植物生理学第六章.ppt

第六章 植物体内的有机物运输 植物叶片是同化物的主要制造器官 叶片合成的同化物不断地运至根、茎、芽、果实和种子中去 同化物的去向：用于这些器官的生长发育和呼吸消耗，或者作为贮藏物质而积累下来，而贮藏器官中的同化物也会在一定时期被调运到其他器官，供生长所需要 同化运输的意义：同化物的运输与分配，无论对植物的生长发育，还是对农作物的产量和品质的形成都是十分重要 同化物的运输与分配过程，直接关系到作物产量的高低和品质的好坏。作物的经济产量不仅取决于同化物的多少，而且还取决于同化物向经济器官运输与分配的量 一、源和库的概念 源也称为代谢源，指制造或输出同化物的器官或组织。最主要的是叶片。 库也称为代谢库，指贮存或输入同化物的器官或组织。如种子、果实、块根、块茎。 第一节 有机物运输的途径、速率和溶质种类 一 运输途径 植物体内同化物的运输有：短距离运输和长距离运输 短距离运输系统 （1）胞内运输 胞内运输是指细胞内、细胞器间的物质交换 方式：有分子扩散、微丝推动原生质的环流、细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。如光呼吸途径中，磷酸乙醇酸、甘氨酸、丝氨酸、甘油酸分别进出叶绿体、过氧化体、线粒体；叶绿体中的丙糖磷酸经Pi转运器从叶绿体转移至细胞质，并在细胞质中合成蔗糖进入液泡贮藏等属胞内物质运输 胞间运输 胞间运输指细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间的运输 1.质外体运输 物质在质外体中的运输称为质外体运输(apoplastic transport)。质外体中液流的阻力小，物质在其中的运输快。由于质外体没有外围的保护，所以其中的物质容易流失到体外，另外运输速率也易受外力的影响。 2.共质体运输 物质在共质体中的运输称为共质体运输(symplastic transport)。由于共质体中原生质的粘度大，故运输的阻力大。在共质体中的物质有质膜的保护，不易流失于体外 共质体运输受胞间连丝状态控制 内吞作用：细胞外的物质通过吞噬(指内吞固体)或胞饮(指内吞液体)作用进入细胞质的过程 外排作用：将溶酶体或消化泡等囊泡内的物质释放到细胞外的过程； 出胞现象：通过出芽胞方式将胞内物质向外分泌的过程。 一般地说，细胞间的胞间连丝多、孔径大，存在的浓度梯度大，则有利于共质体的 质外体与共质体间的运输 即为物质进出质膜的运输。物质进出质膜的方式有三种： (1)顺浓度梯度的被动转运(passive transport)，包括自由扩散和通过通道或载体的协助扩散 (2)逆浓度梯度的主动转运(active transport，包括一种物质伴随另一种物质进出质膜的伴随运输 (3)以小囊泡方式进出质膜的膜动转运(cytosis)，包括内吞(endocytosis)、外排(exocytosis)和出胞等 植物体内物质的运输常不局限于某一途径。如共质体内的物质可有选择地穿过质膜而进入质外体运输；在质外体内的物质在适当的场所也可通过质膜重新进入共质体运输（如图） 这种物质在共质体与质外体之间交替进行的运输称共质体-质外体交替运输 长距离运输系统 植物体内承担物质长距离运输的系统为维管束系统 (一)维管束的组成与功能 1.组成 一个典型的维管束可由四部分组成(如图)：(1)以导管为中心，富有纤维组织的木质部。(2)以筛管为中心，周围有薄壁组织伴联的韧皮部。(3)穿插与包围木质部和韧皮部的多种细胞。(4)维管束鞘 维管束的功能 (二)物质运输的途径 1.研究物质运输途径的方法 木质部和韧皮部是进行长距离运输的两条途径，实验证明，同化物的运输是由韧皮部担任的 环割试验 (1)环割试验(girdling experiment) 这是研究物质运输的经典方法。环割是将树干(枝)上的一圈树皮(韧皮部)剥去而保留树干(木质部)的一种处理方法 此处理主要阻断了叶片形成的光合同化物经韧皮部向下运输，导致环割上端韧皮部组织中光合同化物积累引起膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡 环割的利用 （1）增加花芽分化和座果率：开花期的果树适当环割，以阻止同化物的向下运输 （2）促进生根：高空压条时进行环割可以使养分集中在切口处，有利于发根 环割处理在实践中有多种应用。例如，对苹果、枣树等果树的旺长枝条进行适度环割，使环割上方枝条积累糖分，提高C/N比，促进花芽分化，提高坐果率，控制徒长。又如，在进行花木的高空压条繁殖时，可在欲生根的枝条上环割，在环割处附上湿土并用塑料纸包裹，由于此处理能使养分和生长素集中在切口上端，故利于发根。 (2)同位素示踪法 采用放射性同位素示踪法，能更好地了解植物体内同化物运输的情况。如图所示，可用几种方法将标记物质引入植物体。 ①根部标记32P、35S等盐类以便追踪根系吸收的无