植物体内有机物运输(Transport.ppt

第六章第六章 植物体内有机物运输植物体内有机物运输（Transport of organic matters in plantTransport of organic matters in plantTransport of organic matters in plantTransport of organic matters in plant）第一节第一节第一节第一节 有机物运输的途径、速度和溶质种类有机物运输的途径、速度和溶质种类有机物运输的途径、速度和溶质种类有机物运输的途径、速度和溶质种类第二节第二节第二节第二节 韧皮部装载韧皮部装载韧皮部装载韧皮部装载第三节第三节第三节第三节 筛管运输的机理筛管运输的机理筛管运输的机理筛管运输的机理第四节第四节第四节第四节 韧皮部卸出韧皮部卸出韧皮部卸出韧皮部卸出第五节第五节第五节第五节 同化物的分布同化物的分布同化物的分布同化物的分布第六节第六节第六节第六节 影响和调节同化物运输的因素影响和调节同化物运输的因素影响和调节同化物运输的因素影响和调节同化物运输的因素一、运输途径一、运输途径(Pathway of transport)Pathway of transport)有机物运有机物运输的途径是输的途径是韧皮部韧皮部，主要运输组织是，主要运输组织是筛管筛管和和伴胞。伴胞。伴胞有以下伴胞有以下3 3种：种：1.1.有叶绿体的伴胞：有叶绿体的伴胞：胞间连丝较少胞间连丝较少 2.2.传递细胞（传递细胞（transfer celltransfer cell）：其胞壁向内生长：其胞壁向内生长（突出），增加质膜表面积；胞间连丝长且具有分支，（突出），增加质膜表面积；胞间连丝长且具有分支，有利于物质运送到筛分子，分布于中脉周围。有利于物质运送到筛分子，分布于中脉周围。3.3.居间细胞（居间细胞（intermediary cellintermediary cell）：有许多胞：有许多胞间连丝，与邻近细胞（特别是维管束）联系，它能合间连丝，与邻近细胞（特别是维管束）联系，它能合成棉子糖和水苏糖等。成棉子糖和水苏糖等。二、运输方向二、运输方向(Direction of transport)Direction of transport)可向上可向上下两个方向同时运输。下两个方向同时运输。主目录本章目录退 出第一节第一节 有机物物质运输的途径、速度和溶质种类有机物物质运输的途径、速度和溶质种类三、运输速度和溶质种类三、运输速度和溶质种类(Solutes kinds and speed of transport)Solutes kinds and speed of transport)1.1.运输速度运输速度:50-100:50-100cmcm.h h-1-1。2.2.集运速率（简称集运速率（简称MTRMTR）SMTR=SMTR=干物质量干物质量韧皮部（筛管）横截面积韧皮部（筛管）横截面积时间时间 =V =V C C3.3.韧皮部中的有机物质韧皮部中的有机物质:主要有蔗糖主要有蔗糖，还有棉子糖、还有棉子糖、水苏糖和毛蕊糖；氨基酸和酰胺；磷酸核苷酸和蛋白水苏糖和毛蕊糖；氨基酸和酰胺；磷酸核苷酸和蛋白质；激素、钾、磷质；激素、钾、磷 、氯等。、氯等。一、韧皮部装载一、韧皮部装载1.1.韧皮部装载韧皮部装载 是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子-伴胞复合伴胞复合体的过程。（体的过程。（图图6-56-5，P146P146）2.2.筛管筛管-伴胞复合体伴胞复合体(sieve element-companion cell complex)sieve element-companion cell complex)筛管通过胞间连丝与伴胞联系在一起的体系。筛管通过胞间连丝与伴胞联系在一起的体系。胞间连丝的结构（胞间连丝的结构（图图6-66-6）3.3.