植物生理学植物体内有机物运输培训课件.pptx

植物生理学植物体内植物生理学植物体内有机物运输有机物运输第一节第一节 有机物物质运输的途径、速度和溶质种类有机物物质运输的途径、速度和溶质种类一、有机物运输的形式一、有机物运输的形式图图6-1用蚜虫吻刺法吸取筛管汁液用蚜虫吻刺法吸取筛管汁液收集韧皮部收集韧皮部汁液的方法汁液的方法蚜蚜虫虫吻吻刺刺法法同同位位示示踪踪法法2植物生理学植物体内有机物运输韧皮部汁液的成分韧皮部汁液的成分核酸、核苷酸为筛管运输提供能量核酸、核苷酸为筛管运输提供能量核酸、核苷酸为筛管运输提供能量核酸、核苷酸为筛管运输提供能量所有被运输的糖所有被运输的糖都是非还原糖都是非还原糖水水水水75-90%75-90%干物质干物质干物质干物质 10-25%10-25%蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖90%90%碳水化合物碳水化合物碳水化合物碳水化合物棉子糖棉子糖棉子糖棉子糖毛蕊糖毛蕊糖毛蕊糖毛蕊糖水苏糖水苏糖水苏糖水苏糖甘露醇甘露醇甘露醇甘露醇山梨醇山梨醇山梨醇山梨醇氨基酸，酰胺氨基酸，酰胺氨基酸，酰胺氨基酸，酰胺蛋白质（激酶，硫氧还蛋白，泛素）蛋白质（激酶，硫氧还蛋白，泛素）蛋白质（激酶，硫氧还蛋白，泛素）蛋白质（激酶，硫氧还蛋白，泛素）激素（激素（激素（激素（EthEth）无机离子（无机离子（无机离子（无机离子（KK+，MgMg2+2+，POPO4 43+3+，ClCl-）参与）参与）参与）参与成成成成分分分分3植物生理学植物体内有机物运输二二 、有机物质运输的、有机物质运输的途径途径 维管系统维管系统是专门执行运输功能的输导组织，由韧皮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。

部和木质部组成，贯穿植物全身有机物有机物的运输途径是由的运输途径是由韧皮部韧皮部担任的证明有机物运输途径是韧皮部的方法：证明有机物运输途径是韧皮部的方法：环割法、环割法、同维示踪法同维示踪法4植物生理学植物体内有机物运输 有机物的运输不仅包括有机物的运输不仅包括器官之间器官之间的运输，还包括的运输，还包括细细胞内和细胞间胞内和细胞间的运输按照距离按照距离的长短的长短短距离运输短距离运输长距离运输长距离运输5植物生理学植物体内有机物运输 细胞内与细胞间的运输，距离仅几个微米，主要靠物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 短距离运输可分为短距离运输可分为共质体运输共质体运输、质外体运输质外体运输及其及其交替运输交替运输短距离运输短距离运输6植物生理学植物体内有机物运输 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在共质体与质外体的替代运输过程中，常需要经体运输。

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过一种特化的细胞转移细胞转移细胞转移细胞转移细胞(transfer cell)一种特化的薄壁细胞，胞壁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，即所谓导系统，即所谓出胞现象出胞现象转移细胞位于短距离运输旺盛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区域，能在质外体和共质体间进行高效率的物质交换7植物生理学植物体内有机物运输 发生在器官间的运输，其距离为几厘米以上，主要发生在器官间的运输，其距离为几厘米以上，主要通过特化的组织通过特化的组织输导系统（韧皮部）来实现输导系统（韧皮部）来实现被子植物的韧皮部是由筛管、伴胞与韧皮薄壁细胞被子植物的韧皮部是由筛管、伴胞与韧皮薄壁细胞组成有机物主要通过韧皮部运输，无机物主要有机物主要通过韧皮部运输，无机物主要通过木质部运输通过木质部运输长距离运输长距离运输8植物生理学植物体内有机物运输三、有机物质的运输方向三、有机物质的运输方向 绝大多数有机物在韧皮部的运输是绝大多数有机物在韧皮部的运输是非极性非极性的，总是的，总是从大量合成处向活跃生长部位或大量积累部位运输从大量合成处向活跃生长部位或大量积累部位运输。

