09 第六章 同化物的运输.ppt

第1页：第六章 植物体内同化物的运输与分配

第六章植物体内同化物的运输与分配

第2页：第六章内容目录

§6-1有机物运输的途径、形式和速度§6-2有机物运输的机理§6-3有机物的分配与调控第六章植物体内同化物的运输与分配

第3页：§6-1 有机物运输的途径

§6-1有机物运输的途径、形式和速度一.有机物运输的途径1.短距离运输2.长距离运输二.有机物运输的形式三.有机物运输的方向与速度

第4页：短距离运输

• 1.短距离运输（1）胞内运输(细胞内、细胞器之间)扩散原生质环流细胞器膜内外的物质交换一.有机物运输的途径(2)胞间运输
• ①质外体运输
• ②共质体运输
• ③共质体与质外体之间的交替运输

第5页：胞内物质运输

在内质网和高尔基体内合成成壁物质---分泌小泡运输至质膜，然后内含物再释放至细胞壁---属胞内物质运输。

第6页：转移细胞

转移细胞韧皮部木质部转移细胞:（也叫转运细胞，传递细胞）一种特化的薄壁细胞对物质起转运过渡的作用。

第7页：转移细胞的细胞壁突起

细胞壁向内突起

第8页：质外体与共质体运输

质外体运输1)质外体中阻力小，运输快。2)质外体没有外围保护，物质易流失。3)运输速率易受外力的影响。细胞间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间运输1)原生质的粘度大，运输的阻力大。2)有质膜的保护，不易流失于体外。3)共质体运输受胞间连丝状态控制。共质体运输

第9页：共质体与质外体的交替运输

• 质外体与共质体间的运输--交替运输即为物质进出质膜的运输。方式有三种：
• (1)顺浓度梯度的被动转运:自由扩散和通过通道或载体协助扩散；
• (2)逆浓度梯度的主动转运
• (3)以小囊泡方式进出质膜的转运图溶质穿过膜的被动转运与主动转运

第10页：膜动转运示意图

膜动转运示意图内吞作用：细胞外的物质通过吞噬(指内吞固体)或胞饮(指内吞液体)作用进入细胞质外排作用：将溶酶体或消化泡等囊泡内的物质释放到胞外过程；出胞现象：通过出芽胞方式将胞内物质向外分泌的过程。

第11页：图6-3 胞间运输途径

植物体内物质的运输常不局限于某一途径。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。图6-3胞间运输途径示意图实线箭头表示共质体途径，虚线箭头为质外体途径。A--为蒸腾流，B--为同化物在共质体-质外体交替运输，C为共质体运输。

第12页：长距离运输

2.长距离运输筛管分子---伴胞(SE—CC)复合体P—蛋白(韧皮蛋白):胼胝质韧皮部运输一种以β1,3-键结合的葡聚糖筛管中的蛋白质，主位于筛管内壁。利用ATP释放的能量进行摆动或蠕动，推动筛管内有机物质的长距离运输。环割实验同位素示踪实验

第13页：图6-3 筛管伴胞及筛板

图6-3筛管、伴胞及筛板图解A.横切面B.纵切面1.筛管2.筛板3.筛孔4.伴胞AB413234

第14页：

第15页：有机物运输的形式

• 二.有机物运输的形式
• ①溶解度很高(0℃时，179g / 100ml水)。
• ②是非还原性糖，很稳定。
• ③运输速率很高。
• ④具有较高能量。主要运输形式:蔗糖（1）占90%（2）蔗糖优点：∴适于长距离运输蚜虫吻刺法同位素示踪法

第16页：蚜虫吻刺法

蚜虫吻刺法

第17页：韧皮部汁液的成分

棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖，山梨醇、甘露醇等。微量的氨基酸、酰胺、植物激素、有机酸★矿质元素（K+最多）韧皮部汁液

