植物生理学教案第六章植物体内有机物的运输 (1)
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第6章植物体内有机物质的运输与分配教相连接,胞间连丝把相邻细胞的原生质体联结起来,输运有机物和无机物,传递刺激。
三、有机物质的运输方向1.源库的概念源(source)是指生产同化物以及向其它器官提供营养的器官。
库(sink)是指消耗或积累同化物的器官。
源库单位(source-sink unit):同化物供求上有对应关系的源与库称为源——库单位。
2.运输方向纵向运输:单向运输、双向运输横向运输:量微,纵向运输时受阻四、有机物质运输的度量1.有机物质的运输速度(velocity)定义:是指同化物在单位时间内移动的距离。
植物体内有机物的运输速度一般是约100cm/h。
影响因素:A.不同植物的有机物运输速度有差异。
B.同一作物,生育期不同,有机物运输速度不同;C.运输速度也随运输物质种类而异。
2.有机物质的运输率比集运量(specific mass transfer rate, SMTR):有机物在单位时间内通过单位韧皮部横截面积的数量。
比集运量多为1-13 g/cm2.h,最高可达200 g/cm2.h。
单位:g cm-2 h-1。
SMTR =干物质量/[韧皮部(筛管)横截面积×时间]=V×C(V:流速(cm·h-1)、C:浓度(g·cm-3))第二节有机物质运输的机理一、有机物质在源端的装载(phloem loading)韧皮部装载:指光合产物从成熟叶片中叶肉细胞的叶绿体运送到筛管分子-伴胞复合体的整个过程。
关键:从“源”细胞装入筛管分子。
短距离运输:细胞――细胞长距离运输:维管系统过程:①光合产物从叶绿体外运到细胞基质;②从叶肉细胞运输到叶片小叶脉筛管分子-伴胞复合体附近;③蔗糖进入筛管分子-伴胞复合体——筛管分子装载。
1.装载途径:①质外体途径(apoplastic pathway):有细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系称质外体,物质经过质外体运输的途径称为质外体途径☆问题:质外体途径就是全过程都是在质外体中进行(×)②共质体途径(symplastic pathway):有胞间连丝把原生质连成一体的体系称共质体。
植物体内的物质运输教案第一章:植物体内的物质运输概述1.1 教学目标:了解植物体内物质运输的概念、意义和途径。
1.2 教学内容:1.2.1 物质运输的概念:植物体内物质的运输是指植物体内物质在细胞间、组织间和器官间的传递过程。
1.2.2 物质运输的意义:植物体内物质运输对于维持植物生长、发育和环境适应具有重要作用。
1.2.3 物质运输的途径:植物体内物质运输主要通过根、茎、叶等器官进行,其中包括细胞间隙、细胞膜、细胞质、导管等途径。
第二章:植物体内的水运输2.1 教学目标:了解植物体内水运输的途径、机制和作用。
2.2 教学内容:2.2.1 水运输的途径:植物体内水运输主要通过根、茎、叶等器官进行,其中导管是主要的水运输途径。
2.2.2 水运输的机制:植物体内水运输主要依靠根压和蒸腾作用产生的拉力。
2.2.3 水运输的作用:水是植物体内物质运输的基础,对于植物的生长、发育和环境适应具有重要作用。
第三章:植物体内的养分运输3.1 教学目标:了解植物体内养分运输的途径、机制和作用。
3.2 教学内容:3.2.1 养分运输的途径:植物体内养分运输主要通过根、茎、叶等器官进行,其中导管是主要的养分运输途径。
3.2.2 养分运输的机制:植物体内养分运输主要依靠扩散、主动运输和胞间连丝等机制。
3.2.3 养分运输的作用:养分是植物生长的物质基础,对于植物的生长、发育和产量形成具有重要作用。
第四章:植物体内的有机物质运输4.1 教学目标:了解植物体内有机物质运输的途径、机制和作用。
4.2 教学内容:4.2.1 有机物质运输的途径:植物体内有机物质运输主要通过韧皮部细胞进行。
4.2.2 有机物质运输的机制:植物体内有机物质运输主要依靠胞间连丝和扩散等机制。
4.2.3 有机物质运输的作用:有机物质是植物生长和发育的重要物质,对于植物的储存、能量供应和生长发育具有重要作用。
第五章:植物体内的物质运输与农业生产5.1 教学目标:了解植物体内物质运输在农业生产中的应用和意义。
