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同化物运输

力势差;
(3)与有机物质运输的主动过程相矛盾。
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6.5.2 细胞质泵动学说 筛管分子内腔的细胞质形成胞纵连束并有节奏地
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?
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6.5.3 收缩蛋白学说
(1)筛管内的空心、束状韧皮蛋白(P-蛋白)贯 穿于筛孔,靠收缩以推动集流运动;
(2)空心管壁上具有P-蛋白组成的微纤丝(毛), 一端固定,一端游离,靠代谢能以颤动方式驱动物 质脉冲流动。
细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。
同化物运输的动力:渗透动力和代谢动力。
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6.6 同化物的分配
6.6.1 同化物的源和库 1. 代谢源(metabolic source):指能够制造并输
运输速度:一般约为100 cm•h-1。
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同化物的运输速度差异:
不同植物同化物的运输速度: 大豆:84~100 cm•h-1; 南瓜:40~60 cm•h-1。
生育期不同,运输速度也不同:如南瓜幼苗时为 72 cm•h-1,较老时30~50 cm•h-1;
环境条件的影响:如白天温度高,运输速度快,夜间 温度低,运输速度慢。
依据: (1)需能量供应 (2)对被装载物质有选择性 (3)具有饱和效应
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蔗糖进入筛管或伴胞的机制:蔗糖-质子共运输
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韧皮部装载的聚合物陷阱模型
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6.4.3 同化物的卸出
一条是质外体途径,
如卸出到贮藏器官或生殖
器官,大多是这种情况。
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筛管汁液中还含有微量的氨基酸、酰胺、植物激 素、有机酸、多种矿质元素(K+最多,P其次)等。
少数植物的韧皮部 汁液中还含有蔗糖的衍 生物:棉子糖、水苏糖、 毛蕊花糖等。
有些植物含有山梨 醇、甘露醇。
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6.3 同化物运输的方向与速度
运输的方向:由源到库。 双向运输,以纵向运输为主, 可横向运输。 源:制造同化物的器官; 库:需要同化物的器官。
成分不同,运输速度也有差异:如丙氨酸、丝氨酸、 天冬氨酸较快;而甘氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺较慢。
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有机物质在单位时间内通过单位韧皮部横截面积 运输的数量,即比集运量转运率(specific mass transfer rate, SMTR),单位:g·cm-2·h-1。
单位时间内转运物质的量(g.h-1)
作物的经济产量不仅取决于同化物的多少,而且 还取决于同化物向经济器官运输与分配的量。
6.1 同化物运输的途径*
6.1.1 短距离运输 1.胞内运输 指细胞内、细胞器之间的物质交换。
主要方式:
扩散作用、原生质环流、细胞器膜内外的物质交 换、囊泡的形成以及内含物的释放等。
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2. 胞间运输 (1)共质体运输
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6.5 同化物在韧皮部运输的机制
6.5.1 压力流动学说 ( Pressure flow theory )
德国植物学家明希(E. Münch)于1930年提出的: 同化物在SE-CC复合体内随着液流的流动而
移动,而液流的流动是由源库两端的压力势差而引 起。
(压力流动学说图解)
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压力流动学说的有关证据: (1)韧皮部汁液中各种糖的浓度随树干距地面高度的增
加而增加(与有机物向下运输相一致); (2)秋天落叶后,浓度差消失,有机物运输停止; (3)蚜虫吻刺法证明筛管汁液存在正压力。
压力流动学说不能解释的问题:
(1) 筛管内物质的双向运输; (2) 物质快速流动所需的压力势差远大于筛管两端压
主要通过胞间连丝。 如无机离子、糖类、氨基酸、蛋白质、内源激素、 核酸等; (2)质外体运输 自由扩散的被动过程,速度很快; (3)交替运输 物质在共质体与质外体间交替进行的运输形式。
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6.1.2 长距离运输 环割实验:有机物质
的长距离运输通过韧皮部 的筛管。
“树怕剥皮” 如果 环割较宽,根系长期得不 到有机营养,会饥饿而死。
最后进入筛管; 二是质外体途径(交替途径),同化物由叶肉细
胞,先进入质外体,然后逆浓度梯度进入伴胞,最后 进入筛管分子,即“共质体-质外体-共质体”途径。
(同化物在韧皮部的装载途径示意图)
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6.4.2 装载机理
装载是一个高流速、逆浓度梯度进行的主动分 泌过程,受载体调节。
出同化物的组织、器官或部位。如绿色植物的功能叶, 种子萌发期间的胚乳或子叶,春季萌发时二年生或多 年生植物的块根、块茎、种子等。
2. 代谢库(metabolic sink):指消耗或贮藏同化 物的组织、器官或部位。如植物的幼叶、根、茎、花、 果实、发育的种子等。
另一条是共质体途径,
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),就是通过
这一途径。
第15页/共33页ຫໍສະໝຸດ 6.4.4 卸出机理一是通过质外体途径的蔗糖,同质子协同运转, 机理与装载一样,是一个主动过程。
二是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,是一个被动过程。
SMTR= 韧皮部的横截面积(cm2)
=V•C
V: 流速(cm.h-1); C: 浓度(g.cm-3 )
多数植物的SMTR为1~13g·cm-2·h-1,最高的可达
200g·cm-2·h-1。
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6.4 同化物在韧皮部的装载和卸出
6.4.1 装载途径 一是共质体途径,同化物通过胞间连丝进入伴胞,
环割的利用:(1)增加花芽分化和座果率;(2) 促进生根:高空压条时进行环割可使养分在切口处 集中,有利于发根。
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6.2 同化物运输的形式* 蚜虫吻刺法和同位素示踪法:
蔗糖占筛管汁液干重的73%以上,是有机物质的 主要运输形式,适合于长距离运输。
优点: ① 稳定性高,蔗糖是非还原性糖, 糖苷键水解需要很高的能量; ② 溶解度很高,在0℃时,100ml 水中可溶解蔗糖179g,100℃时溶 解487g; ③ 运输速率快。
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