第五章植物同化物运输
1.有机物的运输是由韧皮部担任的。
主要的运输组织是韧皮部的筛管和伴胞,由于在他们的起源和功能上关系密切,称为筛分子--伴胞复合体。
2.被子植物是筛管和伴胞。
裸子植物是筛胞。
成熟的被子植物的筛分子没有细胞核,液泡膜,微丝,微管,但是有线粒体,质体和光面内质网。
筛管分子首尾组成筛板,大多数的植物筛分子的内壁上还有韧皮蛋白(简称P--蛋白),功能是当韧皮部的组织受伤时,处于高膨压状态的筛分子其细胞质的正常状态就会收到破坏,迫使细胞内含物迅速的向受伤的位置移动,P--蛋白就会在筛孔的周围形成凝胶,以维持其他筛管的正压力,同时减少同化物的流失。
3.筛分子的质膜和胞壁之间还有胼胝质,是一种葡聚糖,当筛分子受伤,它把筛孔堵住,万杰的胁迫等解除后,就会消失,筛分子恢复运输功能。
4.伴胞和筛分子有共同的母细胞,伴胞有细胞核,细胞质,核糖体,线粒体,能把光合产物和ATP共给筛分子,也可以进行重要代谢功能。
伴胞有3种:(1)通常伴胞,胞间连丝少(2)传递细胞,增强运输功能,胞间连丝长,分支(3)居间细胞,胞间连丝多。
5.伴胞和筛管之间有许多的胞间连丝,普遍存在植物体,是连接两个相邻植物细胞的胞质通道,每个胞间连丝的中央有与两侧细胞内质网相连的连丝微管,连丝微管和质膜之间形成胞质套管,连丝微管和孔的质膜之间有球形蛋白,把胞质套管分为微通道,也是胞间连丝的疏导途径之一。
接受多个源器官的同化物,有机物进入韧皮部,可以向上运输,也可以向下运输,即可以双向运输,但是,正常的状态下,横向运输甚微,只有当纵向运输受到阻碍时,从加强横向运输。
8.同化物的成分是利用蚜虫吻刺法收集韧皮部的汁液,分析结果表明:主要运输的物质是水,其中溶解愈多糖分。
非还原糖:蔗糖,棉子糖,水苏糖和毛蕊花糖,甘露醇,山梨糖醇,其中蔗糖最多。
原因:(1)蔗糖的溶解度高。
(2)是还原性糖,性质稳定。
(3)蔗糖具有较高的能量。
(4)运输的速度快。
其中还有微量的氨基酸,酰胺,蛋白质,植物激素,有机酸和矿物质。
9.运输速率:还单位时间内物质运动的距离,用m/h或者m/s表示。
集流运输速率:是单位截面积筛分子在单位时间里运输的物质的量。
运输速率白天大于晚上。
幼嫩植物大于老的植物。
10.韧皮部的装卸是光合产物从韧皮部周围的叶肉细胞装到筛分子--伴胞复合体的整个过程。
主要经过3个步骤:(1)白天,叶肉细胞光合作用形成的磷酸丙糖,从叶绿体运送到细胞基质转变成蔗糖,晚上淀粉也离开叶绿体变成蔗糖(2)叶肉细胞把蔗糖运送到筛分子附近(3)糖分运入筛分子和伴胞。
糖分和其他溶质从源运走的过程称为输出。
同化物在细胞间的运输叫做短距离运输,在围观系统从源到库的运输叫做长距离运输。
11.韧皮部装载存在两条途径:质外体途径和共质体途径。
质外体途径是指糖从某点进入质外体到达韧皮部,共质体途径是指糖从共质体经细胞连丝到达韧皮部的过程。
12.质外体途径是水分和溶质的运输只经过细胞壁而不经过任何膜的途径。
,它是开放的连续的自由的空间,速度很快,同化物在质外体的运输时被动过程。
13.质外体--伴胞细胞壁--筛分子。
进入复合体的过程:质外体的氢离子浓度比共质体高,形成质子梯度,作为推动力,蔗糖和质子沿着这个质子梯度经运输过蔗糖--质子同向运输器,一起进入筛分子--复合器。
