第五章植物体内有机物运输ppt课件.ppt

第五章 植物体内同化物的运输,有机物的运输不仅包括器官之间的运输，还包括细胞内和细胞间的运输。,第一节 同化物运输的途径,注： 胞内运输：主要方式有扩散、原生质环流、细胞器膜内外的物质交换。,细胞内与细胞间的运输，距离仅几个微米，主要靠物质本身的扩散，原生质主动的吸收与分泌来完成 短距离运输可分为共质体运输、质外体运输及其交替运输。,短距离运输,发生在器官间的运输，其距离为几厘米以上，主要通过特化的组织维管系统（韧皮部）来实现。被子植物的韧皮部是由筛管、伴胞与韧皮薄壁细胞组成。主要输导组织是韧皮部的筛管和伴胞。 有机物主要通过韧皮部运输，无机物主要通过木质部运输。,长距离运输,证明有机物运输途径是韧皮部的方法：环割法、同位素示踪法。,伴胞有以下3种： 1.通常伴胞：含叶绿体，胞间连丝较少。 2.传递细胞（transfer cell）：其胞壁向内生长（突出），增加质膜表面积；胞间连丝长且具有分支，有利于物质运送到筛分子，分布于中脉周围。3.居间细胞（intermediary cell）：有许多胞间连丝，与邻近细胞（特别是维管束）联系，它能合成棉子糖和水苏糖等。,3种不同类型伴胞通常伴胞、传递细胞和居间细胞,绝大多数有机物在韧皮部的运输是非极性的，总是从大量合成处向活跃生长部位或大量积累部位运输 。运输具有方向性。1. 定向纵向运输：有机物总是从制造部位向消耗或贮藏养料部位定向运输，可同时做双向运输。2. 横向运输：有机物在韧皮部可同时做横向运输。（正常状态下，只有当纵向运输受阻时，横向运输才加强。）。,有机物质的运输方向,有机物运输的度量1. 运输速度: 30-150cm.h-1。2. 集流运输速率（简称SMT或比集运转速率SMTR ） SMTR =干物质量/韧皮部（筛管）横截面积时间 = V C,二、有机物运输的速率和形式,图6-1用蚜虫吻刺法吸取筛管汁液,收集韧皮部汁液的方法,蚜虫吻刺法,同位示踪法,运输的形式,用蚜虫吻针法收集筛管汁液 A.将蚜虫的吻刺连同下唇一起切下； B.切口溢出筛管汁液； C.用毛细管汲取汁液,第二节、有机物质在源端的装载,源（source）：即代谢源，指产生或提供同化物的器官或组织，如功能叶、萌发的种子的子叶或胚乳。库（sink）：代谢库，指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。,库,1.韧皮部装载 是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子-伴胞复合体的过程。2.装载过程 磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转变成蔗糖 叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近 蔗糖进入筛管中。3.特点具有选择性和逆浓度梯度积累的现象,图5-5 源叶同化物的韧皮部装载途径A表示共质体途径，B表示质外体途径,质外体途径装载,质外体途径中的蔗糖装载：通过蔗糖-质子同向转运也称共转运。,共质体途径装载,共质体途径中的装载：有机物通过共质体的内质网和胞间连丝的连续通道进入筛管-伴胞复合体。(不同糖分运输有选择性并逆浓度梯度） 多聚体-陷阱模型,多聚体-陷阱模型,质外体装载和共质体装载比较,装载过程是主动的过程，受载体调节。依据：1.对被装载物质有选择性；2.需要能量供应（ATP）；3.具有饱和效应。,第三节 韧皮部卸出,概念: 指装载在韧皮部的同化产物输出到库的接受细胞的过程。过程： 蔗糖等运输糖被输送出筛管分子； 糖被运出筛管分子后，经过一个短距离 运输被运输到库细胞； 糖被库细胞存储或代谢,途径：共质体途径：通过胞间连丝到达接受细胞，在细胞溶质或液泡中进行代谢，如卸到营养库（根和嫩叶）质外体途径：如卸出到贮藏器官或生殖器官,机理：主动过程：通过质外体途径的蔗糖，通过运输载体运转被动过程：通过共质体途径的蔗糖，借助筛管分子与库细胞的糖浓度差将同化物卸出,第四节 韧皮部运输的机理1. 