第18页：表6-1 筛管汁液成分

表6-1给出烟草和羽扇豆筛管汁液中各成分的含量测定结果。

注：源文件提取文本中烟草的磷含量缺失，表中以「—」留空，建议对照原表核对补充。

第19页：运输的方向与速度

• 三.有机物运输的方向与速度运输方向:由源到库向上向下双向横向运输速度:约100 cm•h-1①不同植物各异
• ②幼苗＞老植株
• ③白天＞夜间比集运量(比集转运速率) (SMTR)1—13 g cm-2h-1单位时间单位韧皮部或筛管横切面积上所运转的干物质的量。

第20页：蒸汽环割实验

蒸汽环割正常状态下的物质流蒸汽环割处理处理后的物质流

第21页：§6-2 有机物运输的机理

§2有机物运输的机理一.有机物在源端的装载1.装载途径2.装载机理二.有机物在库端的卸出1.卸出途径2.卸出机理三.有机物在韧皮部运输的机制

第22页：源端的装载途径

• 一.有机物在源端的装载1.装载途径★
• ②交替途径，叶肉细胞→质外体→伴胞→筛管分子（共质体—质外体—共质体途径)合成部位有机物胞间运输筛管
• ①共质体途径，胞间连丝→伴胞→筛管

第23页：源叶中韧皮部装载途径

源叶中韧皮部装载途径叶肉细胞质膜胞间连丝筛管分子伴胞韧皮部薄壁细胞维管束鞘细胞共质体最小的叶脉细胞壁CO2CO2

第24页：装载机理

• 2.装载机理是一个主动的分泌过程，受载体调节
• ①逆浓度梯度进行
• ②需能过程,和H+运输相伴随
• ③具有选择性装载特点糖—H+协同运输模型

第25页：图6-6 蔗糖的韧皮部装载

图6-6蔗糖在韧皮部装载示意图糖—H+协同运输模型筛管内[H+]低PH8.5筛管外[H+]高PH5.5

第26页：库端的卸出途径

• 二.有机物在库端的卸出
• ①质外体途径，卸出到贮藏器官或生殖器官时（不存在胞间连丝）
• ②共质体途径，通过胞间连丝→接受细胞，卸到营养库(根和嫩叶)1.卸出途径

第27页：卸出机理

• 2.卸出机理
• ①质外体中蔗糖，同H+协同运转，机制与装载一样，是一个主动过程。
• ②共质体中蔗糖，借助筛管与库细胞的糖浓度差将同化物卸出，是一个被动过程。

第28页：压力流动学说

三.有机物在韧皮部运输的机制德国植物学家明希(Münch)，1930年提出同化物在SE—CC复合体内随着液流的流动而移动，而液流的流动是由于源库两端的压力势差而引起的。要点：概念压力流动学说

第29页：源端与库端的压力差

加入溶质移去溶质源端库端韧木

第30页：压力流动学说的评价

• ①筛管接近源库两端存在压力势差。
• ②蚜虫吻刺法证明筛管汁液的确存在正压力支持依据:不足：
• ①运输所需的压力势差要比筛管实际的压力差大得多
• ②很难解释双向运输
• ③实际上运输是消耗代谢能量的主动过程

第31页：§6-3 有机物的分配与调控

§6-3有机物的分配与调控一.代谢源和代谢库及相互关系二.有机物分配的规律三.光合产物分配与产量的关系1.影响同化物分配的三要素2.同化物分配与产量的关系四.有机物运输与分配的调控1.代谢调节2.激素调节3.环境因素对有机物运输的影响

第32页：代谢源和代谢库

一.代谢源和代谢库及相互关系1.代谢源(metabolic source)是指能够制造并输出有机物的组织、器官或部位。2.代谢库(metabolic sink)是指消耗或贮藏有机物的组织、器官或部位。(幼叶、根、茎、花、果实、种子等)概念3.相互关系：库对源有依赖作用；库控制源的制造和输出

第33页：有机物分配的规律

二.有机物分配的规律2.优先供应生长中心指在同化物供求上有对因应关系的源、库以及连接二者的输导系统合称为源库单位.1.按源库单位进行分配概念5.同化物和营养元素的再分配与再利用3.就近供应，同侧运输4.功能叶之间无同化物供应关系