植物生理学教案——植物体内有机物的运输教学目标:1. 了解植物体内有机物的运输途径和机制;2. 掌握植物体内有机物的运输方式和过程;3. 能够运用所学知识解释生活中有关植物体内有机物运输的现象。
教学重点:1. 植物体内有机物的运输途径;2. 植物体内有机物的运输机制。
教学难点:1. 植物体内有机物的运输过程;2. 生活现象与植物体内有机物运输的联系。
第一章:植物体内有机物的运输概述1.1 植物体内有机物的运输定义1.2 植物体内有机物的运输重要性1.3 植物体内有机物的运输研究意义第二章:植物体内有机物的运输途径2.1 木质部运输途径2.2 韧皮部运输途径2.3 细胞间隙运输途径第三章:植物体内有机物的运输机制3.1 被动运输机制3.2 主动运输机制3.3 协助扩散运输机制第四章:植物体内有机物的运输过程4.1 合成与储存过程4.2 加载与卸载过程4.3 运输与分配过程第五章:生活现象与植物体内有机物运输的联系5.1 植物生长与有机物运输5.2 果实成熟与有机物运输5.3 植物抗逆与有机物运输教学方法:1. 采用多媒体课件进行教学,直观展示植物体内有机物的运输过程;2. 结合生活实例,引导学生理解植物体内有机物运输的重要性;3. 开展课堂讨论,激发学生对植物体内有机物运输的兴趣和探究欲望。
教学评价:1. 课堂提问:检查学生对植物体内有机物运输的基本概念的理解;2. 课后作业:巩固学生对植物体内有机物运输的知识;3. 课程论文:培养学生运用所学知识分析生活现象的能力。
第六章:植物体内有机物的运输实例分析6.1 实例一:筛管与韧皮部的有机物运输6.2 实例二:木质部中的水分与无机盐运输6.3 实例三:顶端优势与有机物运输第七章:环境因素对植物体内有机物运输的影响7.1 温度对植物体内有机物运输的影响7.2 光照对植物体内有机物运输的影响7.3 水分对植物体内有机物运输的影响第八章:植物体内有机物运输与农业生产8.1 有机物运输与作物产量8.2 有机物运输与作物品质8.3 有机物运输与农业施肥第九章:植物体内有机物运输的科研方法9.1 实验设计:如何研究植物体内有机物运输9.2 观察方法:显微镜观察植物体内有机物运输9.3 测定技术:有机物运输的定量分析第十章:植物体内有机物运输的前沿领域10.1 植物体内有机物运输的分子机制10.2 植物体内有机物运输的基因调控10.3 植物体内有机物运输的生物技术应用教学方法:1. 结合具体实例,分析植物体内有机物运输的实际情况;2. 通过讨论和实验,探究环境因素对植物体内有机物运输的影响;3. 联系农业生产,了解植物体内有机物运输在实际生产中的应用;4. 利用科研方法,培养学生对植物体内有机物运输研究的兴趣;5. 关注前沿领域,引导学生了解植物体内有机物运输的最新发展。
慕本内容第六章植物体内有机物的运输(Transport of organicmatters in plant)高等植物器官有较明确的分工,叶片是进行光合作用合成有机物的主要场所,植株各器官、组织所需要的有机物,主要是由叶片供应的。
第一节有机物运输的途径、速率和溶质种类一、运输途径(Pathway of transport)通过环割试验,证明有机物运输是由韧皮部担任。
至于具体运输细胞,通过示踪法试验得知,主耍运输组织是韧皮部里的筛管和伴胞。
这里介绍筛管和伴胞的结构由于伴胞在起源上和功能上与筛管关系很密切,因此,常把它们称为筛分了■伴胞复合体(sieve element-companion cell complex)(图6-1 )o图6-1成熟筛分子和伴胞的结构成熟的筛分了无细胞核、液泡膜、微丝、微管、高尔基体和核糖体,但有质膜、线粒体、质体和光而内质网,所以筛管是活的,能输送物质。
伴胞与筛管分子来自共同的母细胞且邻接。
伴胞有细胞核、细胞质、核糖体、线粒体等。
伴胞与筛管Z间有许多胞间连丝(plasmodeomata),调节细胞与细胞Z间大分子运输。
伴胞把光合产物和ATP供给筛分子,它也可以进行重要代谢功能(例如蛋白质合成),但在筛分子分化时就会减弱或消失。
胞间连丝有一•紧压的内质网管道,叫做连丝微管(desmotubule),它把邻近细胞用内质网和胞质溶胶联系起来。
连丝微管紧闭无空隙,是否真正代表通道,现尚未明白。
连丝微管和孔的质膜Z间有球形蛋白,球形蛋白Z间又由另一种丝状蛋白相联系,分隔成8・10个微通道(mierochannel),可让直径为1.5-2.0nm以卜的分子通过。