装载过程装载过程 白天磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转白天磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转变成蔗糖变成蔗糖 叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近 蔗糖进入筛管中。蔗糖进入筛管中。第二节第二节 韧皮部装载韧皮部装载（phloem loadingphloem loading）二、不同糖分的韧皮部装载二、不同糖分的韧皮部装载 1.1.质外体途径中的蔗糖装载：通过质外体途径中的蔗糖装载：通过蔗糖蔗糖-质子共质子共转运转运（sucrose-proton sucrose-proton symportsymport，也称共转运也称共转运co-co-transport transport）跨膜到质外体，然后在质外体中转运。跨膜到质外体，然后在质外体中转运。（图图6-76-7）2.2.共质体途径中的寡糖装载：有机物通过共质体共质体途径中的寡糖装载：有机物通过共质体的内质网和胞间连丝的连续通道进入筛管的内质网和胞间连丝的连续通道进入筛管-伴胞复合伴胞复合体。体。寡聚糖运转：寡聚糖运转：多聚化截留运转多聚化截留运转三、韧皮部装载的特点三、韧皮部装载的特点 1.1.可以逆浓度梯度运输可以逆浓度梯度运输 2.2.是一个需能的过程是一个需能的过程 3.3.具有选择性，主要运输蔗糖具有选择性，主要运输蔗糖一、压力流动学说（一、压力流动学说（pressure-flow theorypressure-flow theory）德国德国E.ME.M nch(1963)nch(1963)提出：筛管液流是靠源库两端的膨压提出：筛管液流是靠源库两端的膨压差来推动的（差来推动的（图图6-96-9）。）。二、胞质泵动学说二、胞质泵动学说（cytoplasmiccytoplasmic pumping theory pumping theory）60 60年代英国年代英国R.ThaineR.Thaine提出：筛管内的的细胞质呈几条长丝，提出：筛管内的的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束形成胞纵连束（transcellulartranscellular strand strand），纵跨筛管分子，束内呈，纵跨筛管分子，束内呈环状的蛋白质反复、有节奏地收缩和张弛，把细胞质长距离地环状的蛋白质反复、有节奏地收缩和张弛，把细胞质长距离地泵走，这样蔗糖随之流动。泵走，这样蔗糖随之流动。三、三、P-P-蛋白的收缩推动学说蛋白的收缩推动学说（contractile protein theorycontractile protein theory）筛管分子中微纤丝相连构成网状结构，横跨筛管分子，一筛管分子中微纤丝相连构成网状结构，横跨筛管分子，一端固定，一端游离，通过微纤丝的颤动，推动有机物运输，微端固定，一端游离，通过微纤丝的颤动，推动有机物运输，微纤丝是由收缩蛋白的收缩丝组成的，所以能够运动。纤丝是由收缩蛋白的收缩丝组成的，所以能够运动。ATPATP为收为收缩蛋白运动提供能量。缩蛋白运动提供能量。第三节第三节 筛管运输的机理筛管运输的机理 韧皮部卸出韧皮部卸出是指韧皮部的有机物输出到库细胞是指韧皮部的有机物输出到库细胞的过程。的过程。一、有机物卸出的途径一、有机物卸出的途径（一）共质体途径卸出一）共质体途径卸出（二）质外体途径卸出（二）质外体途径卸出 韧皮部卸出的过程如（韧皮部卸出的过程如（图图6-86-8）二、依赖代谢进入库细胞二、依赖代谢进入库细胞 低温和代谢抑制剂处理的研究表明：同化物进低温和代谢抑制剂处理的研究表明：同化物进入库组织是需要能量的。在质外体卸出过程中糖至入库组织是需要能量的。在质外体卸出过程中糖至少要跨膜两次，运输器在跨膜过程中起着重要作用。少要跨膜两次，运输器在跨膜过程中起着重要作用。第四节第四节 韧皮部卸出韧皮部卸出（phloem unloadingphloem unloading）一、一、同化物的去向同化物的去向 1.1.合成贮藏物质合成贮藏物质 2.2.被代谢利用被代谢利用 3.3.形成运输化合物形成运输化合物二、源与库的概念和关系二、源与库的概念和关系主目录本章目录退 出第五节第五节 同化物的去向和分配同化物的去向和分配三、同化物分配规律三、同化物分配规律 1.