 质外体 /共质体的示意图 溶质能够通过质外体（红色）或共质体（蓝色）。细 胞间隙（白色）形成气体运动的途径。因为大多数的 溶质不能通过液泡膜，液泡（灰色）通常就认为不是 共质体的一部分。 某些分子的半径和分子量 4nm和 6nm,代表了胞内连丝的孔径 (3)质外体与共质体间的运输 被动转运被动转运 ； 主动转运主动转运 ； 膜动转运： 以小囊泡方式进 出质膜 内吞作用： 外排作用： 溶酶体或消化泡 等囊泡内的物质； 出胞现象： 出芽胞方式 结构特征：结构特征： 细胞壁向内增生，质膜跟随褶皱，许多折叠片层 。 功能：功能： 增加溶质内外转运的面积；加速物质的分泌或吸收。 转移细胞 （ TC） 韧皮部传递细胞和胚乳传递细胞 1.紫花苜蓿叶片韧皮部传递细胞，与筛分子相邻； 2.玉米胚乳传递细胞 纵断面的扫描电镜照片，示肋状内突贯穿整个细胞 大豆维管组织的解剖概述图 （ A）是用手工切的没有 固定的茎节间纵切面 （ B-J）是半薄切片的显 微照片， 1m 厚。先用过碘 酸 -Schiff反应染色碳水化 合物（红色），接下来用甲 苯胺蓝染色蛋白质（蓝色） 。 都是用戊二醛固定的。 二、长距离运输二、长距离运输 系统系统 维管束维管束 1.组成 1)以导管为中心的木质部。 以筛管为中心的韧皮部。 穿插与包围木质部和韧皮部的细胞 。 维管束鞘。 (一一 )维管束组成与功能维管束组成与功能 (二二 )筛管的结构与功能筛管的结构与功能 1. 筛管分子 韧皮部韧皮部 筛筛 管管 伴伴 胞胞 薄壁细胞薄壁细胞 筛管 筛板 筛孔 图 6-3 成熟筛管分子示意图 (1)筛管分子结构 (2)P-蛋白 (phloem protein) 防止筛管中汁液的流失 。 存在于筛管中的蛋白质 ，主要位于筛管的内壁。 功能： (3)胼胝质 功能： 受到刺 激时，筛管分子就 会迅速合成胼胝质 ， 沉积到筛板的表 面或筛孔中，堵塞 筛孔 。 ETH促进形成 一种 以 1,3- 键结合的葡聚糖 2.伴胞伴胞 (1)伴胞的 形态和结构 浓的细胞质 和大量的线粒 体 。 小叶脉中伴胞类型： 普通伴胞、转移细胞、中 间细胞 (2)伴胞的类型 有叶绿体，有类囊体。 除了与筛管分子之间有大量 胞间连丝外，在其他部位很 少有胞间连丝 。 普通伴胞 叶脉中有三个筛管分子、两个中 间细胞和一个染色较浅的伴胞。 转移细胞和普通伴胞是专门从质外体或细胞壁间隙吸收溶质的特化细胞转移细胞和普通伴胞是专门从质外体或细胞壁间隙吸收溶质的特化细胞 。 转移细胞 豌豆中筛管分子旁有无数壁向内生长特点的转移细胞 最重要 的特征是与 周围细胞， 特别是和鞘 细胞间有大 量的胞间连 丝相联系。 中间细胞 中间细胞的特征是与周围细胞间 (箭头处 )有大量的胞间连丝联系 三种伴胞类型的比较 伴胞类型 特 征 装载途径 普通伴胞 (A) 具有叶绿体，叶绿体中有类囊体。 除了 与筛管分子之间有大量胞间连丝外，在 其他部位很少有胞间连丝 质外体途径装载物 为蔗糖 转移细胞 (B) 细胞壁向内形成许多指状内突， 与筛管 分子间有大量胞间连丝。 在其他部位很 少有胞间连丝。 中间细胞 (C) 与周围细胞，特别是和鞘细胞间有大量 的胞间连丝相联系。 共质体途径装载物 为寡聚糖和蔗糖 3.薄壁细胞 细胞壁较 薄，液泡很大 ，但是通常比 普通薄壁细胞 更长一些。 4.小叶脉 小叶脉中仅有 一或两个筛管，叶 肉细胞中光合作用 生产的同化物主要 在小叶脉被装载进 入筛管，以后逐步 汇入主叶脉向植物 体全身运输。 (三三 ) 物质运输的途径物质运输的途径 环割 是将树干 ( 枝 )上的一圈树皮 ( 韧皮部 )剥去而保留 树干 (木质部 )的一 种处理方法 韧皮部环割试验示意图 1.研究物质运输途径 的方法 (1)环割试验 环割在实践中有多种应用 对苹果、枣树等果树的旺长枝 条进行适度环割，使环割上方枝条 积累糖分，提高 C/N比， 促进花芽 分化，提高座果率，控制徒长 。 在进行花木的 高空压 条繁殖 时，可在欲生根的 枝条上环割，在环割处附 上湿土并用塑料纸包裹， 由于此处理能使养分和生 长素集中在切口上端，故 利于发根。 用 高空压条繁殖 白兰花 改良半叶法测定植物的光合速率 ,防止叶中光合产物的 外运。 化学环割 和 蒸汽环割 蒸汽环割对韧皮部和木质部物质运输的影响 C.热蒸汽处理前，韧皮部物质运输是向下的 D.热蒸汽环割植株节间，使韧皮部细胞烫死。用湿棉团隔热，防止热蒸汽 破坏茎的其他部位 E.环割后，木质部的物质运输不受影响，下面叶片的同化物仍可向下运输 ，而上部叶片中的物质不能向下运输，只能向上运输 (2)同位素示踪法 饲喂根 根部标记 32P、 35S； 饲喂叶 让叶片同 化 14CO2； 注 射 注射 器等 器具。 图 6-6 植物体内运输途径试验的示意图 将韧皮部和木质部剥离后插入蜡纸或胶片等不通透的薄物 制造屏障，以防止两通道间物质的侧向运输。 第六章第六章 同化物的运输和分配同化物的运输和分配 第一节 植物体内物质的运输系统 第二节 韧皮部的物质运输 第三节 韧皮部运输的机理 第四节 同化物的配置 第五节 同化物的分配及其控制 小结 一、韧皮部中运输物质一、韧皮部中运输物质 1.收集韧皮部 汁液方法 (1)吻针法 图 6-7 吻针法收集筛管汁液示意图 A.用蚜虫口器收集筛管汁液的示意图 a. 将蚜虫的吻针连同下唇一起切下 b.切口 溢出筛管汁液 c.用毛细管收集溢泌液 B. 用激光切断飞虱口针的装置。用显微镜观 察与聚焦，当焦点聚在飞虱口针时，开启 激光器，随即口针被烧断 第二节 韧皮部的物质运输 收集韧皮部汁液的蚜虫吻针法 (2)空种皮技术 空种皮技术研究同化物韧皮部卸出 A.空种皮杯示意图。在空种皮杯中放 入 4%琼脂或含有 EGTA溶液的棉球，收 集空种皮中的分泌物； B.同化物在空种皮杯中卸出的途径 。 2.运输物质的形式运输物质的形式 化合物 浓度 (m molL-1) 幼苗 成年株 蔗糖蔗糖 270 259 葡萄糖 1.8 痕量 果糖 0.6 痕量 氨基酸氨基酸 158 113 中性 119 86.5 碱性 32.4 2.7 酸性 5.9 23.8 K+ 25 68.1 Na+ 3 3.9 Mg2+ 4 4 Ca2+ 0.1 3.5 Cl- 6 6.4 BO43- 5 17.8 SO42- 2.5 25.8 NO3- 0.1 3.6 苹果酸 0.5 7 其他有机阴离子 13.2 磷酸糖 3 表 6-1 蓖麻幼苗和成年株韧皮 部汁液主要成分和含量 2009年考研题 植物韧皮部筛管汁液中含量最高 的无机离子是 ( ) A.K+B.Cl-C.Ca2+D.Mg2+ 非还原性糖类：蔗糖是最为普遍的运输糖；蔗糖与数目 不等的半乳糖分子结合而成的糖，如棉子糖、水苏糖、毛蕊 花糖等非还原性糖。甘露醇和山梨醇。 韧皮部运输物的主要形式 二、韧皮部运输的方向和速度二、韧皮部运输的方向和速度 1.测定韧皮部运输速度的方法 (1)放射性同位素示踪技术 同位素是 14C。 (2)利用染料分子作为示踪物 用显微注射技术将染料分子直接注入筛管分子内，追踪染 料分子在筛管中的运输状况。 用激光共焦显微镜研究大豆连体叶片 中筛管分子的运输分配 (A)在主脉的表皮上做两个口，激光共焦 显微镜的物镜置在基部口的上方，在顶部 口中加入可移动的荧光染色。 (B)经局部 应用主要染色膜的荧光染料（红色）和运 输分配荧光染料（绿色）双重染色的韧皮 组织，结晶状 P-蛋白质体（星号注）被绿 色荧光染色。 CC：伴胞， SE：筛管 蚕豆叶片中被双染色的转运的筛管 2.同化物运输的方向和运输量 从源器官向库 器官运输 。 同化物的双向 运输 (上下 )。 (1)运输量的表示方法 运输速率运输速率 单位时间内物质运 动的距离 。 质量运输速率质量运输速率 单位截面积韧 皮部或筛管在单位时间内运输物质 的质量 。 比集转运速率 (SMTR) 韧皮部运输的运输量 第六章第六章 同化物的运输和分配同化物的运输和分配 第一节 植物体内物质的运输系统 第二节 韧皮部的物质运输 第三节 韧皮部运输的机理 第四节 同化物的配置 第五节 同化物的分配及其控制 小结 第三节 韧皮部运输的机理 (1)装载： 同化物从叶肉细胞 进入筛管； (2)运输： 同化物在筛管中长 距离运输； (3)卸出： 同化物从筛管向库 细胞释放。 一、韧皮部装载一、韧皮部装载 (1)同化物生产区 叶肉细胞 (C4植 物还包括维管束鞘细胞 )。 (2)同化物累积区 由小叶脉末端 的韧皮部薄壁细胞组成。 (3)同化物输出区 叶脉中的 SE-CC 。 韧皮部装载 同化物从合成部 位进入筛管的过程。 A.经中间细胞的共质体装载 B.经普通伴胞的质外体装载 光合细胞输出的蔗糖进入质外体，通过位于 SE-CC复合体 质膜上的蔗糖载体逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管。 两种装载途径 质外体途径和共质体途径 1.质外体韧皮部装载 2.共质体韧皮部装载 指光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯 度进入伴胞或中间细胞，最后进入筛管的过程 蔗糖 -质外体 ,甜菜，豆科植物等。 蔗糖、棉子糖、水苏糖等多聚糖 -共质体 ，锦紫苏、西 葫芦和甜瓜等。 装载的途径与所运输糖的形式有关 质外体装载质外体装载 共质体装载共质体装载 3.韧皮部装载的特点 （ 1）逆浓度梯度 甜菜 SE-CC与质外体浓度比为 401 （ 2）具有选择性 外施标记的葡萄糖于植物后，发现大部分标记物是在 蔗糖里，韧皮部装载是有选择性的。 （ 3）装载途径与伴胞类型相关 质 外体装 载 和共 质 体装 载 的比 较 质 外体装 载 共 质 体装 载 小叶脉中伴胞 类 型 普通伴胞、转移 细胞 中间细胞 SE-CC复合体与周 围 薄壁 细 胞 间 胞 间连丝 的数目 无或很少量 多 被装 载 糖的种 类 蔗糖 寡聚糖和蔗糖 小叶脉装 载 示意 图 新压力流学说 同化物在筛管 内运输是由源库两 侧 SE-CC复合体内 渗透作用所形成的 压力梯度所驱动的 。 图 压力流学说示意图 虚线箭头为水流，实线箭头为同化物流 二、韧皮部运输的机制二、韧皮部运输的机制 加入溶质加入溶质 移去溶质移去溶质 源端源端 库端库端 韧韧 木木 压力流学说模型 韧皮部中同化物运输分配的压力流动模式图 木质部和韧皮部中可能的 w 、 p 、 s 数 值都在图中说明。 (1)光合产物装载进入筛管 ，降低了水势，筛管又从邻近的 木质部吸收水分，引起膨压的增 加； (2)库端筛管同化物卸出， 水势提高，流向邻近的木质部， 引起库端筛管内膨压的降低。 (3)在源库间的压力梯度下 ，光合同化物可源源不断地由源 端向库端运输。 2008年考研题 简述韧皮部同化物运输的压力