(图6-2 )o图6-2 胞间连丝结构伴胞有3种:1、通常伴胞有叶绿体,胞间连丝较少,2、传递细胞(iransfer cell)的胞壁向内生长(突出),增加质膜表面积,且胞间连丝长且分支,增强物质运送筛分子,分布于屮脉周围。
植物体内的物质运输教案一、教学目标1. 让学生了解植物体内物质运输的基本概念和途径。
2. 使学生掌握植物体内物质运输的主要方式和机制。
3. 培养学生观察、思考和分析植物体内物质运输现象的能力。
二、教学内容1. 植物体内物质运输的基本概念介绍植物体内物质运输的定义、意义和作用。
2. 植物体内物质运输的途径讲解植物体内物质运输的途径及其特点。
3. 植物体内物质运输的主要方式详述植物体内物质运输的主要方式及其作用。
4. 植物体内物质运输的机制阐述植物体内物质运输的机制及其原理。
5. 植物体内物质运输的实例分析分析实际案例,让学生更好地理解植物体内物质运输的现象。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解植物体内物质运输的基本概念、途径、方式和机制。
2. 利用图表、动画等直观教具,帮助学生形象地理解植物体内物质运输的过程。
3. 设计实例分析,培养学生观察、思考和分析植物体内物质运输现象的能力。
4. 开展小组讨论,促进学生之间的交流与合作。
四、教学步骤1. 引入话题:介绍植物体内物质运输的实例,引发学生对植物体内物质运输的兴趣。
2. 讲解基本概念:讲解植物体内物质运输的定义、意义和作用。
3. 讲解物质运输途径:讲解植物体内物质运输的途径及其特点。
4. 讲解物质运输方式:详述植物体内物质运输的主要方式及其作用。
5. 讲解物质运输机制:阐述植物体内物质运输的机制及其原理。
6. 实例分析:分析实际案例,让学生更好地理解植物体内物质运输的现象。
7. 小组讨论:让学生结合实例,讨论植物体内物质运输的方式和机制。
8. 总结与评价:总结本节课的重点内容,对学生进行评价和反馈。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对植物体内物质运输基本概念、途径、方式和机制的理解程度。
2. 实例分析报告:评估学生在实例分析中的观察、思考和分析能力。
3. 小组讨论报告:评价学生在小组讨论中的参与程度和合作能力。
4. 课后作业:检查学生对课堂内容的巩固和应用能力。
植物体内的物质运输教案第一章:植物体内的物质运输概述1.1 教学目标:了解植物体内物质运输的概念和重要性。
掌握植物体内物质运输的基本途径和机制。
1.2 教学内容:植物体内物质运输的定义和意义。
植物体内物质运输的途径和机制。
物质运输在植物生长和发育中的应用。
1.3 教学方法:讲授法:讲解植物体内物质运输的概念和重要性。
互动法:引导学生讨论物质运输的基本途径和机制。
案例分析法:分析物质运输在植物生长和发育中的应用实例。
1.4 教学评估:课堂讨论:评估学生对植物体内物质运输的理解程度。
案例分析报告:评估学生对物质运输应用的理解和分析能力。
第二章:植物体内的水分运输2.1 教学目标:了解植物体内水分运输的途径和机制。
掌握植物体内水分的吸收、传导和散失过程。
2.2 教学内容:植物体内水分运输的途径和机制。
根部对水分的吸收过程。
水分在植物体内的传导和散失过程。
2.3 教学方法:讲授法:讲解植物体内水分运输的途径和机制。
实验法:进行植物水分运输的实验,观察和记录实验结果。
互动法:引导学生讨论水分运输过程中的关键因素。
2.4 教学评估:实验报告:评估学生对植物水分运输实验的理解和分析能力。
课堂讨论:评估学生对水分运输过程中关键因素的理解程度。
第三章:植物体内的养分运输3.1 教学目标:了解植物体内养分运输的途径和机制。
掌握植物体内养分的吸收、传导和利用过程。
3.2 教学内容:植物体内养分运输的途径和机制。
根部对养分的吸收过程。
养分在植物体内的传导和利用过程。
3.3 教学方法:讲授法:讲解植物体内养分运输的途径和机制。
实验法:进行植物养分运输的实验,观察和记录实验结果。
互动法:引导学生讨论养分运输过程中的关键因素。
3.4 教学评估:实验报告:评估学生对植物养分运输实验的理解和分析能力。
课堂讨论:评估学生对养分运输过程中关键因素的理解程度。
第四章:植物体内的有机物质运输4.1 教学目标:了解植物体内有机物质运输的途径和机制。
植物生理学教案——植物体内有机物的运输教学目标:1. 理解植物体内有机物的运输过程及机制。
