植物生理学习题大全——第5章植物同化物的运输

第五章植物同化物的运输一. 名词解释P—蛋白(P-protein):亦称韧皮蛋白(phloem-protein）,是在细胞质中存在的构成微管结构的蛋白质，可以利用ATP的能量，推动微管的收缩，从而推动物质的长距离运输。

胞间连丝(plasmodesmata):连接两个相邻细胞的胞质通道，行使水分、营养物质、小的信号分子，以及大分子的胞质运输能力。

韧皮部装载(phloem loading):指光合产物从韧皮部周围的叶肉细胞装到筛分子—伴胞复合体的整个过程。

韧皮部卸出（phloem unloading）：装载在韧皮部的同化物输出到库的接受细胞。

输出(export)：糖分和其他溶质从源运走的过程.运输速率(velocity）：单位时间内物质运输的距离，用m/h或m/s表示。

集流运输速率(mass transfer rate）：单位截面积筛分子在单位时间内运输物质的量，常用g/（m2•h）或g/(mm2•s)表示。

有机物质装载（organic matter loading）:指同化物从筛管周围的叶肉细胞装载到筛管中的过程。

有机物质卸出(organic matter unloading）：指同化物从筛管卸出到库细胞的过程。

共质体(symplast)：无数细胞的细胞质，通过胞间连丝连成一体，构成共质体。

质外体(apoplast)：质体是一个连续的自由空间，包括细胞壁、细胞间隙、导管等。

质外体途径(apoplast pathway）:糖从某些点进入质外体到达韧皮部的过程。

共质体途径(symplast pathway)：糖从共质体经胞间连丝到达韧皮部的过程.运输糖（translocated sugar）:由光合作用形成的磷酸丙糖进一步形成的糖，如蔗糖和水苏糖。

代谢源(metabolic source):指产生和供应有机物质的部位与器官.代谢库（metabolic sink)：指贮藏与消耗有机物质的部位与器官。

配置（allocation）：指源叶中新形成同化物转化为贮藏利用和运输用。

分配(partitioning)：是指形成的同化物在各种库之间的分布.生长中心(growth center）：指生长旺盛、代谢强的部位，如茎生长点.压力流动学说(pressure flow theory）:其基本论点是有机物在筛管中随着液流的流动而移动，其动力是由于输导系统两端的压力势差引起的.细胞质泵动学说（cytoplasmic pumping theory）:该学说认为,筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝,形成胞纵连束，纵贯筛管分子,在束内呈环状的蛋白质反复地、有节奏地收缩与舒张，把细胞质长距离泵走，糖分随之流动.收缩蛋白学说（contractile protein theory)：该学说认为，筛管分子的内腔有一种由微纤丝相连接的网状结构，微纤丝由收缩蛋白的收缩丝组成。

收缩蛋白分解ATP,将化学能转化为机械能，通过收缩与舒张进行同化物的长距离运输。

协同转移(symport)：指质子促进糖穿过膜进入韧皮细胞的过程，即在同化物的装载过程中,质子与糖一同进入韧皮部细胞。

转移细胞( transfer cells)：在共质体与质外体的交替运输过程中,起吸收和转运物质的某些特化薄壁细胞。

这种细胞的细胞壁与质膜向内延伸，形成许多皱褶，扩大了物质转移的表面,有利于物质在细胞间的转移。

库—源单位（source-sink unit）：源的同化产物主要供给相应的库。

相应的源与库以及二者之间的输导系统，共同构成一个源-库单位。

供应能力（supply ability)：指源内有机物质能否输出以及输出多少的能力.竞争能力(compete ability）：指库中能否输入同化物以及输入多少的能力。

