植物生理学5PPT课件
四、有机物运输的速率和速度
1.有机物运输的速度 是指单位时间内被运输的物质移动的距离.
常用单位:cm/h,一般为30-150 cm/h (1)不同植物 (表6-2) (2)不同的生育期 (3)不同物质
2.有机物运输的速率
是指单位时间内所运送物质的总质量. 比集转运速率(SMTR)
单位时间内单位韧皮部或筛管横截面积 被运输的干物质量.
韧皮部装载的形式与植物种类、发育阶 段和气候有关。
乔木、灌木或攀缘植物等,它们的韧皮 部装载以共质体方式进行。而豆科、菊 科、十字花科、紫草科、禾本科植物的 韧皮部装载主要以质外体方式进行。
一般而言,韧皮部和周围细胞间有丰富 胞间连丝的植物大多生长在热带和亚热 带地区,而胞间连丝极少的植物大多生 长在温带和气候干旱的区域。当然,也 有中间类型和例外的情况。
(三)共质体途径
共质体装载是指蔗糖从叶肉细胞通过胞间连 丝顺浓度梯度进入韧皮部筛管的过程。
伴胞:中间细胞 运输的糖主要是寡聚糖
有一些植物的光合同化物韧皮部装载是 多途径的,既有质外体途径,也有共质体途 径。例如:西葫芦,它的叶片支脉的伴 胞既有中间细胞,也有普通型的伴胞, 推测前者装载蔗糖是通过共质体途径, 而后者则是通过质外体途径。
(1)普通伴胞 (2)转移细胞 (3)中间细胞
普通伴胞
转移细胞 中间细胞
(二)质外体途径
质外体装载是指叶肉细胞中的蔗糖先运出 到质外体空间,再跨越质膜进入韧皮部 的筛管-伴胞复合体的过程。
伴胞:普通伴胞和转移细胞 蔗糖是主要运输的糖
逆浓度梯度的主动运输,通过蔗糖-H+共运 输体介导
证据:分子生物学的实验结果
用免疫学技术定位H+—ATP酶,发现它存在于伴 胞的质膜(拟南芥)和传递细胞中(蚕豆)。在 传递细胞中,H+—ATP酶主要集中在质膜面向维 管束鞘和韧皮部薄壁细胞的折叠处。
在拟南芥中已经克隆得到一种蔗糖—质子共运输 体SUC2,这个载体在伴胞的定位与H+-ATPase在伴 胞的分布有关.
有时, H+—ATP酶和蔗糖—质子共运输体共同存 在于筛管质膜上。
第五章 植物体内有机出同化物的 部位,如成熟叶片
库(代谢库):利用(消耗)或储藏同 化物的部位,如根、果实、种子
流:光合产物从源到库的运输过程
经济产量不仅与光合强弱有关,还与同 化物分配有关
第一节、植物体内有机物的运输
一、有机物运输的途径 (一).短距离运输——胞内与胞间运输 1、胞内运输:指细胞内、细胞器间的
SMTR(g·cm-2·h-1)=
转移的干物质的量
韧皮部(筛管)的横截面积×时间
﹡△第二节、有机物运输的机理
有机物韧皮部装载 韧皮部筛管中运行 韧皮部卸出
一、韧皮部的装载
韧皮部装载:指光合同化物从源端叶肉细胞运出至 最终进入筛管-伴胞复合体的整个过程
(一)装载区域的结构
源端成熟叶片的小叶脉中伴胞的类型:
物质交换。有分子扩散、原生质环流、 细胞器膜内外物质交换,以及囊泡的形 成与囊泡内含物的释放等
2、胞间运输:包括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交替运输
①质外体运输:扩散作用
②共质体运输:胞间连丝
正常态 开放态
封闭态
③共质体与质外体间的运输:物质进出质膜的 运输
A、顺浓度梯度的被动运输
分析筛管汁液结果
干物质
(10-25%)
碳水化合物(90%以上):蔗糖为主,少 量棉籽糖(C3),水苏糖(C4),毛蕊花糖(C5). 甘露醇,山梨醇 含N有机物:AA, 酰胺,蛋白质,核苷酸 激素,维生素,有机酸 无机离子:阳离子:K+、Ca2+、Mg2+…
阴离子:SO42-、Cl-、HCO3-…
蚜虫吻剌 筛管分子
以质外体途径进行韧皮部装载的植物有 相对更高的生长速率和对环境胁迫更好 的适应能力,而以共质体途径进行韧皮 部装载的植物,生长速率相对较低。
总之,植物中不同装载类型的进化和它 们对环境的适应是将来重要的研究领域。
二、有机物在筛管中 长距离运输的动力
﹡△(一)压力流动学说 1、基本论点: 有机物在筛管当中随着液体的流动而移动,
B、逆浓度梯度的主动运输
C、以小囊泡方式进出质膜
共质体与质外体交替运输:转移细胞
转移细胞的特点
①细胞壁内突生长,形成许多皱折,扩大了 质膜的表面积;
②原生质丰富, ATP酶多,线粒体多,为跨 膜运输提供足够的能量;
③囊泡运动
转移细胞存在于茎叶的维管组织、生殖器官 及特化器官(排水孔、根瘤、蜜腺、盐腺)
﹡2、实验证据:
①筛孔是开放的
②溢泌现象:说明筛管内有 很强的压力
③有机物在不同高度的浓度
烟草韧皮部渗出物浓度从基部到 树冠----升高(渗透势降低)
④计算出维持集流所需的压力差为0.12-0.46MPa. 实际测出的源库间压力差0.41MPa,足以推动筛管 集流的运行.
这种液体流动的动力是由于输导组织两 端的压力势差引起的。压力势差的建立 是源端韧皮部装载和库端韧皮部卸出的 结果。又叫集体流动学说
生产细胞: 成熟叶细胞光合作用 不断产生溶质,维持 低渗透势。
导管(相当于模型中 的D管)上运水分;
筛管(模型中的C管) 下运有机物质。
消耗细胞: 根、果实、分生组织等的 生长、呼吸、贮藏等消耗 溶质,维持高渗透势。
短距离运输:
短 胞内运输 细胞内、细胞器间的物质交换。
距
离
细胞壁、细胞间隙中的物
运
质外体运输 质运输,主要是扩散作用。
输
系 统
胞间运输
共质体运输
物质通过胞间连丝 在细胞间的运输。
进出质膜的运输
转移细胞
(二)长距离运输——输导组织运输
﹡1、研究有机物运输途径的方法
环割法 14C同位素示踪
实验证明有机物的长距离 运输通过韧皮部
2、韧皮部的组成
韧皮部由筛管、伴胞和薄壁 细胞组成。 筛管是有机物运输的主要通 道 筛管-伴胞复合体(SE-CC)
﹡二、有机物运输的方向
纵向运输:向上运输到幼嫩
部位,向下运输到根、地 下储存器官
同时双向运输 少量横向运输
结果见表6-1
三、有机物运输的形式
研究方法:蚜虫吻刺法,同时结合同位素 示踪进行测定