2. 掌握植物体内有机物运输的主要途径和影响因素。
3. 能够分析实际问题,运用所学知识解决植物体内有机物运输相关问题。
教学重点:1. 植物体内有机物的运输途径。
2. 影响植物体内有机物运输的因素。
教学难点:1. 植物体内有机物运输的分子机制。
2. 在实际生产中应用植物体内有机物运输知识解决实际问题。
教学准备:1. 教材或教学资源。
2. 投影仪或白板。
3. 教学PPT或幻灯片。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾植物体内物质的运输方式。
2. 提问:同学们认为植物体内有机物是如何运输的?二、植物体内有机物的运输途径(15分钟)1. 讲解植物体内有机物的运输途径。
2. 介绍韧皮部、木质部等运输组织的功能和结构。
3. 强调筛管、伴胞等在有机物运输中的作用。
三、影响植物体内有机物运输的因素(15分钟)1. 讲解影响植物体内有机物运输的因素。
2. 分析温度、光照、水分等环境因素对有机物运输的影响。
3. 探讨植物生长调节剂、矿质元素等内因对有机物运输的作用。
四、植物体内有机物运输的分子机制(15分钟)1. 讲解植物体内有机物运输的分子机制。
2. 介绍载体蛋白、通道蛋白等在有机物运输中的功能。
3. 讨论基因调控在有机物运输中的作用。
五、实际问题分析与讨论(10分钟)1. 提出实际问题,如:如何提高作物产量?2. 引导学生运用所学知识分析问题,提出解决方案。
3. 讨论解决方案的可行性和效果。
教学总结:1. 总结本节课的主要内容和知识点。
2. 强调植物体内有机物运输在农业生产中的应用价值。
3. 提醒学生注意实际问题与理论知识的结合。
教学延伸:1. 深入了解植物体内有机物运输的研究进展。
2. 探究其他植物生理学领域的知识。
教学反思:1. 检查教学目标的达成情况。
2. 评估教学方法和教学效果。
3. 针对学生的反馈,调整教学策略。
基本内容第六章植物体内有机物的运输(Transport of organic matters in plant)高等植物器官有较明确的分工,叶片是进行光合作用合成有机物的主要场所,植株各器官、组织所需要的有机物,主要是由叶片供应的。
第一节有机物运输的途径、速率和溶质种类一、运输途径(Pathway of transport)通过环割试验,证明有机物运输是由韧皮部担任。
至于具体运输细胞,通过示踪法试验得知,主要运输组织是韧皮部里的筛管和伴胞。
这里介绍筛管和伴胞的结构由于伴胞在起源上和功能上与筛管关系很密切,因此,常把它们称为筛分子-伴胞复合体(sieve element-companion cell complex)(图6-1)。
图6-1 成熟筛分子和伴胞的结构成熟的筛分子无细胞核、液泡膜、微丝、微管、高尔基体和核糖体,但有质膜、线粒体、质体和光面内质网,所以筛管是活的,能输送物质。
伴胞与筛管分子来自共同的母细胞且邻接。
伴胞有细胞核、细胞质、核糖体、线粒体等。
伴胞与筛管之间有许多胞间连丝(plasmodeomata),调节细胞与细胞之间大分子运输。
伴胞把光合产物和ATP供给筛分子,它也可以进行重要代谢功能(例如蛋白质合成),但在筛分子分化时就会减弱或消失。
胞间连丝有一紧压的内质网管道,叫做连丝微管(desmotubule),它把邻近细胞用内质网和胞质溶胶联系起来。
连丝微管紧闭无空隙,是否真正代表通道,现尚未明白。
连丝微管和孔的质膜之间有球形蛋白,球形蛋白之间又由另一种丝状蛋白相联系,分隔成8-10个微通道(mierochannel),可让直径为1.5-2.0nm以下的分子通过。
(图6-2)。
图6-2 胞间连丝结构伴胞有3种:1、通常伴胞有叶绿体,胞间连丝较少,2、传递细胞(transfer cell)的胞壁向内生长(突出),增加质膜表面积,且胞间连丝长且分支,增强物质运送筛分子,分布于中脉周围。
3、居间细胞(intermediary cell)有许多胞间连丝,与邻近细胞(特别是维管束)联系,它能合成棉子糖和水苏糖等。
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高一生物教案植物体内有机物的运输
【摘要】鉴于大家对自考考务考籍十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文“高一生物教案植物体内有机物的运输”,供大家参考!