运输能力(transport ability）：指有机物质输出和输入部分之间的网络分布、畅通程度及距离远近。

溢泌现象（overflow phenomenon)：韧皮部筛管被刺穿后，从伤口处有汁液流出。

库容量(sink volume）：是指库的总质量（一般是干重）。

库活力（sink activity）:是指单位时间单位干重吸收同化物的速率。

库强度(sink strength):库容量和库活力的乘积。

二。

简答题1. 同化物运输溶质的种类。

研究方法：蚜虫吻刺法，蚜虫以其吻刺插入叶或茎的筛管细胞吸取汁液;当蚜虫吸取汁液时，用二氧化碳麻醉蚜虫后,以激光将蚜虫吻刺于下唇处切断,切口不断流出筛管汁液,可收集汁液供分析。

溶质种类:还原糖（葡糖糖、果糖、甘露糖），非还原糖（蔗糖、棉子糖、水苏糖），氮化物(硝酸盐、含氮有机物如天冬氨酸和谷氨酰胺，可溶性蛋白（蛋白激酶），矿质元素(K+、Mg2+、Cl—）、激素（除乙烯外的四大激素)。

2。

韧皮部装载步骤。

①白天，叶肉细胞光合作用形成的磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质基质接着转变为蔗糖；晚上，叶绿体内的淀粉可能以葡萄糖状态离开叶绿体,后来转变为蔗糖。

②叶肉细胞的蔗糖运到叶片细脉的筛分子附近，这种运输常常只有两三个细胞的距离.③糖分运输到筛分子和伴胞，即筛分子装载。

3。

叶片制造的有机物是如何装载到韧皮部筛管分子的？并说明其过程为主动运输过程?有机物韧皮部装载存在两条途径：质外体途径和共质体途径。

质外体途径：叶片制造的光合产物蔗糖释放到质外体，然后蔗糖分子进入筛分子—伴胞复合体。

质外体的蔗糖进入筛分子-伴胞复合体是通过蔗糖—质子同向运输的，即在筛分子—伴胞复合体膜中的ATP酶，不断地将H+泵到质外体;因此，质外体的H浓度比共质体高，形成质子梯度，作为推动力,蔗糖和质子沿着质子梯度经过蔗糖—质子同向运输器一起进入筛分子-伴胞复合体。

所以,该途径也是主动运输途径，而且该途径只能运输蔗糖。

共质体途径：共质体通过胞间连丝把细胞（包括筛分子-伴胞复合体）联系起来形成一个连续的整体，叶片制造的有机物通过这个连续的整体到达韧皮部筛管分子.该途径不仅能运输蔗糖，还可以运输棉子糖和水苏糖。

4。

多聚体-陷阱模型解释糖分运输有选择性和逆浓度梯度积累的现象。

叶肉细胞合成的蔗糖运到维管束鞘细胞，经过众多的胞间连丝,进入居间细胞,居间细胞内的运输蔗糖分别与1或2分子半乳糖结合成棉子糖或水苏糖，这两者糖分子大，不能扩散回维管束鞘细胞，只能运输到筛分子。

5。

同化物的韧皮部卸出途径。

共质体途径卸出：同化物通过胞间连丝沿浓度梯度从筛分子—伴胞复合体释放到库细胞.主要是通过扩散和集流的方式进行。

质外体途径卸出：筛分子—伴胞复合体与库细胞之间的某些位置不存在胞间连丝，同化物从筛分子-伴胞复合体通过扩散被动的或在运输载体主动的运输至质外体，再由质外体进入库细胞.6. 何为压力流学说?实验依据是什么？不足之处？压力流动学说又叫集流学说，其要点是同化物在筛分子—伴胞（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在源库两端之间SE-CC 复合体内渗透作用所产生的压力势差引起的.在源端(叶片），光合产物被不断地装载到SE-CC复合体中,浓度增加,水势降低，从邻近的木质部吸水膨胀，压力势升高，推动物质向库端流动；在库端,同化物不断地从SE-CC复合体卸出到库中去,浓度降低，水势升高，水分则流向邻近的木质部,从而引起库端压力势下降，于是在源库两端便产生了压力势差, 推动物质由源到库源源不断地流动。

