同化物的运输与分配课件
同化物的运输与分配

蚜虫吻刺法
三、光合产物运输的方向与速度
运输方向: 运输方向:
向上 向下
由源到库
双向 横向
运输速度: 运输速度: 约100 cm•h-1
①不同植物各异 幼苗> ②幼苗>老植株 白天> ③白天>夜间
比集转运速率(specific mass transfer rate, 比集转运速率 SMTR) :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。 面积上所运转的干物质的量。
4、功能叶之间无同化物供应关系 、
就不同叶龄来说, 幼叶产生光合产物较少, 就不同叶龄来说 , 幼叶产生光合产物较少 , 不但不向外运输, 而且还需要输入光合产物, 不但不向外运输 , 而且还需要输入光合产物 , 供自身生长用。 供自身生长用。 一旦叶片长成, 形成大量光合产物, 一旦叶片长成 , 形成大量光合产物 , 就向外 运输,此后不再接受外来有机物质。 运输,此后不再接受外来有机物质。 已成为“ 已成为 “ 源 ” 的叶片之间没有有机物的分配 关系,直到最后衰老死亡。 关系,直到最后衰老死亡。
一、压力流动学说(pressure-flow theory) 压力流动学说 二、胞质泵动学说(cytoplasmic pumping theory) 胞质泵动学说 蛋白的收缩推动学说(contractile protein theory) 三、P-蛋白的收缩推动学说 蛋白的收缩推动学说
压力流动学说
二、光合产物运输的形式
羽扇豆/ 烟 草/mmol L-1 羽扇豆/mmol L-1 主要运输形式: 主要运输形式 蔗糖 蚜虫吻刺法 460.0 490.0 蔗糖 (1)占90% ) 83.0 115.0 氨基酸 94.0 47.0 钾 (2)蔗糖 优点 5.0 4.4 钠 14.0 磷 溶解度很高(0℃ ①溶解度很高 ℃时,179g / 100ml水)。 水。 4.3 5.8 镁 是非还原性糖,很稳定。 ②是非还原性糖,很稳定。 2.1 0.16 钙 运输速率很高。 ③运输速率很高。 0.17 0.13 铁 ∴ 适于长距离运输 具有较高能量。 ④具有较高能量。 0.24 0.08 锌 pH 7.9 8.0
_植物生理学6_植物体内同化物的运输分配与信号转导84页PPT

46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ律的保护 。—— 威·厄尔
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
植物体内同化物的运输与分配

第五章植物体内同化物的运输与分配(Transport and Distribution of Assimilates in Plants)第一节高等植物的运输系统(Transport System in Higher Plants)一、物质运输的意义1.维持植物整体性高等植物由根、茎、叶等器官组成一个复杂的有机体,各组织、器官间有的确的分工和密切的合作。
绿叶是植物合成有机物的主要部位,而根系则从土壤中吸取水分、无机盐,少量有机物供给地上部分需要,在根中还能合成一些微量活性物质。
所以一个高度分化的高等植物的有机体,时刻与环境间进行着多种物质的交换,同时本身的地上部与地下部时刻进行着物质的运输和转化,这是植物的生命活动,是一种代谢形式,只有不断进行各种物质的运输,植物体才能作为一个整体而存在。
2.传导信息外界刺激对植物的影响有许多是通过物质运输来传导的。
例:光照对植物的生长发育有重要的影响,植物对光感受的部位是叶片、感受以后,产生一定的物质,经韧皮部、运输到生长点。
使其发生一系列质变而开始出现生殖器官。
3.对经济产量的影响经济产量=生物产量⨯经济系数在农业生产上,往往生物产量很高,长成了繁茂的营养体,累积了大量的有机物,但最后的经济产量却不一定高,这就关系到物质的运输与分配问题,如果运输通畅,分配合理,则经济产量高。
例:水稻灌浆时体内有机物的:68%运到籽粒中;20%用于呼吸消耗;12%残留在体内。
就是说这时物质运输对产量是极关重要的。
4.病毒侵染,传播以及外源物质运输的途径病毒常常是由蚜虫、飞虱、小蝇等剌入筛管的物针带入体内,并随物质流而转移,传播的。
但对物质运输的研究技术难度较大,进展较慢,原因主要是:①运输是通过各种不同的组织的活动,关系很复杂。
②不是单纯的空间移动,伴有生化变化。
③体内外相差悬殊,不便模拟。
④调节单位与过程多样性。
⑤运输与利用相交错。
二、植物体内同化物运输系统:植物体内同化物运输在微观到宏观的各层次上发生:细胞内的分隔↓细胞器↓细胞与细胞↓组织↓器官环境↓植株其它生物整个可分成二大运输体系:质外体运输与共质体运输。
第六章 同化物的运输与分配