高一生物教案植物体内有机物的运输
第六章植物体内有机物的运输
一、教学时数
计划教学时数4 学时。
二、教学大纲基本要求
1. 了解植物体内有机物质的两种运输系统,即短距离运输系统和长距离运输系统; 了解韧皮部运输的机理、韧皮部同化物运输的方式、运输的物质种类、运输的方向和速度;
2. 了解韧皮部装载和卸出途径;
3. 了解光合细胞和库细胞中同化物的相互转化关系;
4. 了解植物体内代谢源和代谢库之间的关系;
5. 了解同化物的分配规律和影响因素;
三、教学重点和难点
( 一) 重点
1 . 源和库、P 蛋白、胼胝质、转移细胞、比集转运速率、韧皮部装载和卸出、压力流学说、源库单位、源强、库强等概念。
2 .韧皮部运输的机理。
3 .光合细胞中蔗糖的合成,库细胞中淀粉的合成。
4 .同化物的分配规律和特点。
5 .影响同化物分配的因素。
1。
高一生物教案植物体内有机物的运输
【摘要】鉴于大家对自考考务考籍十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文“高一生物教案植物体内有机物的运输”,供大家参考!
高一生物教案植物体内有机物的运输
第六章植物体内有机物的运输
一、教学时数
计划教学时数4 学时。
二、教学大纲基本要求
1. 了解植物体内有机物质的两种运输系统,即短距离运输系统和长距离运输系统;
了解韧皮部运输的机理、韧皮部同化物运输的方式、运输的物质种类、运输的方向和速度;
2. 了解韧皮部装载和卸出途径;
3. 了解光合细胞和库细胞中同化物的相互转化关系;。
第6章植物体内有机物质的运输与分配教学时数:1学时教学目的与要求:要求学生掌握韧皮部装载与卸出及其机理;了解有机物运输的途径、速率和溶质种类,以及同化物的分布规律。
教学重点:韧皮部装载与卸出教学难点:韧皮部运输机理本章主要阅读文献资料:1.王宝山主编、刘萍等副主编,植物生理学,科学出版社,2004.12.李合生主编,现代植物生理学,高等教育出版社,2002.13.王忠主编,植物生理学,中国农业出版社,2000.5本章讲授内容:第一节有机物运输的形式、途径、方向和度量一、有机物质运输的形式1.收集韧皮部汁液的方法:蚜虫吻针法用蚜虫吻针法收集筛管汁液①将蚜虫的吻刺连同下唇一起切下;②切口溢出筛管汁液;③用毛细管汲取汁液2.韧皮部汁液的成分韧皮部汁液分析结果表明:韧皮部汁液干物质占10-25%,其中主要是碳水化合物,其余为蛋白质,氨基酸、激素和一些无机离子。
碳水化合物主要是糖,在筛管中糖通常总是以非还原态进行运输,这可能是因为糖的非还原态形式的反应活性低于它的还原态形式。
对于大多数植物来说,筛管中最主要的非还原糖是蔗糖,筛管中蔗糖浓度可以达到0.3到0.9M,可以占干物质的90%。
除了蔗糖之外,蔗糖还可以与半乳糖(galactose)分子结合形成其他化合物进行运输,如棉子糖(raffinose)是蔗糖结合一分子半乳糖的化合物,水苏糖(stachyose)是蔗糖结合两分子半乳糖的化合物,毛蕊花糖(verbascose)则由蔗糖和三分子半乳糖组成。
在筛管中运输的还有甘露醇(mannitol)和山梨醇(sorbitol)等糖醇。
在韧皮部进行运输的还有其他的有机物(10%):含氮化合物:主要是氨基酸及其酰胺形式,特别是谷氨酸、天冬氨酸以及它们的酰胺,谷氨酰胺和天冬酰胺。
植物激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸都可以在韧皮部进行运输。
虽然生长素可以在木质部进行极性运输,但是长距离的激素运输至少部分是在筛管中进行。
核苷酸、蛋白质和RNA等。
筛管中还有一些与基本的细胞功能相关的蛋白质,例如进行蛋白质磷酸化的蛋白激酶、参与二硫化合物还原的硫氧还原蛋白、降解蛋白质的泛素、指导蛋白折叠的分子伴侣等等。
无机离子:有钾、镁、磷和氯,但是硝酸、钙、硫和铁则存在较少。
3.以蔗糖为主要运输形式的原因。
为什么有机物的运输以蔗糖运输为主?1)高的水溶性(0 –100ml-179g) ,有利于在筛管中运输;2)非还原糖,化学性质稳定,运输中不易发生反应;3)很高的运输速率(107 cm/h );4)能量优于葡萄糖。