运输具有运输具有方向性1.定向运输：有机物总是从制造部位向消耗或贮藏养料定向运输：有机物总是从制造部位向消耗或贮藏养料 部位定向运输部位定向运输2.双向运输：有机物在韧皮部内运输不受组织本身极性双向运输：有机物在韧皮部内运输不受组织本身极性 的影响，可同时向相反方向运输的影响，可同时向相反方向运输9植物生理学植物体内有机物运输四、有机物运输的度量四、有机物运输的度量1.运输速度运输速度:50-100cm.h-12.比集运量（简称比集运量（简称SMT或比集运转速率或比集运转速率SMTR）SMTR=干物质量干物质量/韧皮部（筛管）横截面积韧皮部（筛管）横截面积时间时间 =V CV：流速（：流速（cmh-1）C：浓度（：浓度（gcm-3）10植物生理学植物体内有机物运输第二节第二节 有机物质运输的机理有机物质运输的机理有机物运输的机理主要解决三个方面的问题：有机物运输的机理主要解决三个方面的问题：物质在源端的装载物质在源端的装载物质在库端的卸出物质在库端的卸出从源到库的运输动力从源到库的运输动力有机物运输有机物运输的机理所解的机理所解决的问题决的问题11植物生理学植物体内有机物运输一、有机物质在源端的装载一、有机物质在源端的装载1.韧皮部装载韧皮部装载 是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子-伴胞复合体的过伴胞复合体的过程（程（图图6-5）。

2.装载过程装载过程 白天磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转变成蔗糖白天磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转变成蔗糖 叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近 蔗糖进入筛管中蔗糖进入筛管中3.装载机理装载机理12植物生理学植物体内有机物运输二、同化物在库端的卸出二、同化物在库端的卸出 同化物卸出同化物卸出是指同化物从筛管是指同化物从筛管-伴胞复合体进入库细伴胞复合体进入库细胞的过程胞的过程1.卸出途径卸出途径至少有两种方式：至少有两种方式：（1）蔗糖经水解后进入代谢库；蔗糖经水解后进入代谢库；（2）蔗糖不经水解直接进入代谢库蔗糖不经水解直接进入代谢库13植物生理学植物体内有机物运输2.卸出机理卸出机理（1）主动过程）主动过程：通过质外体途径的蔗糖，同质子协通过质外体途径的蔗糖，同质子协 同运转；同运转；（2）被动过程：）被动过程：通过共质体途径的蔗糖，借助筛管分通过共质体途径的蔗糖，借助筛管分 子与库细胞的糖浓度差将同化物卸出子与库细胞的糖浓度差将同化物卸出14植物生理学植物体内有机物运输三、三、有机物运输的动力有机物运输的动力1.压力流动学说压力流动学说 1930年年Mnch提出的提出的压力流动假说压力流动假说是迄今有关韧是迄今有关韧皮部物质运输的最成功的假说。

其模型是由两个浸在同皮部物质运输的最成功的假说其模型是由两个浸在同一水源中相连通的渗透计组成的一水源中相连通的渗透计组成的15植物生理学植物体内有机物运输1）要点：）要点：同化物在筛管内运输是一种集流，它是由源库两端同化物在筛管内运输是一种集流，它是由源库两端SE-CC复合体内渗透作用所形成的复合体内渗透作用所形成的压力梯度所力梯度所驱动的而压力力梯度的形成则是由于源端同化物不断向梯度的形成则是由于源端同化物不断向SE-CC复合体装载，库复合体装载，库端同化物不断从端同化物不断从SE-CC复合体卸出，以及韧皮部和木质部之间复合体卸出，以及韧皮部和木质部之间水分的不断再循环所致水分的不断再循环所致筛管中汁液的运动本身并不需要能量，但是在源库端进行的筛管中汁液的运动本身并不需要能量，但是在源库端进行的装载和卸出则是消耗能量的能量主要用于建立和维持源库两装载和卸出则是消耗能量的能量主要用于建立和维持源库两端的压力差端的压力差16植物生理学植物体内有机物运输2）优缺点：）优缺点：A该学学说可以解可以解释被子植物同化物的被子植物同化物的长距离运距离运输，但，但对对 裸子植物不适用；裸子植物不适用；B这个学个学说对一个一个筛管管细胞同胞同时进行双向运行双向运输的事的事实不不 好解释。