光合同化物生产区 光合同化物积累区 光合同化物输出区
a. 质外体装载
是指光合细胞输出的蔗 糖进 入 质外体 , 然后通 过位于筛管-伴胞复合 体 ( SE-CC 复 合 体 ) 质 膜上 的 蔗糖载体 逆浓度 梯度进入伴胞 , 最后进 入筛管的过程。
(apoplasmic phloem loading) 小叶 胞间连
膜动转运示意图
转移细胞(Transfer Cell)
•细胞壁与质膜向 内伸入细胞质中, •细胞壁与质膜向 形成许多皱折, 内伸入细胞质中, 或呈片层或类似 形成许多皱折, 囊泡,扩大了质 或呈片层或类似 膜的表面,增加 囊泡,扩大了质 了溶质向外转运 膜的表面,增加 的面积。 了溶质向外转运 的面积。
微量进样器须插入两片子叶之 间,左侧种子可作为对照
二、韧皮部运输的物质
水; 碳水化合物(10-25%)(占干物质的90%以上, 以蔗糖为主, 浓度可高 达0.3-0.9M ;其它低聚糖) 无机离子(大量K+ 及少量其他);
含N、含P化合物:氨基酸,酰胺 ,维生素,核酸,多肽等。
丰富的酶类:水解酶, ATP酶,无转化酶。 高浓度的ATP,可达0.4-0.6m; 其它物质:植物激素,病毒分子等。
韧皮部环割
同 位 素 示 踪 法
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 无机盐类的运输途径; ② 让 叶 片 同 化 14CO2 , 可 追踪光合同化物的运输 方向; ③将标记的离子或有机 物用注射器等器具直接 引入特定部位。 图 植物体内运输途径试验的示意图
伴胞 筛孔
筛板
筛管
伴胞
成熟的筛管细胞无核、无液泡,甚至无 微体、核糖体、高尔基体等成分
植物生理学 第六章 植物体内同化物的运输与分配

韧皮部汁液的物质组成:
• 水分:75-90%,说明物质以溶液形式为运输 • 糖类:占干物质的90%,运输的糖类为非还原糖 (蔗糖、棉子糖、山梨糖醇),但没有还原性糖 (葡萄糖、果糖) • 氨基酸:十余种 • 有机酸:柠檬酸、苹果酸、酒石酸 • 无机离子:阳离子中K+最多,达60-112mmol/L, 可能与有机酸共同维持筛管汁液的离子平衡;阴离 子中不含NO3- • ATP:0.24-0.36 mg/L,说明运输过程需要能量供应 • 植物激素:运输过程拌有信息传递
pumping theory) 3、收缩蛋白学说(Contractile protein theory)
1、压力流动学说(E. MÜnch ,1930) :
韧皮部中物质流沿着 膨压梯度由源移动到库。
压力流学说的物理模式
筛 管
导 管
(源)
(库)
木质部导管分子
韧皮部筛管分子
伴胞 源细胞
水分渗透进入 韧皮部,建立 高的压力势 蔗糖 压力驱动从源 到库的集流 库细胞 蒸腾流
第6章 植物体内同化物的运输与分配
第1节 第2节 第3节 第4节 同化物运输 同化物运输机制 同化物的装载和卸出 同化物的配置和分配
第 1节
同化物运输
• 短距离运输: 细胞内及相邻细胞间的 运输,包括胞内运输和胞间(质外体 和共质体)运输。~μm。 • 长距离运输:通过输导组织(维管束) 中的运输。
利用荧光探剂 (CF)实时显示 韧皮部卸出:
间隔6分钟显示CF 在拟南芥根尖中的 卸出
豆类韧皮部卸出的研究手 段:空胚珠技术
Empty-ovule technique
• 在豆荚切开一口; • 切去种子的一半,并 将另一半种子中的胚 组织挖去,仅留下种 皮组织(杯); • 在杯中注入缓冲液或 琼脂,以接受维管组 织卸出的物质 • 若在杯中加入其他物 质、抑制剂或改变其 pH,则可研究影响卸 出的因素
第六章 同化物的运输、分配1

体等临时封闭,或永久堵塞, 控制细胞内物质外运,并造成 细胞间的生理隔离。
一般地说,细胞间的胞间连 丝多、孔径大,溶质分子小, 存在的浓度梯度大,则有利 于共质体的运输。
胞间连丝的超微结构
• 胞间连丝形态学呈现几种形态,但这 些变异的功能尚不清楚。
• 划线的区域为内质网的瓶颈,或链管 的形态。
3.韧皮部运输
韧皮部
筛管 伴胞
薄壁细胞
筛管的结构与功能
➢ 成熟筛管分子 含有细胞质, 具有质膜,内质网、 膜上有 许多载体,进行活跃的物质 运输,为活细胞,细胞壁非 木质化。
➢ 筛管分子的生活力很大程度 上依赖于相邻的伴胞。
➢ 筛管分子的这种“中空”结 构非常适合于汁液的集体流 动,这对于它的运输功能是 十分重要的。
环割处理在实践中有多种应用
➢ 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,提高座果率,控制徒长。
➢ 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。
物则由韧皮部输送。
(2) 信息物质传递的通道