特点:(1)逆浓度梯度(2)需要能量过程和氢离子运输相伴(3)具有选择性。
其中:没有外周的保护,其中的物质容易流失到体外。
液流阻力小,物质在其中运输快。
运输速率受到外力的影响。
14.共质体的装载:是胞间连丝把木质部和韧皮部的汁液从一个细胞到另一个细胞的途径,它通过胞间连丝的途径进入复合体,共质体是一个连续的整体,因此是共质体途径的胞间连丝密度比质外体的大。
它可以传递有机物和无机物和刺激。
共质体:胞间连丝--伴胞--筛分子。
同化物在韧皮部装载有时走质外体途径,有时走共质体途径,交替进行,互相进行,相辅相成。
15.不同位置的筛分子成分不同,所以这表明:不同糖分的运输时有选择性的,
16.韧皮部卸出:是指装载在韧皮部的同化物输出到库的接受细胞的过程。
韧皮部卸出首先是蔗糖分子从筛分子卸出,然后以短距离的运输途径到接收细胞,最后在接受细胞中储藏。
卸出的原则就是:阻止卸出的糖被重新运输。
17.同化物被卸出的途径有2条:共质体途径和质外体途径。
18.共质体途径是指同化物通过胞间连丝沿浓度梯度从筛分子--伴胞复合体释放到库细胞。
正在发育的嫩叶和幼芽是通过共质体条途径卸出的,其卸出方式是扩散和集流的方式进行。
19.质外体卸出是筛分子--伴胞复合体与库细胞之间在某位置不存在胞间连丝,同化物从筛分子--伴胞复合体通过扩散被动地或者在运输器的帮助下,主动的送至质外体,在到库细胞。
20.质外体卸出有2条途径;(1)在甘蔗,甜菜的储藏细胞,他们与库细胞之间没
有胞间连丝,当蔗糖送到质外体后,就被水解成葡萄糖,果糖。
被库细胞吸收后,再结合成蔗糖,存在液泡内。
(2)在大豆,玉米等种子中,母体组织与胚性细胞之间没有胞间连丝,蔗糖通过质外体,直接进入库细胞。
21.研究表明:大豆韧皮部对缺少氧气,低温的条件敏感,这说明蔗糖进入质外体是主动,依靠载体,可是大豆卸出到发育成胚的过程,对缺少氧气,低温不敏感,所以卸出是被动的。
22.韧皮部的运输机理,压力流学说,是德国科学家Munch提出的:源细胞浆蔗糖装载进入筛分子--伴胞复合体,降低了源端筛分子水势,而筛分子又从临近的木质部吸收水分,由此产生高的膨压,与此同时,库的筛管内的蔗糖不断卸出,进入库细胞,库的筛管水势升高,水分也流到木质部,于是降低了库端筛管的膨压,源端和库缎就存在了膨压差,它就是推动筛管内同化物的集流,穿过筛孔沿着筛分子,有源端到库端的运输。
流动是因为两段压力差。
23.同化物的分布:配置:是源叶中新形成的同化物转化贮藏利用和运输的使用情况。
配置有3个方向:代谢利用,合成暂时贮藏化合物,从叶使出到植物其他部分。
分配:是指新形成的同化物在各种库之间的分布。
但不是平均分配,而使有所倚重。
分配原则:(1)优先供应生长中心(2)就近供应,同侧运输(3)同化物和营养元素的再分配与再利用。
24.库强度其调节:在同一植物中,很多部分都需要有机物,但是同化物究竟分配到哪里,多少,就决定于各部分的竞争能力大小即使各种库强度的差异。
库强度等于库容量和库活力的乘积。
库容量是库的总质量,库活力是单位时间干重吸收同化物的速率。
库强度的调节主要是膨压和植物激素两个因素。