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4同化物的运输


∴ 适于长距离运输
(三)方向与速度
运输方向:同位素示踪法,由源到库, 向上、向下、双向、向 运输速度:约100cm•h-1
①不同植物各异:30--150cm•h-
②生育期:幼苗>老植株
③白天>夜间
二、同化物的装载与卸出
同化物在源端的装载
1. 装载途径 1. 卸出途径 2. 装载机理 2. 卸出机理
4、同化物和营养元素的再分配与再利用
植物的同化产物,除了构成细胞壁的骨架物质外, 其它成分无论是有机物还是无机物都可以再分配再 利用。 当叶片衰老时,大部分的糖和 N 、 P 、 K 等都要撤 离,重新分配到就近的新生器官,营养器官的内含 物向生殖器官转移。如小麦叶片衰老时,叶内 85 % 的N,90%的P都转移到穗部。
第五章 植物同化物的运输
一、运输的途径、速度和溶质种类 二、装载与卸出 三、韧皮部运输的机制
四、同化物的分布
一、同化物运输途径、速度和溶质种类 (一)运输途径 1、短距离运输:胞间运输,如韧皮部的装载
2、长距离运输:通过韧皮部(环割试验)的筛
和卸出,通过质外体途径和共质体途径运输。
管和伴胞(同位素示踪试验),可同时做双
(四)库强度及其调节
1、库强度:库容量×库活力
2、库强度的调节:
(1)膨压 (2)植物激素:IAA、ABA、CTK (3) 其他:水分、温度、光照、矿质元素......
②蚜虫吻刺法证明筛管汁液的确存在正压力
不足:
很难解释双向运输 物质快速流动所需压力差远大于筛管两端压力差
胞质泵动学说
筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝,形成胞
纵连束,纵跨筛管分子,束内呈环状的蛋白
质丝反复地、有节奏地收缩和张驰,产生蠕
动,把细胞质长距离泵走,糖分随之流动。
可以解释同化物的双向运输问题
筛管中的胞纵连束是否存在?
维管束鞘细胞
3、装载机理
质外体装载:蔗糖-质子共运输
共质体装载:韧皮部装载的聚合物陷阱模型
维管束鞘细胞
居间细胞
筛分子
(二)有机物在库端的卸出 1. 卸出途径:
(1)质外体途径: 卸出到贮藏或生殖器官时大多数是这种 (2)共质体途径: 卸到营养库(幼根和嫩叶) 是这一途径
三、同化物在韧皮部运输的机制
(三)影响同化物分配的3个因素
①供应能力 :源的同化物能否输出以及输出的多 少。当同化物产生较少,本身生长又需要时,基本 不输出;同化物形成超过自身需要时,才能输出。 ②竞争能力:库对同化物的吸引和“征调”的能力。
“拉力”大,竞争能力就强(库强度)。
③运输能力:联系直接、畅通,距离近,库得到的
同化物就多。
(二)同化物运输的溶质种类 研究方法:蚜虫吻刺法
韧皮部汁液的成分
水:主要物质
糖类:有还原糖和非还原糖,其中蔗糖最多
氨基酸和酰胺:Gln、Asn
有机酸:柠檬酸、苹果酸
蛋白质:蛋白激酶
矿质元素:K最多
植物激素:除乙烯外
主要运输形式: 蔗糖
①溶解度很高(0℃时,179g / 100ml水) ②是非还原性糖,很稳定 ③运输速率很高
(二)分配
1、优先供应生长中心 2、就近供应,同侧运输
3、功能叶之间无同化物供应关系
就不同叶龄来说,幼叶产生光合产物较少,不但不 向外运输,而且还需要输入光合产物,供自身生长用。
一旦叶片长成,形成大量光合产物,就向外运输, 此后不再接受外来有机物质。 已成为“源”的叶片之间没有有机物的分配关系, 直到最后衰老死亡。
一)压力流动学说
二)胞质泵动学说
三)P-蛋白的收缩推动学说
压力流动学说
德国植物学家明希(Mü nch),1930年提出
要点:
同化物在筛管中随着溶液流(集流)的流 动而移动,而溶液流的流动是由于两端由渗透 产生的压力差(源端高、库端低)。
压 力 流 动 学 说 图 解
支持依据:
①筛管接近源库两端存在压力差。
同化物在库端的卸出
(一)有机物在源端的装载
1、装载的步骤:
(1)合成蔗糖 (2)蔗糖运到细脉的筛分子附近,2、3 个细胞的距离 (3)蔗糖进入筛分子(装载)
2、装载途径: (1)质外体途径 (2)共质体途径
源叶中韧皮部装载途径
CO2 最小的叶脉 细胞壁
质膜
胞间连丝 CO2
叶肉细胞
伴胞 筛管分子 韧皮部薄壁细胞
P-蛋白的收缩推动学说
筛分子内有微纤丝网络,微纤丝一端固定,一
端游离,上有P-蛋白收缩丝,似鞭毛一样的颤动, 驱动细胞的流动。
胞质泵动学说和收缩蛋白学说是 对压力流动学说的补充与完善: 双向运输;需能的主动过程。
四 、同化物的分布:配置和分配
(一)配置: (1)叶本身需要 (2)合成暂时贮藏化合物 (3)输出
项运输,也可横向运输(很少)
环割试验:
在木本植物的枝条或树干上,用刀环形剥去
一层树皮,深达形成层,从而阻断了割环上下方
有机物的交换,在割环的上方聚集着从叶片运 来
的大量有机物,引树皮组织生长加强,而形成愈
伤组织或瘤状物。
筛管和伴胞:起源和功能上关系密切
起源:来自共同的母细胞。
筛分子无细胞核、液泡、微管、微丝、高尔基体、 核糖体等,有质膜、线粒体、质体、内质网(活细 胞)。有筛板、筛孔、P蛋白、胼胝质。 伴胞有细胞核等结构,有三种类型:通常伴胞、 传递细胞和居间细胞。 功能:筛管和伴胞通过胞间连丝进行水分、营养、信 号分子、大分子?(P155)的运输。
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