如根部合成的细胞分裂素类和脱落酸
等可通过木质部运至地上部分,而茎 端合成的生长素则通过韧皮部向下极 性运输。植物受环境刺激后产生的电 波也主要在维管束中传播
A.电波传递; B.激素传导; C.无机营养; D.有机营养; E.加工储藏; F.径向生长;
实线表示物质交换
间物质的侧向运输。
自显影操作过程
冷冻 干燥 包埋 制片 涂感光乳胶 曝光 显定影
➢标 记 一 定 时 间 后 , 将 植 株 材 料迅速冷冻、干燥(以防止标记 物移动),用石蜡或树脂包埋, 切成薄片,在薄片上涂一层感 光乳胶,置于暗处,经过一段 时间后,标记元素的辐射使乳 胶片曝光,显定影后,乳胶片 上与组织中存在标记元素的部 位便会出现银颗粒(底片呈黑色 处)。
同化物的运输和分配
1.什么是传统机械按键设计?
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图:
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点: 1.合理的选择按键的类型, 尽量选择平头类的按键,以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm,以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺,合理计 算累积公差,以防按键手感 不良。
(1)降解蔗糖的酶
① 转化酶 蔗糖+H2O→葡萄糖+果糖 酸性转化酶,pH为4~5.5,分布在液泡和细胞壁中。
碱性或中性转化酶,pH为7~8,对蔗糖的亲和力相对较低。
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② 蔗糖合成酶 UDPG+果糖 蔗糖+UDP
蔗糖合成酶催化可逆反应,即蔗糖的合成或 降解,在植物中这种酶主要伴随蔗糖的降解。
己糖激酶将转化酶产物葡萄糖和果糖磷酸化。蔗糖 合成酶和UDPG焦磷酸化酶共同作用产生己10糖磷酸
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3.源和库的量度
(1)源强 源器官同化物形成和输出的能力。
(1)光合速率 (2)丙糖磷酸从叶绿体向细胞质的输出速率。 (3)叶肉细胞蔗糖的合成速率 蔗糖磷酸合成 酶和果糖1,6二磷酸酯酶活性。
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(2)库强
库强 库器官接纳和转化同化物 的能力。
库的大小(库容)和库活力乘积。 库容 能积累光合同化物的最大 空间,同化物输入的“物理约束”。 库活力 库的代谢活性、吸引同 化物的能力,同化物输入的“生理 约束”。
第二篇 代谢生理
第六章 同化物的 运输和分配(2)
1
第六章 同化物的运输和分配
第一节 植物体内物质的运输系统 第二节 韧皮部的物质运输 第三节 韧皮部运输的机理 第四节 同化物的配置 第五节 同化物的分配及其控制 小结
同化物的运输和分配
第一节 植物体内有机物质的运输
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第一节 植物体内有机物质的运输
二、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。
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第一节 植物体内有机物质的运输
1、同化物运输通道——韧皮部
2、韧皮部中运输的主要物质:蔗糖
优点:水溶性强----利于运输 不易分解----安全运输
(二)影响同化物分配的内在因素
1.源对同化物分配的影响 2.流对同化物分配的影响 3.库对同化物分配的影响 4.生长对同化物分配的影响
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第二节 同化物的分配及其控制
(三)影响同化物分配的外界因素
1.温度 2.水分 3.其它因素: 光 、矿质元素、 CO2、病原体和寄生植物等
3、运输的方向:单向运输
双向运输
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横向运输
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第二节 同化物的分配及其控制 一、源和库的关系 (一)源和库的概念
源:制造营养并向其它器官提供营养的 部位或器官。 库:消耗养料和贮藏养料的器官。
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第二节 同化物的分配及其控制