压力流动学说 1930年Mnch提出的压力流动假说是迄今有关韧皮部物质运输的最成功的假说。,1）要点：同化物在SECC复合体内随着液流的流动而移动； 液流的流动是由于源库两端的膨压差而引起的。筛管中汁液的运动本身并不需要能量，但是在源库端进行的装载和卸出则是消耗能量的。能量主要用于建立和维持源库两端的压力差。,实验证据：改进固定材料方法和制片技术，用电镜观察，可发现筛板的筛孔是开放的。以11CO2或14CO2作脉冲标记的实验表明，在单一筛管分子中，同化物运输是单向的。用昆虫吻刺法可测定到筛管具有正压力，源库间具有压力差。限制ATP的供应，如低温、缺氧、代谢抑制剂等不会终止运输。,2）优缺点：A该学说可以解释被子植物同化物的长距离运输，但对 裸子植物不适用； B这个学说对一个筛管细胞同时进行双向运输的事实不 好解释。,2. 细胞质泵动学说（耗能量） 1）要点：认为筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，它们有节律地蠕动，糖分随之移动。 2）优点：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）缺点：反对者怀疑筛管里是否存在胞纵连束。,3. 收缩蛋白学说（收缩蛋白又叫韧皮蛋白，简称蛋白）1972年提出。 1）要点： 筛管分子与筛孔内具有P-蛋白构成的微纤丝相连而成的网络。P-蛋白具有ATP酶的活性，可分解ATP，并利用ATP分解所释放的能量进行收缩与伸展，从而推动同化物的运输。,1）微纤丝相当于ATP酶活性，可供能，解决了压力流动 学说中的能量问题、中间动力问题； 2）微纤丝的摆动是向各个方向的，解决了筛管中的双 向运输的问题。,优 点：,第五节 同化物的分布一、配置1.代谢源(metabolic source) 制造并输出同化物的组 织、器官或部位 。2. 代谢库(metabolic sink) 能够消耗或贮藏同化物的组织、器官或部位。 源库单位(source-sink unit) 营养上相互依赖，相互制约的源与库，以及二者之间的输导组织所构成的一个系统称为源-库单位。,根据同化物质输入后的命运，库器官可分为使用库（或称为营养库）和贮藏库两种。 分生组织、生长中的叶片和根尖属于使用库。果实、块茎等属于贮藏库。源叶片合成的同化产物有三种命运：1）代谢利用；2）合成暂时贮藏化合物，如淀粉；3）形成运输化合物输出，如蔗糖,蔗糖和淀粉在白天合成的简图,3. 源与库的相互关系 源与库是相互依赖，相互制约的。有源才会有库，源强库才可能大。库对源有依赖作用，库强度直接影响源的活性。,二、有机物的分配规律1. 有机物分配方向： 源 库2. 有机物的分配特点1）按源库单位进行分配2）优先供应生长中心3）就近供应，同侧运输4）功能叶之间无同化物供应关系3. 有机物的再分配和再利用 植物体除了已构成细胞壁的物质外，其它成分都可以再分配再利用，即转移到其它组织或器官去。,三、库强度及其调节,库强度=库容量 库活力,库容量指库的总质量（干重）库活力指单位时间单位干重吸收同化物的速率，包括筛分子的卸出，细胞壁的代谢和从质外体回收同化物及其利用。,1.库强度,2. 库强度的调节1）膨压2)植物激素 除乙烯外，其它内源激素均促进植物体内同化物的运输与分配。例如，CTK施用点形成一个库，诱导同化物向施用点运输 。,一、名词解释多聚糖-陷阱模型二、问答题1、植物叶片中合成的有机物是以什么形式和通过什么途径运输到根部？如何用试验证明植物体内有机物运输的形式和途径？2、目前普遍被公认的有机物运输的机理假说有哪一个？这个假说的要点是什么？,谢 谢 大 家,