第五章-有机物的运输.ppt

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1、第五章植物体内有机物运输分配及细胞信号转导生命科学学院王渭玲（一）基本内容1．有机物质运输的途径、方向、速度、形式和机理2．有机物质的分配方向和规律3．影响有机物质运输分配的环境因素4．植物细胞信号转导途径（二）重点1．实验证明有机物质运输途径和方向。2．有机物质运输的压力流动学说内容及其评价。3．源库理论及其对农业生产的指导意义。4．植物把环境刺激信号转导为胞内反应的途径。5．Ca2+在细胞中的分布特点、钙信使作用标准及分子基础有机物运输分配的重要性理论高等植物是由多种器官组成的，既有明确分工又有密切协作，使植物成为一个高度协调的有机整体。植物体内有

2、机物质从制造场所分配到消耗场所、贮藏场所必然有一种快速的、有效的运输系统以维系，从而保证植物所有细胞正常代谢所必需的物质需要。实践有机物运输分配是决定产量高低和品质好坏的一个重要的生理因素。在研究有机物各器官的运输、分配和积累的关系中，提出了“代谢源”(源，Source)与“代谢库”(库,Sink)的概念。源是指制造、输出有机物的部位或器官。库是指消耗或贮藏有机物的部位或器官。源--库理论实质上就是用有效的人工干预，促使有机物质向经济器官运输、分配，使作物获得较多经济产量。第一节植物体内有机物的运输一、有机物质运输的途径按同化物在植物体内的运输距离划

3、分，既有以微米(μm)计算的短距离运输；也有以厘米(cm)或米(m)计算的长距离运输。两种不同的运输系统，不仅在植物体内同时起作用，而且彼此紧密联系，对生命活动具有同等重要意义。1、短距离运输：短距离运输系统胞内运输胞间运输细胞内、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。共质体运输物质通过胞间连丝在细胞间的运输。共质体与质外体间交替运输转移细胞植物组织内的有机物质运输，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，由于细胞质的环流促进了物质在细胞间的转移。当

4、运输两端再度出现渗透梯度时，溶质即可透膜进行质外体运输。这样，在胞内与胞间反复进行交替运输。在交替运输过程中需要经过一种特化的薄壁细胞起转运过渡作用，这种细胞叫转移细胞(transfercell)。转移细胞具有一些特殊特征：细胞壁向内伸入细胞质，形成许多皱折，质膜的表面积大大增加。增加了共质体与质外体之间的接触表面，有利于两种运输方式的转换；转移细胞与其周围细胞之间存在大量胞间连丝，有利于两种运输方式的转换；含丰富的ATP酶，为跨膜运输提供足够的能量；有丰富的原生质、多种细胞器，尤其内质网发达，执行运输功能；转移细胞细胞壁的向内生长(二)长距离运

5、输——输导组织运输长距离运输是发生于器官间的运输，其距离从几厘米到几百厘米不等。意大利的马尔皮志(M.Malphighi,1686)曾用环割(girdling)实验研究了植物有机物的运输途径，他将柳树树皮(韧皮部)剥去，几周后发现位于环割区上方的树皮逐渐膨大，形成树瘤，下方的树皮最终死亡，而环割的枝条上端仍可长期继续生长。这表明叶子同化的物质经韧皮部运输。环割试验20世纪初期以来用放射性元素饲喂、植物手术、化学分析，放射自显影技术等进一步证实有机物质通过韧皮部进行运输。其中筛管是有机物运输的主要通道。筛管的细胞质中含有P—蛋白(又称韧皮蛋白)和胼胝质。P

6、——蛋白是筛管中一种粘液状的韧皮部特有蛋白，它是筛管高度进化的结果，有管状、纤丝状和球状，它使筛孔进一步扩大，其功能与物质运输有关。胼胝质(callose)是一种以β1，3键结合的葡聚糖，与纤维素很相似。正常条件下，只有少量的胼胝质沉积在筛板的表面或筛孔的四周。可在韧皮部受伤后或受到其他胁迫(如机械刺激、高温等)时，胼胝质增多，堵塞筛孔，以控制通过韧皮部的长距离运输，如多年生植物越冬休眠时，筛孔被胼胝质堵塞，控制营养物质的运输。第二年新芽萌动时，胼胝质自然消失，筛孔又畅通。二、有机物运输的途径和方向实验说明：1、植物体内有机物运输的主要途径是韧皮部；

7、2、叶子的同化产物进入韧皮部后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。甚至在同一筛管中进行着双向运输。3、有机物在韧皮部中主要向同侧运输；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、矿质是由木质部上运，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。三、有机物运输的形式和速度（一）运输的形式研究方法：筛管汁液分析法、同位素示踪法。用蚜虫口器收集筛管汁液示意图A.蚜虫口器刺入筛管分子；B.切断口器；C.收集溢泌液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

8、、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