(二)源-库关系
源强:源器官同化物形成和输出的能力。 库强:库器官按纳和转化同化物的能力 关系:相互依赖,相互制约。源强有利 于库强的潜势的发挥,而库强则有利源 强的维持。
第六章 同化物的运输和分配
第一节 植物体内有机物质的运输 第二节 同化物的分配及其控制
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第六章 同化物的运输和分配
无论是单细胞的藻类还是高大的树木,都存 在体内同化物的运输和分配问题。叶片是同 化物的主要制造器官,它合成的同化物不断 地运至根、茎、芽、果实和种子中去,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的。
植物生理学6植物体内同化物的运输分配与信号转导
号转导
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2020/11/20
植物生理学6植物体内同化物的运输 分配与信号转导
•本章共有以下几部分内容:
•1.1 有机物运输的概况 •1.2 有机物质运输的机理 •1.3 有机物的分配 •1.4 有机物运输与分配的调控 •1.5 植物体内的信号转导
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•(3)环割
•(4)同位 素示踪
植物生理学6植物体内同化物的运输 分配与信号转导
•2 有机物运输的途径
•短距离运
输
•距
离
长
•长距离运
短
输
•交替运输
• 指胞内与胞间运输, 距离只有几个微米,主 要靠扩散和原生质的吸 收与分泌来完成;
•器官之间的运输,需要 特化的组织,主要是韧 皮部。
•伴
理功 •C)维持筛管分子间渗
胞
能: 透平衡;
•D)调节同化物向筛管的 装载与卸出,如转移细胞。
•韧皮薄壁细胞
植物生理学6植物体内同化物的运输 分配与信号转导
•① 无机营养在木质部中向上运输,而在韧皮
部中则向下运输。
•物
质 运
•② 光合同化物在韧皮部中可以向上或者向下运 输,其运输方向取决于库的位置。
向运输。
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植物生理学6植物体内同化物的运输 分配与信号转导
•3 有机物运输的方向
•(1)代谢源与代谢库及其相互关系
•A) 代谢 源
•B) 代谢 库 •C) 源-库 关系
•指能够制造或输出有机物 质的组织、器官或部位。
•指接纳、消耗或贮藏有机 物质的组织、器官或部位。
•相对 性
•(2)有机物运输的方向
第6章 同化物的运输、分配
在多数植物中蔗糖是韧皮部运输物的主要形式。少 数科的植物韧皮部汁液中除蔗糖外,还含有棉子糖、 水苏糖、毛蕊花糖等, 有的还含有糖醇,如甘露醇、 山梨醇等。 为什么蔗糖是韧皮部运输物质的主要形式? 1)蔗糖及其它一些寡聚糖是非还原糖,化学性质稳 定; 2)蔗糖水解时能产生相对高的自由能; 3)蔗糖分子小、移动性大,且含有高水解自由能。
(5) 对同化物的加工和储存 同化物在运输过程中可卸至维管束中的某些薄壁细胞内, 在其中合成淀粉,并储存下来。这些薄壁细胞就成为同化 物的中间库,当其它库需要时,中间库的淀粉则可水解再 转运出去。 (6) 外源化学物质以及病毒等传播的通道 一些杀虫剂、灭菌剂、肥料以及病毒分子经两通道的传输 能产生周身效应。另外筛管汁液中还有一些蛋白抑制剂, 可抑制动物消化道内的蛋白酶,这说明筛管本身存在一定 的防卫机制。
二、同化物的分配及影响因素
(一) 同化物的分配规律
1.总规律是由源到库 由某一源制造的同化物主要流向与其组 成源-库单位中的库。 2.优先供应生长中心 各种作物在不同生育期各有其生长中 心,这些生长中心既是矿质元素的输入中心,也是同化物的 分配中心。这些中心通常是一些代谢旺盛、生长快速的器官 或组织。 3.就近供应 一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应, 随着源库间距离的加大,相互间供求程度就逐渐减弱。上位 叶光合产物较多地供应籽实、生长点;下位叶光合产物则较 多地供应给根。 4.同侧运输 指同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方 位的幼叶、花序和根。同侧叶的维管束相通,幼叶生长所需 的养分多来自同侧的功能叶。
第一节植物体内有机物质的运输系统
运输系统十分复杂,有短距离运输和长距离运输。
短距离运输 细胞内以及细胞间的运输,
距离在微米与毫米之间; 长距离运输 器官之间、源库之间的运输, 需要通过输导组织,距离从 几厘米到上百米 两者虽然都是物质在空间上的移动,但在 运输的形式和机理上却有许多不同。