(2分子葡萄糖氧化产生72 ATP,1分子蔗糖氧化产生71 ATP。
)二、有机物质运输的途径维管系统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。
有机物的运输途径是由韧皮部担任的。
证明有机物运输途径是韧皮部的方法:环割实验(木本植物)同位素示踪实验(草本植物和木本植物)有机物的运输不仅包括器官之间的运输,还包括细胞内和细胞间的运输。
1.短距离运输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。
短距离运输可分为共质体运输、质外体运输及其交替运输。
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,常需要经过一种特化的细胞――转移细胞。
转移细胞(transfer cell)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,即所谓出胞现象。
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。
2.长距离运输1)筛分子和伴胞的结构①筛分子(sieve element)P-蛋白(phloem protein)(被子植物)存在形式:在幼嫩的筛管分子中――P-蛋白为球形或纺锤形,称为P-蛋白体(P-protein body)。
在成熟的筛分子中――管状或纤维状的结构。
合成:在伴胞中进行合成并通过胞间连丝转运到筛管分子。
功能:堵塞受伤筛分子的筛孔,防止筛管中汁液的流失。
胼胝质(callose)位于筛管的质膜和胞壁之间,是 -1,3 -葡聚糖,质膜上合成。
损伤和胁迫刺激胼胝质合成。
②伴胞(companion cell)筛管-伴胞复合体(sieve element-companion cell complex, SE—CC复合体)伴胞特点:胞间连丝和线粒体丰富,原生质浓厚。
伴胞(companion cell)的种类:普通伴胞(ordinary companion cell),传递细胞(transfer cell)胞间连丝:是贯穿胞壁的管状结构物,内有连丝微管,其两端与内质网相连接,胞间连丝把相邻细胞的原生质体联结起来,输运有机物和无机物,传递刺激。
三、有机物质的运输方向1.源库的概念源(source)是指生产同化物以及向其它器官提供营养的器官。
库(sink)是指消耗或积累同化物的器官。
源库单位(source-sink unit):同化物供求上有对应关系的源与库称为源——库单位。
2.运输方向纵向运输:单向运输、双向运输横向运输:量微,纵向运输时受阻四、有机物质运输的度量1.有机物质的运输速度(velocity)定义:是指同化物在单位时间内移动的距离。
植物体内有机物的运输速度一般是约100cm/h。
影响因素:A.不同植物的有机物运输速度有差异。
B.同一作物,生育期不同,有机物运输速度不同;C.运输速度也随运输物质种类而异。
2.有机物质的运输率比集运量(specific mass transfer rate, SMTR):有机物在单位时间内通过单位韧皮部横截面积的数量。
比集运量多为1-13 g/cm2.h,最高可达200 g/cm2.h。
单位:g cm-2 h-1。
SMTR =干物质量/[韧皮部(筛管)横截面积×时间]=V×C(V:流速(cm·h-1)、C:浓度(g·cm-3))第二节有机物质运输的机理一、有机物质在源端的装载(phloem loading)韧皮部装载:指光合产物从成熟叶片中叶肉细胞的叶绿体运送到筛管分子-伴胞复合体的整个过程。
关键:从“源”细胞装入筛管分子。
短距离运输:细胞――细胞长距离运输:维管系统过程:①光合产物从叶绿体外运到细胞基质;②从叶肉细胞运输到叶片小叶脉筛管分子-伴胞复合体附近;③蔗糖进入筛管分子-伴胞复合体——筛管分子装载。
