第十三讲：有机物质的同化与转运.ppt

1、第十三次：植物体内同化物的输送和分配，13-1有机物输送的途径，形式和速度13-2有机物输送的反应历程13-3有机物输送的分配和控制，13-1有机物输送的途径，形式和速度，1 .有机物输送的途径1 .短程输送2 .长距离输送2分子扩散，微丝状体引起的原生质体环流，细胞膜内外的物质交换，小细胞的形成和小细胞内含物的细胞球内、细胞器间的物质交换，主要方式为：原生质体环流细胞器膜内外的物质交换，一.有机物输送路径如光呼吸路径，磷酸甘油胆酸类、丝氨酸、甘油酸分别进出叶子、过氧化体、腺粒体。 内质网和高尔基体内合成的造壁物质从高尔基体膜分泌细胞的小泡输送到质膜，然后在小泡内含物释放到细胞贴壁等过程中属于

2、细胞球内物质输送。 (2)细胞球间运输、原生质体运输共质体与体质间的交互运输、转移细胞球： (又称反波特酒细胞球)，在共质体与体质的交互运输过程中，需要特殊的薄壁细胞球向物质运输转移的作用，该细胞球称为转移细胞。 概念、转移细胞球、皮部、木质部、细胞贴壁向内突出，质外体输送质外体中液流的阻力小，物质在其中的输送快。 质外体没有周边的保护，其中的物质容易流出体外。 另外输送速度也容易受到外力的影响。 细胞球间的短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体之间的输送，共质体中的原生质体的黏性系数大，并且输送的阻力大。 共生体中的物质有质膜保护，不易流出体外。 共质体的输送由胞间连丝状态控制。 共体运输

3、，质外体和共体之间的运输交替运输，即物质向质膜出出进进运输。 物质向质膜出出进进的方式有： (1)有沿着浓度梯度的被动输送，包括自由扩散和通过通道或载流子的合作扩散；(2)某物质伴随其他物质向质膜出出进进伴随输送的反浓度梯度的主动运输；(3)以小囊泡方式向质膜出出进进膜动态输送。 包括内吞、外排、出泡等。 图溶质透过膜的被动运输和主动运输，膜动态运输的示意图内吞作用：细胞球外的物质通过吞(指内吞固体)或细胞球吞(指内吞液体)作用进入细胞质的过程外排作用：将溶酶体或消化泡等小泡内物质向细胞球外释放的过程出泡现象：通过出芽泡方式将细胞球内物质分泌细胞在外面的过程。 植物体内物质的输送往往不限于某种

4、途径。 如果共质体内的物质能够选择性地通过质膜进入质外体进行运输的话，质外体内的物质在适当的地方也能够通过质膜再次进入共质体进行运输。 该物质在共质体和质外体之间交替进行的输送称为共质体外体交替输送。 细胞球间输送路径示意图的实线箭头表示共质体路径，折断线箭头是质外体路径。 A-蒸腾流、B-同化物以共质体质外体交替输送，c为共质体输送。 2、长距离运输、微管分子伴细胞球(SECC )复合物、p蛋白(麻纤维蛋白) :是指存在于微管中的蛋白，主要位于微管内壁。 被子植物的微管细胞球特有，利用ATP释放的能量进行摆动和蠕动，推进微管内有机物质的长距离输送。 脑南朝梁、概念、p蛋白、功能：当韧皮部组织

5、受损时，处于高膨胀状态的微管分子可破坏细胞质正常状态，使细胞球内含物快速运动到损伤部位。 由此，p蛋白在筛子孔的周围积蓄形成凝胶，堵塞筛子孔维持其他部位的微管的正压的话使云同步减少韧度脑南朝梁(callose )，功能：但当植物受到外部刺激(如机械损伤、高温等)时，在微管分子内迅速合成脑南朝梁，堆积于筛板表面或筛孔内，堵塞筛孔，维持其他部位微管的正常转运。 一旦外部刺激被解除，在筛板表面和筛子孔内堆积的脑南朝梁质急速消失，微管的运行功能恢复。 用1，3键结合的右旋糖酐。 在正常条件下，筛板的表面和筛孔的周围仅堆积了少许脑南朝梁质。 树枝的环切a .开始环切的干b .经过有会儿的干、筛管、伴胞及

6、筛板图解a .横截面b .纵截面1 .筛管2 .筛板3 .筛孔4 .伴胞，a、b、4、1、3、2、3、4筛管通常与伴胞成对，筛管分子伴胞复合体(sieve elemement 在源端和库端的筛子管的周围，不仅是伴细胞球，许多的薄壁细胞球也增加。 茎中的伴胞小于微管分子，源端、库端的伴胞和薄壁细胞球的体积通常大于微管分子，并且这些个的伴胞和薄壁细胞球的细胞质深、腺粒体密度大、呼吸旺盛、代谢活跃，在功能上与茎中的伴胞不同，可使微管吸收和分泌细胞同化物，从而促进微管物质的输送等方面起重要作用二、有机物输送的形式、溶解度高(0时为水179g/100ml )。 用非还原性糖稳定。 运输速度很高。 具有很

