植物体类内同化物的运输与分配

1、关于植物体类内同化物的运输与分配现在学习的是第一页，共53页6-1 有机物运输的途径、形式有机物运输的途径、形式 和速度和速度6-2 有机物运输的机理有机物运输的机理6-3 有机物的分配与调控有机物的分配与调控现在学习的是第二页，共53页现在学习的是第三页，共53页指细胞内、细胞器间的物质交换。有指细胞内、细胞器间的物质交换。有分子扩散、微丝推动原生质的环流、细胞器膜内外的物分子扩散、微丝推动原生质的环流、细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。现在学习的是第四页，共53页如光呼吸途径中，磷酸乙醇酸、甘氨酸、丝氨酸、甘油酸分别进如

2、光呼吸途径中，磷酸乙醇酸、甘氨酸、丝氨酸、甘油酸分别进出叶绿体、过氧化体、线粒体。出叶绿体、过氧化体、线粒体。现在学习的是第五页，共53页在内质网和高尔基体内合成的成壁物质由高尔基体分在内质网和高尔基体内合成的成壁物质由高尔基体分泌小泡运输至质膜，然后小泡内含物再释放至细胞壁中等泌小泡运输至质膜，然后小泡内含物再释放至细胞壁中等过程均属胞内物质运输。过程均属胞内物质运输。现在学习的是第六页，共53页 现在学习的是第七页，共53页现在学习的是第八页，共53页现在学习的是第九页，共53页l 质外体运输质外体运输 l质外体中液流的阻力小，物质质外体中液流的阻力小，物质在其中的运输快。在其中的运输快。

3、 l质外体没有外围的保护，其质外体没有外围的保护，其中的物质容易流失到体外。中的物质容易流失到体外。 1)1)另外运输速率也易受外力的影另外运输速率也易受外力的影响。响。细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体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间的运输共质体中原生质的粘度大，运输的阻力大。共质体中原生质的粘度大，运输的阻力大。 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。共质体运输受胞间连丝状态控制。v 共质体运输共质体运输现在学习的是第十页，共53页v 质外体与共质体间的运输质外体与共质

4、体间的运输-交交替运输替运输 即为物质进出质膜的运输即为物质进出质膜的运输。物质进出质膜的方式有三种：。物质进出质膜的方式有三种： (1)(1)顺浓度梯度的被动转运顺浓度梯度的被动转运，包括自由扩散和通过通道或载体的协助扩散包括自由扩散和通过通道或载体的协助扩散； (2)(2)逆浓度梯度的主动转运逆浓度梯度的主动转运，包括一种物质伴随另一种物质而进出质包括一种物质伴随另一种物质而进出质膜的伴随运输；膜的伴随运输； (3)(3)以小囊泡方式进出质膜的膜动转运以小囊泡方式进出质膜的膜动转运，包括内吞、外排和出胞等。包括内吞、外排和出胞等。 图图 溶质穿过膜的被动转运与主动转运溶质穿过膜的被动转运与

5、主动转运现在学习的是第十一页，共53页膜动转运示意图膜动转运示意图 内吞作用：内吞作用：细胞外的物细胞外的物质通过吞噬质通过吞噬( (指内吞固体指内吞固体) )或胞饮或胞饮( (指内吞液体指内吞液体) )作作用进入细胞质的过程；用进入细胞质的过程；外排作用：外排作用：将溶酶体或将溶酶体或消化泡等囊泡内的物质消化泡等囊泡内的物质释放到细胞外的过程；释放到细胞外的过程；出胞现象：出胞现象：通过出芽胞通过出芽胞方式将胞内物质向外分泌方式将胞内物质向外分泌的过程。的过程。现在学习的是第十二页，共53页植物体内物质的运输常不局限于某一途径。如共质体内的物质可有选植物体内物质的运输常不局限于某一途径。如共

6、质体内的物质可有选择地穿过质膜而进入质外体运输；在质外体内的物质在适当的场所也可择地穿过质膜而进入质外体运输；在质外体内的物质在适当的场所也可通过质膜重新进入共质体运输。这种物质在共质体与质外体之间交替进通过质膜重新进入共质体运输。这种物质在共质体与质外体之间交替进行的运输称共质体行的运输称共质体- -质外体交替运输。质外体交替运输。 图图6-3 6-3 胞间运输途径示意图胞间运输途径示意图 实线箭头表示共质体途径，虚线箭头为质外体途径。实线箭头表示共质体途径，虚线箭头为质外体途径。A-A-为蒸腾流，为蒸腾流，B-B-为同化为同化物在共质体物在共质体- -质外体交替运输，质外体交替运输， C