好解释17植物生理学植物体内有机物运输2.细胞胞质泵动学学说（耗能量）（耗能量）1）要要点点：认认为为筛筛管管分分子子内内腔腔的的细细胞胞质质呈呈几几条条长长丝丝，形形成胞纵连束，它们有节律地蠕动，糖分随之移动成胞纵连束，它们有节律地蠕动，糖分随之移动2）优点点：可可以以解解释释双双向向运运输输现现象象同同一一筛筛管管中中不不同同胞胞纵纵连连束束，在在相相同同时时候候可可进进行行相相反反方方向向的的移移动动，糖糖分分也也就向相反方向运输就向相反方向运输3）缺点：）缺点：反对者怀疑筛管里是否存在胞纵连束反对者怀疑筛管里是否存在胞纵连束18植物生理学植物体内有机物运输3.收收缩蛋白学说缩蛋白学说（收缩蛋白又叫韧皮蛋白，简称蛋白）（收缩蛋白又叫韧皮蛋白，简称蛋白）1972年提出1）要点：）要点：筛筛管管分分子子与与筛筛孔孔内内具具有有P-蛋蛋白白构构成成的的微微纤纤丝丝相相连连而而成成的的网网络络P-蛋蛋白白具具有有ATP酶酶的的活活性性，可可分分解解ATP，并并利利用用ATP分解所释放的能量进行收缩与伸展，从而推动同化物的运输分解所释放的能量进行收缩与伸展，从而推动同化物的运输19植物生理学植物体内有机物运输1）微纤丝相当于微纤丝相当于ATP酶活性，可供能，解决了压力流动酶活性，可供能，解决了压力流动 学说中的能量问题、中间动力问题；学说中的能量问题、中间动力问题；2）微纤丝的摆动是向各个方向的，解决了筛管中的双微纤丝的摆动是向各个方向的，解决了筛管中的双 向运输的问题。

向运输的问题优优 点：点：20植物生理学植物体内有机物运输第三节第三节 有机物质的分配与调控有机物质的分配与调控一、代谢源与代谢库及其相互关系一、代谢源与代谢库及其相互关系1.代谢源代谢源(metabolic source)制造并输出同化物的组制造并输出同化物的组2.织、器官或部位织、器官或部位2.代谢库代谢库(metabolic sink)能够消耗或贮藏同化物的能够消耗或贮藏同化物的组织、器官或部位组织、器官或部位源库单位源库单位(source-sink unit)营养上相互依赖，相互制约的源与库，以及二者营养上相互依赖，相互制约的源与库，以及二者之间的输导组织所构成的一个系统称为源之间的输导组织所构成的一个系统称为源-库单位21植物生理学植物体内有机物运输 根据同化物质输入后的命运，库器官可分为根据同化物质输入后的命运，库器官可分为使用库使用库（或称为营养库）和（或称为营养库）和贮藏库贮藏库两种分生组织、生长中的叶片和根尖属于分生组织、生长中的叶片和根尖属于使用库使用库果实、块茎等属于块茎等属于贮藏库贮藏库源叶片合成的同化产物有三种命运：源叶片合成的同化产物有三种命运：1）合成贮藏化合物，如淀粉；）合成贮藏化合物，如淀粉；2）代谢利用；）代谢利用；3）形成运输化合物，如蔗糖）形成运输化合物，如蔗糖22植物生理学植物体内有机物运输3.源与库的相互关系源与库的相互关系 源与库是相互依赖，相互制约的。

有源才源与库是相互依赖，相互制约的有源才会有库，源强库才可能大库对源有依赖作用，会有库，源强库才可能大库对源有依赖作用，库强度直接影响源的活性库强度直接影响源的活性23植物生理学植物体内有机物运输二、有机物的分配规律二、有机物的分配规律1.有机物分配方向：有机物分配方向：源源 库库2.有。