1.装载途径:①质外体途径(apoplastic pathway):有细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系称质外体,物质经过质外体运输的途径称为质外体途径☆问题:质外体途径就是全过程都是在质外体中进行(×)②共质体途径(symplastic pathway):有胞间连丝把原生质连成一体的体系称共质体。
物质经过共质体运输的途径称为共质体途径。
☆整个途径的细胞间都具有胞间连丝。
2.装载机理主动的分泌过程,受载体调节。
依据是:对被装载物质有选择性;需要能量供应(ATP);具有饱和效应。
质外体途径中蔗糖转运的机理(蔗糖-质子同向运输机理)共质体途径中寡糖转运的机理(多聚体-陷阱模型)质外体装载和共质体装载比较质外体装载共质体装载运输糖蔗糖蔗糖、棉籽糖和水苏糖细胞伴胞种类通常是伴胞和传递细胞居间细胞胞间连丝数目少多二、有机物质在库端的卸出(Phloem unloading)指装载在韧皮部的同化产物输出到库的接受细胞的过程。
过程:①蔗糖等运输糖被输送出筛管分子;②糖被运出筛管分子后,经过一个短距离运输被运输到库细胞;③糖被库细胞存储或代谢。
整个全过程统称为韧皮部卸出。
途径:共质体途径:通过胞间连丝到达接受细胞,在细胞溶质或液泡中进行代谢,如卸到营养库(根和嫩叶)质外体途径:如卸出到贮藏器官或生殖器官.机理:主动过程:通过质外体途径的蔗糖,同质子协同运转被动过程: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三、有机物质运输的动力渗透动力:即依靠源库两端的同化物浓度差顺流而下,这一过程不需要代谢能,是一个物理过程。
代谢动力:需要消耗代谢能的生理过程。
两种动力相互结合,完成有机物的运输。
有机物运输的机制――三种假说1.压力流动学说(pressure flow hypothesis)E. Munch (1930) 提出.经过修改和补充后,内容如下: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压力梯度所驱动的。
而压力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。
实验证据:①改进固定材料方法和制片技术,用电镜观察,可发现筛板的筛孔是开放的。
②以11CO2或14CO2作脉冲标记的实验表明,在单一筛管分子中,同化物运输是单向的。
③用昆虫吻针法可测定到筛管具有正压力,源库间具有压力差。
④限制ATP的供应,如低温、缺氧、代谢抑制剂等不会终止运输。
优缺点:①该学说可以解释被子植物同化物的长距离运输,但对裸子植物不适用;②这个学说对一个筛管细胞同时进行双向运输的事实不好解释。
2.细胞质泵动学说(耗能量)1)要点:认为筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝,形成胞纵连束,它们有节律地蠕动,糖分随之移动。
2)优点:可以解释双向运输现象。
(同一筛管中不同胞纵连束,在相同时候可进行相反方向的移动,糖分也就向相反方向运输。
)3)缺点:反对者怀疑筛管里是否存在胞纵连束。
3.收缩蛋白学说(收缩蛋白又叫韧皮蛋白,简称P-蛋白)1972年提出。
1)要点:筛管分子与筛孔内具有P-蛋白构成的微纤丝相连而成的网络。
P-蛋白具有ATP酶的活性,可分解ATP,并利用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。
2)优点:①微纤丝相当于ATP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;②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。
第三节有机物质的分配与调控一、代谢源与代谢库及其相互关系1.代谢源(metabolic source):制造并输出同化物的组织、器官或部位。
2.代谢库(metabolic sink):能够消耗或贮藏同化物的组织、器官或部位。
源-库单位(source-sink unit):营养上相互依赖,相互制约的源与库,以及二者之间的输导组织所构成的一个系统称为源-库单位。
根据同化物质输入后的命运,库器官可分为使用库(或称为营养库)和贮藏库两种。