7、C为共质体运输。为共质体运输。 现在学习的是第十三页，共53页2. 长距离运输长距离运输指指存在于筛管中的蛋白质存在于筛管中的蛋白质，主要位于筛管的内壁。主要位于筛管的内壁。现在学习的是第十四页，共53页P-P-蛋白蛋白l功能：功能：当韧皮部组织受到当韧皮部组织受到损伤时，处于高膨压状态损伤时，处于高膨压状态的筛管分子其细胞质的正的筛管分子其细胞质的正常状态就会受到破坏，从常状态就会受到破坏，从而迫使细胞内含物迅速向而迫使细胞内含物迅速向受伤部位移动，这样受伤部位移动，这样P P蛋白蛋白就会在筛孔周围累积并形成就会在筛孔周围累积并形成凝胶，堵塞筛孔以维持其他凝胶，堵塞筛孔以维持其他部位筛管的正

8、压力，同时减部位筛管的正压力，同时减少韧皮部内运输的同化物的少韧皮部内运输的同化物的不必要的损失。不必要的损失。现在学习的是第十五页，共53页胼胝质胼胝质(callose)(callose)功能：功能：但当植物受到外界刺激但当植物受到外界刺激（如机械损伤、高温等）时（如机械损伤、高温等）时，筛管分子内就会迅速合成，筛管分子内就会迅速合成胼胝质，并沉积到筛板的表胼胝质，并沉积到筛板的表面或筛孔内，堵塞筛孔，以面或筛孔内，堵塞筛孔，以维持其他部位筛管正常的物维持其他部位筛管正常的物质运输。质运输。 一旦外界刺激解除，沉积到筛板一旦外界刺激解除，沉积到筛板表面或筛孔内的胼胝质则会迅表面或筛孔内的胼胝

9、质则会迅速消失，使筛管恢复运输功能速消失，使筛管恢复运输功能。 是一种是一种以以1,3-1,3-键结合的葡聚糖键结合的葡聚糖。正常条件下，只有少量的胼胝质。正常条件下，只有少量的胼胝质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。沉积在筛板的表面或筛孔的四周。现在学习的是第十六页，共53页图6-2 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 现在学习的是第十七页，共53页图图6-3 筛管、筛管、伴胞及筛板图伴胞及筛板图解解 A. 横切面横切面 B. 纵切面纵切面1. 筛管筛管 2. 筛板筛板 3. 筛孔筛孔 4. 伴胞伴胞现在学习的是第十八页，共53页现在学习的是第十九页，共53页筛管是有机物

10、运输的主要通道筛管是有机物运输的主要通道l由于筛管分子由于筛管分子(sieve element,SE)(sieve element,SE)间有筛板，而筛板的筛间有筛板，而筛板的筛孔口径小，且常含有胼胝质，再加之筛管中的糖液浓度又孔口径小，且常含有胼胝质，再加之筛管中的糖液浓度又较大，因此筛管流阻力较大，同化物在其中的流速较慢。较大，因此筛管流阻力较大，同化物在其中的流速较慢。 l筛管通常与伴胞配对，组成筛管分子筛管通常与伴胞配对，组成筛管分子- -伴胞复合体伴胞复合体(sieve (sieve elementelementcompanion cell,companion cell,SE-CCS

11、E-CC) )。在源端或库端筛管周围。在源端或库端筛管周围不仅有伴胞，而且增加了许多薄壁细胞。不仅有伴胞，而且增加了许多薄壁细胞。 l茎中的伴胞比筛管分子小，而在源端或库端的伴胞或茎中的伴胞比筛管分子小，而在源端或库端的伴胞或薄壁细胞的体积通常比筛管分子大，而且这些伴胞或薄壁细胞的体积通常比筛管分子大，而且这些伴胞或薄壁细胞的细胞质浓，线粒体密度大，呼吸旺盛，代薄壁细胞的细胞质浓，线粒体密度大，呼吸旺盛，代谢活跃，在功能上还与茎中的伴胞不相同，它们在对谢活跃，在功能上还与茎中的伴胞不相同，它们在对筛管吸收与分泌同化物，以及推动筛管物质运输等方筛管吸收与分泌同化物，以及推动筛管物质运输等方面起着

12、重要的作用。面起着重要的作用。 现在学习的是第二十页，共53页现在学习的是第二十一页，共53页蚜虫吻刺法蚜虫吻刺法 现在学习的是第二十二页，共53页现在学习的是第二十三页，共53页表表6-1 烟草和羽扇豆的筛管汁液成分含量烟草和羽扇豆的筛管汁液成分含量 烟烟 草草mmol L-1羽扇豆羽扇豆mmol L-1蔗糖蔗糖460.0490.0氨基酸氨基酸83.0115.0钾钾94.047.0钠钠5.04.4磷磷14.0镁镁4.35.8钙钙2.10.16铁铁0.170.13锌锌0.240.08PH7.98.0现在学习的是第二十四页，共53页113 g cm-2 h-1 现在学习的是第二十五页，共53页比

