植物生理学教案第六章植物体内有机物的运输

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1、第六章植物体内有机物质的运输与分配教学时数：4学时教学目的与要求：要求学生掌握韧皮部装载与卸出及其机理；了解有机物运输的途径、速率和溶质种类，以及同化物的分布规律。教学重点：韧皮部装载与卸出教学难点：韧皮部运输机理本章主要阅读文献资料：1.王宝山主编、刘萍等副主编，植物生理学，科学出版社，2004.12.李合生主编，现代植物生理学，高等教育出版社，2002.13.王忠主编，植物生理学，中国农业出版社，2000.5本章讲授内容：第一节有机物运输的形式、途径、和溶质种类一、有机物质运输的形式1.收集韧皮部汁液的方法：蚜虫吻针法用蚜虫吻针法收集

2、筛管汁液①将蚜虫的吻刺连同下唇一起切下；②切口溢出筛管汁液；③用毛细管汲取汁液2.韧皮部汁液的成分韧皮部汁液分析结果表明：韧皮部汁液干物质占10-25%，其中主要是碳水化合物，其余为蛋白质，氨基酸、激素和一些无机离子。碳水化合物主要是糖，在筛管中糖通常总是以非还原态进行运输，这可能是因为糖的非还原态形式的反应活性低于它的还原态形式。对于大多数植物来说，筛管中最主要的非还原糖是蔗糖，筛管中蔗糖浓度可以达到0.3到0.9M，可以占干物质的90％。除了蔗糖之外，蔗糖还可以与半乳糖（galactose）分子结合形成其他化合物进行运输，如棉子糖（r

3、affinose）是蔗糖结合一分子半乳糖的化合物，水苏糖（stachyose）是蔗糖结合两分子半乳糖的化合物，毛蕊花糖（verbascose）则由蔗糖和三分子半乳糖组成。在筛管中运输的还有甘露醇（mannitol）和山梨醇（sorbitol）等糖醇。在韧皮部进行运输的还有其他的有机物（10%）：含氮化合物：主要是氨基酸及其酰胺形式，特别是谷氨酸、天冬氨酸以及它们的酰胺，谷氨酰胺和天冬酰胺。植物激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸都可以在韧皮部进行运输。虽然生长素可以在木质部进行极性运输，但是长距离的激素运输至少部分是在筛管中进行。7核

4、苷酸、蛋白质和RNA等。筛管中还有一些与基本的细胞功能相关的蛋白质，例如进行蛋白质磷酸化的蛋白激酶、参与二硫化合物还原的硫氧还原蛋白、降解蛋白质的泛素、指导蛋白折叠的分子伴侣等等。无机离子：有钾、镁、磷和氯，但是硝酸、钙、硫和铁则存在较少。3.以蔗糖为主要运输形式的原因。为什么有机物的运输以蔗糖运输为主？1）高的水溶性（0–100ml-179g)，有利于在筛管中运输；2）非还原糖，化学性质稳定，运输中不易发生反应；3）很高的运输速率（107cm/h）；4）能量优于葡萄糖。（2分子葡萄糖氧化产生72ATP，1分子蔗糖氧化产生71ATP。）二

5、、有机物质运输的途径维管系统是专门执行运输功能的输导组织，由韧皮部和木质部组成，贯穿植物全身。有机物的运输途径是由韧皮部担任的。证明有机物运输途径是韧皮部的方法：环割实验（木本植物）;同位素示踪实验（草本植物和木本植物）有机物的运输不仅包括器官之间的运输，还包括细胞内和细胞间的运输。1.短距离运输细胞内与细胞间的运输，距离仅几个微米，主要靠物质本身的扩散，原生质主动的吸收与分泌来完成。短距离运输可分为共质体运输、质外体运输及其交替运输。在共质体内的物质可有选择的穿过质膜进入质外体运输；质外体内的物质在适当的场所也可通过质膜进入共质体运输。

6、在共质体与质外体的替代运输过程中，常需要经过一种特化的细胞――转移细胞。转移细胞（transfercell）一种特化的薄壁细胞，胞壁与质膜向内伸入细胞质中，形成许多皱折，扩大了质膜的表面积。由于囊泡的运动，可挤压胞内物质向外分泌到输导系统，即所谓出胞现象。转移细胞位于短距离运输旺盛区域，能在质外体和共质体间进行高效率的物质交换。2.长距离运输1）筛分子和伴胞的结构①筛分子（sieveelement)P-蛋白（phloemprotein）（被子植物）存在形式：在幼嫩的筛管分子中――P－蛋白为球形或纺锤形，称为P－蛋白体（P-proteinb

7、ody）。在成熟的筛分子中――管状或纤维状的结构。合成：在伴胞中进行合成并通过胞间连丝转运到筛管分子。功能：堵塞受伤筛分子的筛孔，防止筛管中汁液的流失。胼胝质（callose）位于筛管的质膜和胞壁之间，是b-1，3-葡聚糖，质膜上合成。损伤和胁迫刺激胼胝质合成。7②伴胞（companioncell）筛管－伴胞复合体（sieveelement-companioncellcomplex,SE—CC复合体）伴胞特点：胞间连丝和线粒体丰富，原生质浓厚。伴胞（companioncell）的种类：普通伴胞（ordinarycompanioncell）

8、，传递细胞(transfercell)胞间连丝：是贯穿胞壁的管状结构物，内有连丝微管，其两端与内质网相连接，胞间连丝把相邻细胞的原生质体联结起来，输运有机物和无机物，传递刺激。三、有机物质的运