6-有机物的运输.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章,Chapter 6,Translocation in the Phloem,植物体内有机物的运输,高等植物的各个器官是具有明确的分工的，不同功能的各器官之间必然需要物质、能量和信息的交流，植物体才能保持一个统一的整体，这些都依赖于有效的运输机构维管束。,高等植物有机物的运输，是通过韧皮部完成的。,第一节 有机物运输的途径、速度和溶质的种类,1.,运输途径,1,）韧皮部,筛管,筛分子伴胞复合体,伴胞,韧皮薄壁细胞,筛板,筛管分子,伴胞,筛板孔,薄壁细胞,Transfer cell,2,）证明方法,（,1,）环割法：在木本植物的树干上，环割一圈，深度以到形成层为止，剥去圈内的树皮。,环割技术在农业生产上的应用,增产,压条,（,2,）同位素示踪法：,用,14,CO,2,饲喂叶片进行光合作用，在叶柄或茎的韧皮部发现含,14C,的光合产物。,3,）运输方向,韧皮部中的物质可以同时向相反的方向运输。,同化产物也可以横向运输，但正常状态下其量甚微。,2.,运输的速度和溶质种类,1,）速度,平均,100cm/h,不同植物、同一植物不同生育期运输速度不同。,2,）溶质种类,研究方法,蚜虫吻针法,蚜虫吻针,筛管分子,主要成分：,1,）蔗糖,100250g/L,，,占干物质,90%,，是糖类运输的主要形式,2,）氨基酸和酰氨,3,）磷酸、核苷酸和蛋白质,4,）植物激素,5,）糖醇、钾、磷等无机离子,第二节 韧皮部装载,韧皮部装载,：是指光合产物从叶肉细胞到筛分子,-,伴胞复合体的整个过程。,韧皮部装载要经过,3,个步骤的：,第一步：,白天，磷酸三碳糖从叶绿体运到胞质溶液；,晚上，叶绿体中贮存的淀粉可能以葡萄糖状态离开叶绿体。,后来在细胞质转变为蔗糖。,第二步：,叶肉细胞的蔗糖运到叶片细脉的筛分子附近。,这种运输通常只经过几个细胞，被称为,短距离运输。,第三步：,是筛分子装载，即糖分运入筛分子和伴胞。,筛分子和伴胞被认为是一个功能单位，称为,筛管伴胞复合体。,糖分和其他溶质从源运走的过程称为,输出,。,同化产物经过维管系统从源到库的运输称为,长距离运输,。,1.,韧皮部装载的途径,1,）质外体途径,是一个开放性的连续自由空间，物理性的被动过程，速度快。,实验支持,:,甜菜、蚕豆（少胞间连丝）,2,）共质体途径,共质体通过胞间连丝形成一个连续的整体，阻力大，速度慢。,内质网、胞间连丝,胞间连丝：,内有连丝微管,两端与内质网相连接,连接相邻细胞的内质网，,输送有机物和无机物，传递刺激。,南瓜：,14,C,水苏糖,薄荷：荧光染料,质外体和共质体交替进行，互相转换，相辅相成。,2.,蔗糖,-,质子同向转运,蔗糖进入筛管的过程：,同向转运（共转运,co-transport,）,在,筛分子和伴胞质膜上的,ATP,酶，不断将,H,+,泵到质外体。形成质子梯度。,蔗糖和质子沿着这个梯度，经过蔗糖质子共向运输器，一起进入筛分子伴胞复合体。,3.,韧皮部装载的特点,1,、逆浓度梯度进行,2,、需能过程,3,、具有选择性,第三节 筛管运输机理,有多种机理解释筛管中同化产物运输的机理，在此介绍,3,种：,压力流动学说,胞质泵动学说,收缩蛋白学说,1.,压力流动学说,1)1930,年提出（,E.M,nch,）,2),目前被普遍接受的一种机理,3,）,pressure flow theory,4),源端和库端的膨压差造成的压力梯度是筛管液流的动力。,问题：双向运输,（,1,）不能证实单一筛管内可否同时进行双向运输，,（,2,）不能解释裸子植物,2.,胞质泵动学说,1,）,60,年代，,R.Thaine,等,2,）细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束；,3,）束内呈环状的蛋白质丝反复的有节奏的收缩和张驰，形成一种蠕动，将细胞质长距离泵走。,4,）,cytoplasmic,pumping theory,5),问题：,怀疑是否存在胞纵连束。,3.,收缩蛋白学说,1,）筛管中存在具有收缩能力的韧皮蛋白（,P,蛋白,）,2,）组成的微纤丝利用,P,蛋白的收缩而摆动，运送物质；,3,）,contractile protein theory,第四节 韧皮部的卸出,韧皮部卸出,(phloem unloading),是指装载在韧皮部的同化产物输出到库的接受细胞的过程。,1,）蔗糖从筛分子中卸出；,2,）通过短距离运输途径运至接受细胞；,3,）在接受细胞中贮存或代谢,1.,同化产物卸出的途径,1,）共质体途径：在营养系统中，卸出以共质体途径占优；,2,）质外体途径：卸出到延存器官、生殖器官、贮藏器官时，多为质外体途径。,2.,依赖代谢进入库组织,依赖能量（低温、抑制剂）,第五节 外界条件对有机物运输的影响,1.,温度,2.,矿质元素,B,、,P,、,K,3.,植物激素,IAA,促进、,ABA,抑制？,第六节 同化产物的分布,1.,配置（,allocation,）：新光合产物的代谢转化。,1,）代谢作用：呼吸、生长（能量、物质）,2,）合成贮藏化合物：淀粉等,3,）形成运输化合物，运至植株其他部分。,1.,分配（,partitioning,）,:,新同化产物在各种库之间的分布。,源,：即代谢源，指产生或提供同化物的组织或器官。功能叶、萌发的种子等。,库,：即代谢库，指消耗或积累同化物的组织或器官。如根、果实等。,1,）分配方向,生育期、生长中心、就近运输，同侧运输,2,）库强度及调节,库强度库容量库活力,调节（,1,）膨压，（,2,）激素,IAA,、,ABA,、,CTK,根据同化产物输出后的命运,库分为：,使用库,：大部分输入的同化产物用于,生长。大麦须根：,40%,呼吸，,55%,结构生长。,贮藏库,：大部分输入的同化产物以不,同的形式贮藏起来，如水稻,种子中的淀粉等。,2.,分配方向：,1,）生长中心,2,）就近运输、同侧运输,3,）不同叶龄，作用不同,3.,分配规律,1,）供应能力：代谢源,2,）竞争能力：代谢库,3,）运输能力：,