13、集转运速率比集转运速率(specific mass transfer rate, SMTR) (specific mass transfer rate, SMTR) 单位单位时间单位韧皮部或筛管横切面积上所运转的干物质的量。时间单位韧皮部或筛管横切面积上所运转的干物质的量。 SMTRSMTR(gcm(gcmhh)= )= 运转的干物质量运转的干物质量/ /韧皮部韧皮部( (筛管筛管) )横切横切面积面积时间时间 或或 SMTRSMTR(gcm(gcmhh)=)=运输速度运输速度运转物浓度运转物浓度 其中运输速度以其中运输速度以cmhcmh-1-1、运转物浓度以、运转物浓度以gcmgcm-3-3

14、表示。表示。 如马铃薯块茎与植株地上部由韧皮部横切面为如马铃薯块茎与植株地上部由韧皮部横切面为0.004cm0.004cm2 2的的地下蔓相连，块茎在地下蔓相连，块茎在50d50d内增重内增重230g230g，块茎含水量为，块茎含水量为75%75%，则此，则此株马铃薯同化物运输的比集转运速率为：株马铃薯同化物运输的比集转运速率为： SMTRSMTR=230=230(1-75%)/(0.004(1-75%)/(0.004242450)12(gcm50)12(gcmhh多数植物韧皮部的多数植物韧皮部的SMTRSMTR为为1 113 gcm13 gcmhh，最高可达，最高可达200 gcm200 g

15、cmhh。筛管分子横切面一般占整个韧皮部横。筛管分子横切面一般占整个韧皮部横切面的切面的20%20%，上述筛管的，上述筛管的SMTRSMTR为为60gcm60gcmhh。 现在学习的是第二十六页，共53页正常状态下的正常状态下的物质流物质流蒸汽环割处理蒸汽环割处理处理后的物处理后的物质流质流现在学习的是第二十七页，共53页 同化物的运输方向决定于源和库的相对位置。韧皮部同化物的运输方向决定于源和库的相对位置。韧皮部内同化物运输的方向是从源器官向库器官运输。内同化物运输的方向是从源器官向库器官运输。 一个库器官也可能接纳多个源器官供应的同化物，而一个库器官也可能接纳多个源器官供应的同化物，而且这

16、些源库常分布于植株的不同位置。因此，同化物且这些源库常分布于植株的不同位置。因此，同化物既可能向顶也可能向基运输，这种韧皮部同化物的双既可能向顶也可能向基运输，这种韧皮部同化物的双向运输已被许多实验证实。向运输已被许多实验证实。 然而对某一个筛管来说，通常认为同化物在其中的运输然而对某一个筛管来说，通常认为同化物在其中的运输是单向的，而不是双向的。同化物运输的速度一般为是单向的，而不是双向的。同化物运输的速度一般为0.20.22mh2mh。 不同植物或不同生长势的植物个体，其同化物的运输速不同植物或不同生长势的植物个体，其同化物的运输速度不一样，生长势大的个体运输速度快。度不一样，生长势大的个

17、体运输速度快。现在学习的是第二十八页，共53页现在学习的是第二十九页，共53页现在学习的是第三十页，共53页源叶中韧皮部装载途径源叶中韧皮部装载途径现在学习的是第三十一页，共53页逆浓度梯度进行逆浓度梯度进行需能过程需能过程, 和和 H+ 运输相伴随运输相伴随具有选择性具有选择性 现在学习的是第三十二页，共53页现在学习的是第三十三页，共53页两条途径两条途径现在学习的是第三十四页，共53页现在学习的是第三十五页，共53页现在学习的是第三十六页，共53页德国植物学家明希德国植物学家明希(Mnch)，1930年提出年提出 同化物在同化物在SECC复合体内随着液流的流动复合体内随着液流的流动而移动，而液流的流动是由于源库两端的压而移动，而液流的流动是由于源库两端的压力势差而引起的。力势差而引起的。现在学习的是第三十七页，共53页现在学习的是第三十八页，共53页现在学习的是第三十九页，共53页现在学习的是第四十页，共53页现在学习的是第四十一页，共53页二. 有机物分配的规律 2. 优先供应生长中心优先供应生长中心 3. 就近供应，同侧运输就近供应，同侧运输 4. 功能叶之间无同化物供应关系功能叶之间无同化物供应