优先向生长中心分配优先向生长中心分配 2.就近运输就近运输 3.同侧纵向运输同侧纵向运输5.5.同化物可进行再分配同化物可进行再分配4.4.同侧纵向运输阻断时，可以发生横向运输同侧纵向运输阻断时，可以发生横向运输四、库强度及其调节四、库强度及其调节1.1.概念概念 库容量库容量(sink volume)sink volume)：指库的总重量。指库的总重量。库活力库活力(sink activity)sink activity)：单位时间单位干重吸单位时间单位干重吸收同化物的量。收同化物的量。库强度库强度(sink strength)sink strength)：单位时间库吸收同化单位时间库吸收同化物的量。物的量。库强度库强度=库容量库容量库活力库活力2.2.库强度的调节库强度的调节 膨压调节膨压调节 植物激素调节植物激素调节一、内部因素一、内部因素（一）源器官的代谢调节（一）源器官的代谢调节1.1.绿色细胞内蔗糖合成酶与蔗糖绿色细胞内蔗糖合成酶与蔗糖-6-6-磷酸合成酶的磷酸合成酶的活性与蔗糖浓度有关。活性与蔗糖浓度有关。2.2.叶细胞内叶细胞内K+/Na+K+/Na+的比值的比值3.3.叶细胞中无机磷（叶细胞中无机磷（PiPi）含量也与蔗糖浓度有关。含量也与蔗糖浓度有关。（二）库器官的代谢调节（二）库器官的代谢调节1.1.库器官的特点库器官的特点2.2.库强度库强度3.3.激素对库活力的调节激素对库活力的调节主目录本章目录退 出第六节第六节 影响和调节同化物运输的因素影响和调节同化物运输的因素二、环境因素二、环境因素（一）温度：（一）温度：2020 3030，昼夜温差大有利于有，昼夜温差大有利于有机物质积累，有利于蔗糖的形成。机物质积累，有利于蔗糖的形成。（二）水分（二）水分（三）光（三）光（四）矿质营养（四）矿质营养 1.1.氮素氮素:有利于合成有机物转化的各种酶。有利于合成有机物转化的各种酶。2.2.磷素：有利于合成磷素：有利于合成ATPATP 3.3.钾素：能促进糖类转变成淀粉钾素：能促进糖类转变成淀粉 4.4.硼：能和糖结合成复合物，增大糖类极性，促进糖硼：能和糖结合成复合物，增大糖类极性，促进糖类运输。类运输。主目录本章目录退 出1.1.植物体内同化物运输的途径有哪些？植物体内同化物运输的途径有哪些？2.2.同化物运输的特点有哪些？同化物运输的特点有哪些？3.3.简述压力流动学说的要点及不足之处？简述压力流动学说的要点及不足之处？3.3.简述同化物分配的规律。简述同化物分配的规律。4.4.源与库的相互关系怎样？库对源的调控机理是什么？源与库的相互关系怎样？库对源的调控机理是什么？5.5.影响和调节同化物运输的因素有哪些？它们是怎样影响和影响和调节同化物运输的因素有哪些？它们是怎样影响和调节同化物运输的？调节同化物运输的？6.6.名词解释名词解释代谢源与代谢库代谢源与代谢库 生长中心生长中心 P-P-蛋白蛋白 收获指数收获指数 库容量库容量 库活力库活力 库强度库强度 源与库源与库思思 考考 题题 本章重点与难点本章重点与难点1 1、植物体内同化物运输途径及分配规律；、植物体内同化物运输途径及分配规律；2 2、同化物分配与作的的优质高产。、同化物分配与作的的优质高产。韧皮部的装载韧皮部的装载胞间连丝的结构胞间连丝的结构蔗糖装载入筛管蔗糖装载入筛管伴胞复合体的同向运输伴胞复合体的同向运输蔗糖从叶肉细胞向筛管的质外体装载蔗糖从叶肉细胞向筛管的质外体装载韧皮部装载的多聚化韧皮部装载的多聚化陷阱模型陷阱模型胞间连丝胞间连丝葡萄糖葡萄糖果糖果糖蔗糖蔗糖维管束鞘细胞维管束鞘细胞中间细胞中间细胞筛管分子筛管分子半乳糖半乳糖蔗糖蔗糖棉子糖棉子糖压力流动学说韧皮部同化物输出的途径韧皮部同化物输出的途径蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖筛管分子筛管分子质外体质外体库细胞库细胞葡萄糖葡萄糖果糖果糖呼吸呼吸合成合成生长生长胞间连丝胞间连丝筛板筛板韧皮部同化物输出的途径韧皮部同化物输出的途径共质体途径共质体途径 质外体途径质外体途径