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植物体内有机物的运输与分配


环割、放射性同位素实验说明:
1、植物体内有机物运输的途径是韧皮部; 2、叶子的同化产物既可向上运输到正在生长的顶芽、 幼叶或果实,也可向下运输到根部或地下贮藏器官。
3、有机物在韧皮部中主要行纵向同侧运输; 4、木本植物根部贮藏的糖类或形成的有机氮化物是 由木质部向上运输; 5、根部吸收的水、矿质由木质部上运,叶子吸收的 矿质及老叶中撤退出的矿质离子是经韧皮部运输的。
韧皮部运输的几种糖结构
蔗糖运输的优点:
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。 ④具有较高能量。 适于长距离运输
(二)有机物运输的速度
第一节、植物体内有机物质的运输
植物体内有机物合成的场所 和贮藏或消耗场所在空间存在着 一定的距离,因此二者间必然存 在着一个运输过程。
有机物质运输是决定产量的重 要因素,要使较高的生物产量转化 为较高的经济产量,有机物质的运
输和分配是关键。
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、细胞器间的物质交换。 有分子扩散 原生质环流 细胞器膜内外物质交换, 囊泡的形成与囊泡内含物的释放等
胞 间 运 输
共质体运输
共质体与质外体间交替运输 ——转移细胞
细胞内运输:细胞质——细胞器间的物质运输
细胞的内膜系统:核膜 内质网 高尔基体 溶酶体
分泌小泡 内吞小泡
高尔基体
溶酶体
运输小泡 内质网
质膜
细胞核
质外体与共质体间的运输--交替运输

植物组织内的有机物运输,多数情况下是两条途径交 替进行。 • 例如:当质外体两端的 扩散梯度平衡时,运输 物质将由质外体进入共 质体;在共质体内,由 于胞质环流促进了物质 在细胞间的转移。当运 输两端再度出现渗透梯 度时,溶质透膜进行质 外体运输。
胞间 运输
质外体运输:细胞壁、细胞间隙溶质的扩散
共质体运输:经胞间连丝、内质网的胞间运输
最小的叶脉
细胞壁
质膜 胞间连丝
伴胞
韧皮部薄壁细胞
筛管分子
叶肉细胞
光合产物形成区
维管束鞘细胞
光合产物积累区
光合产物输出区
共质体与质外体间交替运输——转移细胞: 特点: 存在有大量胞间连丝;质膜表面积大;
内质网等细胞器发达;富含ATP酶;
转移细胞
2、长距离运输:输导组织运输
木质部运输;韧皮部运输;
维管束鞘 韧皮部 木质部
二、有机物运输的途径和方向
环 割 实 验
环割实验
SE-CC与植物体内的有机物运输


20世纪以来通过植物手术、化学分析等多种技 术进一步证实有机物是通过韧皮部进行运输的。 其中筛管是有机物运输的主要通道。 在植物体内筛管不是单独存在的,而是与伴胞 配对组合形成筛管-伴胞(sieve elementcompanion cell,SE-CC)复合体共同存在 的。
如光呼吸途径中,磷酸乙醇酸、甘氨酸、丝氨酸、甘油 酸分别进出叶绿体、过氧化体、线粒体。
囊泡的形成与囊泡内含物的释放
2.

胞间运输
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,物理学过程
(2)共质体运输:胞间连丝
正常态(可控态) 开放态 封闭态
三、有机物运输的形式和速度
(一)运输形式
研究方法:筛管汁液分析法、同位素示踪法。
蚜虫吻剌
筛管分子
1、筛管汁液成份很复杂,有碳水化合物、含氮 化合物、有机酸、维生素、激素、无机离子、病毒和 类菌原体等。 2、筛管汁液中碳水化合物占90%以上,且主要是 蔗糖,因此蔗糖是碳水化合物的主要运输形式。有些树 木(苹果、樱桃)是以糖醇(甘露醇、山梨醇)为运输 形式。 3、筛管汁液中含氮化合物的运输形式是氨基酸和 酰胺。
4 3 4 1 筛管、伴胞 及筛板图解
A. 横切面 B. 纵切面
2 3 A B
1. 筛管 2. 筛板 3. 筛孔 4. 伴胞
筛管-伴胞复合体
(1)筛管特点:

筛管的细胞质中含有多种酶,如糖酵解有关的 酶,胼胝质合成酶,还含有P-蛋白(又称韧皮 蛋白)和胼胝质。
P-蛋白是被子植物筛管分子所特有,有管状、 纤丝状和球状,功能不详;
转移细胞
交替运输过程中,一种特化的薄壁细胞起转运过渡作用,有 如下特点: ①该细胞与周围细胞之间存在大量的胞间连丝; ②细胞壁内突生长,扩大了质膜的表面积,有利于运输物质 源端装入、库端卸出; ③原生质丰富,有利于执行运输功能; ④ATP酶多,为跨膜运输提供足够的能量; ⑤有出胞现象(囊泡运动,挤压胞内物质分泌到疏导组织) 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)
共质体运输由于胞质环流及不存在原生质膜和细胞壁的 阻挡,其速率比扩散作用的速率要快。 (3)交替运输: 转移细胞
植物体内物质运输系统 1、短距离运输
短 距 离 运 输 系 统
胞内运输: 细胞内、细胞器间的物质交换。 质外体运输 细胞壁、细胞间隙中的物质运 输,主要是扩散作用。 物质通过胞间连丝、内质网在 细胞间的运输。
胼胝质示意图
(2)伴胞特点:

伴胞有核,原生质体稠密,细胞器发达,与筛 管分子间有胞间连丝相连,同化物可以相互运 转; 筛管分子内的蛋白质核RNA完全依赖于伴胞。
伴胞还具有维持筛管分子结构和渗透平衡的作


用。
14CO 2
KH232PO4
蜡纸
韧皮部中出现较多的 14C和32P,说明什么?
放射性同位素实验
第六章
植物体内有机物的运输
一、植物体内有机物质的运输 二、有机物的运输的机理 三、植物体内有机物的分配 四、影响有机物运输的因素
高等植物体内的细胞间既存 在着精细的分工,同时有着密切 的联系和协作,细胞、组织、器 官间相互联系的内在因素:
1、营养物质的相互交流; 2、激素的合成、运输与作用; 3、信息的接收与信号传导


胼胝质是一种以β-1,3-键结合的葡聚糖。可堵塞 筛孔或胞间在筛板的表面或筛孔 的四周;但在韧皮部受伤后或受到其它胁迫(如机械刺激、 高温等)或多年生植物越冬休眠时堵塞筛板控制通过韧皮 部的长距离运输,也可通过沉积到胞间连丝中控制细胞与 细胞之间的短距离运输。
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