其实验依据是：①溢泌现象表明，筛管内有正压力的存在；②在接近源、库的两端存在着糖的浓度梯度,这种梯度的大小与运输相一致；③生长素实验表明生长素的运输能够随着筛管内集流流动.其不足之处是：①无法解释筛管中有机物质的双向运输问题；②物质在筛管进行集流运动，其运动速度很快，需要的压力差并非筛管两端的蔗糖浓度差所能给出的。

7。

述说收缩蛋白学说与细胞质泵动学说的主要内容,①收缩蛋白学说认为，筛管分子的内腔有一种由微纤丝相连接的网状结构，微纤丝由收缩蛋白的收缩丝组成。

收缩蛋白分解ATP，将化学能转化为机械能，通过收缩与舒张进行同化物的长距离运输.②细胞质泵动学说认为,筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝,形成胞纵连束,纵贯筛管分子,在束内呈环状的蛋白质丝反复地、有节奏地收缩与舒张,把细胞质长距离泵走,糖分随之流动。

③这两个学说共同的特点是,认为有机物质的运输需要能量供应,同时解决了筛管中有机物质的双向运输问题。

8. 植物激素如何调节有机物的运输与分配？植物激素对有机物质的运输分配有着重要的影响。

除ETH以外,其他几种激素都有促进有机物质运输的作用。

IAA有吸引有机物质向它所在的器官积累的功能。

关于植物激素促进有机物运输的机理有以下几个方面的解释：①激素与质膜上的受体结合，产生去极化作用，降低膜势;②植物激素改变膜的物理、化学性质，提高膜透性；③植物激素促进RNA与蛋白质的合成，合成某些与同化物运输有关的酶。

9。

何谓源-库单位？为什么在有机物质的分配问题上会出现源—库单位的现象？源的同化产物主要供给相应的库。

相应的源与库以及二者之间的输导系统,共同构成一个源-库单位。

源-库单位的形成首先符合器官的同伸规律（相应部位的根、茎、叶、蘖在生长时间上的同步性）；其次还与维管束的走向、距离远近有关，它决定了有机物质分配的特点。

10. 有机物质的分配与产量的关系如何？作物的经济产量=生物产量×经济系数，而经济系数与同化物的分配有关。

在一定的营养生长的基础上,应该促使光合产物尽可能地分配到产品器官上，提高经济系数，否则，生物产量高，经济产量并不一定高。

11。

为什么“树怕剥皮" ？因为根系需要地上部供应有机营养，而叶片制造的有机物质正是通过韧皮部向下运输的。

树剥皮后，韧皮部被破坏，影响了有机物质的运输，时间一长就会影响根系的生长，进而影响地上部的生长。

12。

试述环境因素对有机物质运输的影响？①温度:糖的运输速率以20～30℃最快，高于或低于这个温度范围，运输速率下降。

②光照:光照可以通过光合作用，影响同化物的运输与分配。

功能叶白天的输出率高于夜间。

③水分：水分亏缺胁迫使水势降低,光合作用降低，叶片中可运态蔗糖的浓度降低,影响输出速率。

④矿物质：如氮、磷、钾、硼等都会对有机物质的运输产生影响。

氮多,营养生长过旺，不利于物质向产品器官输出；氮少则会引起叶片的早衰,C/ N值适中对运输有利.磷可以促进光合，促进可运态蔗糖浓度的提高，促进ATP的合成,所以可以促进物质的运输。

钾能促进库内蔗糖向淀粉的转化，维持库源两端的压力差，有利于物质的运输。

硼与糖结合成复合物，有利于透过质膜,从而有利于物质的运输。

13。

试述作物产量形成的库-源关系。

作物产量形成的库-源关系有三种类型：①源限制型；②库限制型；③源库协调型。

源与库共同存在于一个统一体中，两者相互依赖、相互制约。