第34页：影响同化物分配的因素

• 三.光合产物分配与产量的关系1.影响同化物分配的3个因素
• ①供应能力——源的同化物能否输出以及输出多少。
• ②竞争能力——库对同化物的吸引和“征调”能力。
• ③运输能力——联系直接、畅通，距离近，库得到的同化物就多。

第35页：同化物分配与产量的关系

• 2.同化物分配与产量的关系经济系数=经济产量／生物产量
• (1)源限制型源小库大，产量限制因素:源的供应能力,结实率低，空壳率高。
• (2)库限制型库小源大，产量限制因素:库的接纳能力,，结实率高且饱满，但粒数少，产量不高。
• (3)源库互作型产量由源库协同调节，可塑性大。只要栽培措施得当，容易获得较高的产量。

第36页：代谢调节

• 四.有机物运输与分配的调控1.代谢调节（1）细胞内蔗糖浓度＜阈值，非运态＞阈值，可运态K/Na比值低，有利于淀粉→蔗糖，输出率提高。
• ①作为直接的动力；
• ②通过提高膜透性而起作用。(2)能量代谢

第37页：激素调节

2.激素调节除乙烯外，其他内源激素（主要是IAA，GA, CTK)都有促进有机物运输与分配的效应。

第38页：矿质元素对运输的影响

3.环境因素对有机物运输的影响N过多，体内Pr多、糖少。糖→营养体,向籽粒分配减少，过少，功能叶早衰。（1）矿质元素P促进运输（Pi运转器）K促进库内糖→淀粉，维持源库两端的压力差，有利于运输。B促进糖的运输和合成。

第39页：温度对运输的影响

• （2）温度
• ①影响运输速度，20 ~ 30℃时最快。
• ②影响运输方向，土温＞气温，向根部分配较多；气温＞土温，向顶部分配较多。
• ③昼夜温差大，夜间呼吸消耗少，穗粒重增大。（3）光照（4）水分

第40页：

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第42页：韧皮部形成层与木质部

韧皮部形成层木质部

第43页：同化物运输的方向

同化物的运输方向决定于源和库的相对位置。韧皮部内同化物运输的方向是从源器官向库器官运输。一个库器官也可能接纳多个源器官供应的同化物，而且这些源库常分布于植株的不同位置。因此，同化物既可能向顶也可能向基运输，这种韧皮部同化物的双向运输已被许多实验证实。然而对某一个筛管来说，通常认为同化物在其中的运输是单向的，而不是双向的。同化物运输的速度一般为0.2～2m·h－１。不同植物或不同生长势的植物个体，其同化物的运输速度不一样，生长势大的个体运输速度快。

第44页：运输方向相关图

第45页：比集转运速率的计算

SMTR(g·cm－２·h－１)=运转的干物质量/〔韧皮部(筛管)横切面积×时间〕或SMTR(g·cm－２·h－１)=运输速度×运转物浓度其中运输速度以cm·h-1、运转物浓度以g·cm-3表示。如马铃薯块茎与植株地上部由韧皮部横切面为0.004cm2的地下蔓相连，块茎在50d内增重230g，块茎含水量为75%，则此株马铃薯同化物运输的比集转运速率为：SMTR=230×(1-75%)/(0.004×24×50)≈12(g·cm－２·h－１多数植物韧皮部的SMTR为1～13g·cm－２·h－１，最高可达200g·cm－２·h－１。筛管分子横切面一般占整个韧皮部横切面的20%，上述筛管的SMTR为60g·cm－２·h－１。

第46页：伴胞与筛管分子的关系

茎中的伴胞比筛管分子小，而在源端或库端的伴胞或薄壁细胞的体积通常比筛管分子大，而且这些伴胞或薄壁细胞的细胞质浓，线粒体密度大，呼吸旺盛，代谢活跃，在功能上还与茎中的伴胞不相同，它们在对筛管吸收与分泌同化物，以及推动筛管物质运输等方面起着重要的作用。