植物生理学教案第六章_植物体内有机物的运输.docVIP

第章 植物体内有机物的运输与分配 教学时数：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，2004.1 2.李合生主编，现代植物生理学，高等教育出版社，2002.1 3.王忠主编，植物生理学，中国农业出版社，2000.5本章讲授内容： 有机物运输的途径运输的收集韧皮部汁液的方法蚜虫吻针法 用蚜虫吻针法收集筛管汁液 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raffinose）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。 核苷酸、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（107 cm/h ）； 4）能量优于葡萄糖。（2分子葡萄糖氧化产生72 ATP，1分子蔗糖氧化产生 71 ATP。） 环割实验（木本植物）同位素示踪实验（草本植物和木本植物） 筛分子和伴胞的结构 筛分子（sieve element) P-蛋白phloem protein）（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-protein body）。 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(1，3 葡聚糖，质膜上合成。 损伤和胁迫刺激胼胝质合成。 ② 伴胞companion cell） 筛管伴胞复合体sieve element-companion cell complex, 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companion cell）的种类普通伴胞ordinary companion cell），传递细胞(transfer cell) 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。 运输方向 1.源库的概念 源（source）是指生产同化物以及向其它器官提供营养的器官。 库（sink）是指消耗或积累同化物的器官。 源库单位（source-sink unit)：同化物供求上有对应关系的源与库称为源——库单位。 2.运输方向 纵向运输：单向运输、双向运输 横向运输：量微，纵向运输时受阻 运输速度velocity） 定义：是指同化物在单位时间内移动的距离。植物体内有机物的运输速度一般是约100cm/h。 影响因素A.不同植物的有机物运输速度有差异。 B.同一作物，生育期不同，有机物运输速度不同； C.运输速度也随运输物质种类而异。 比集运量specific mass transfer rate, SMTR）：有机物在单位时间内通过单位韧皮部横截面积的数量。比集运量多为1-13 g/cm2.h，最高