7、高的能量。 主要的运输形式是：蔗糖吗？ (1)蔗糖有1)90%的优势：适于长距离运输的阿布拉金狮子刺法同位素示踪剂法，阿布拉金狮子刺法，棉糖，水苏糖，毛泽东花糖，注音字醇，甘露醇等。 一种比较收集运输量(比较收集)，其特征在于，微量氨基酸、酰胺、植物荷尔蒙、有机酸矿物质元素体(k最多)、韧皮部汁液、烟草和羽扇豆的微管汁液成分的含量、返回、三.有机物输送的方向和速度、输送方向3360从源到库、向上双向横向、输送速度3360约为100 cmh-1 (比较收集) (SMTR )、SMTR=单位时间内移动的物质量/韧皮部横截面积、113 g cm-2 h-1、比集输送速度(specific mass

8、transfer rate ) smtr (gcmh )=运转的物质量/麻纤维部(丝网管)横截面积时间或smtr (gmtr )=运转的物质量/麻纤维部(丝网管)横截面积时间如果马铃薯块茎和植株地上部用韧皮部横截面为0.004cm2的地下蔓连接，块茎在50d内增加230g，块茎的含水量为75%，该株马铃薯同化物输送的比集输送速度为smtr=230(1-75%)/(0.0000 )的筛管分子横截面一般为麻、工作团队减阻、正常状态下的物质流、工作团队减阻处理、处理后的物质流、同化物的输送方向由源和库的相对位置决定。 皮部内同化物的输送方向是从源器官向库器官的输送。 也可以在一个库器官中接受多个源器

9、官提供的同化物，这些源库通常分布在植物的不同位置。 因此，同化物可能被输送到顶部和化学基，这种韧皮部同化物的双向输送已被许多实验证实。 但是，在某些屏管中，同化物的运输多被认为是单向式而不是双向的。 同化物的输送速度通常为0.22mh。 植物和生长势不同的植物个体同化物的输送速度不同，生长势大的个体输送速度快。13-2有机物输送的反应历程，1 .有机物在源侧的装载1 .装载途径2 .装载原理2 .有机物在库端的排出1 .排出途径2 .排出反应历程3 .有机物在麻纤维部的输送的反应历程，1 .有机物在源侧的装载1 .装载途径叶肉细胞质外体伴胞微管分子(共质体外体共质体路径)，合成部位有机物， 细

10、胞球间运输、微管、源叶中韧皮部装载路径、叶肉细胞、质膜、细胞球间联系、微管分子、伴细胞球、韧皮部薄壁细胞球、维管束鞘细胞球等反向浓度梯度进行需求过程，随h运输有选择性，特点：装载糖h协同运输模型，图6-6蔗糖在韧皮部上装载示意图糖h协同运输模型， 筛管内h低PH8.5，筛管外h高ph5. 5，2 .有机物从库端排出1 .排出路径取出到储藏器官或生殖器时(不存在细胞球间连线)的共体路径，通过细胞球间连线接受细胞球，营养库(根和嫩叶)，图6-7蔗糖可取出到库组织的路径、两种观点三、有机物在亚麻纤维部输送的反应历程、德意志植物学家明希(Mnch )、1930年提出的同化物在SECC复合体内随液流活动

11、，液流活动是由源面包车两端的压力势差引起的。 要点：概念，压力流动学说，加入溶质，去除溶质，源端，库端，韧，木，筛管在源库两端附近有压力势差。 刺阿布拉虫的吻合法证明了筛管汁液有正压力，支持据：说明，不足：运输所需的压力势差远大于筛管的实际压力差，很难说明双向运输是实际消耗代谢能的有源过程。 1 .代谢源和代谢库及相互关系2 .有机物分配的规则3 .光合产物分配和产量的关系1 .同化物分配和产量的关系4 .有机物输送和分配的控制1 .代谢调节2 .激素调节3 .环境要素对有机物输送的影响1 .代谢源和代谢库及相互关系(生长叶)2.代谢汇(metabolic sink ) (幼叶、根、茎、花、果

12、实、种子等)、概念，3 .相互关系：库存依赖于源的作用库存控制源的制造和输出，2 .有机物的分配规则，2 .优先供应增长中心3 .附近供应，同一侧输送4 .功能叶之间没有同化物的供应关系5 .同化物和营养素的再分配和再利用及其叶片的同化物接收组织、器官(器官)1.以源库为单位的分配、概念、3 .光合产物的分配与产量的关系、1 .影响同化物分配的3个要素、供给能力源的同化物能否输出及输出。 “推力”竞争力库是同化物的吸引和“征集”的能力。 “拉力”运输能力的联系直接顺畅，距离近的话，从库得到的同化物变多。 2、同化物的分配和产量的关系，经济系数=经济生产量生物产量量，(1)源限制型源小库大，产量限制因子：源的供给能力，结果率低，空置率高。 (2)库限型库小源大，产量限制因素：库接收能力高，结实率高而充实，但粒数少，产量不高。 (3)源库相互作用型的产量由源库协同调节，可塑性大。 栽培措施适当的话，容易获得高产量。4 .控制有机物输送和分配，1 .调节代谢，(1)细胞球内蔗糖浓度阈值，非输送状态阈值，可输送状态K/Na比低，有利于淀粉蔗糖，提高输出率。 (2)以能量代谢为直接动力，通过提高膜的渗透性发挥作用。 2、激素调节、乙烯以外的内因性荷尔蒙激素(主要是IAA、GA、CTK )具有促进有机物的运输和分配的效果； 3、环境要素对有机物输送的影响，