同化物的运输与分配
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第六章植物体内同化物的运输与分配知识要点物质在维管束中运输的一般规律是:无机营养及信息物质在木质部中向上运输,而在韧皮部中向下运输;同化物在韧皮部中可向上或向下运输,而在木质部中向上运输;木质部和韧皮部间可侧向发生物质交换。
源叶中由光合作用形成的磷酸丙糖通过叶绿体被膜上磷运转器进入细胞质,并经过一系列酶促反应合成蔗糖,蔗糖是光合同化物的主要运输形式,它通过质外体和/ 或共质体的胞间短距离运输进入韧皮部薄壁细胞,然后又经过质外体和/ 或共质体装载进入筛管- 伴胞复合体,一旦光合同化物进入韧皮部,在压力梯度的驱动下,向库细胞侧运输。
在库端同化物从筛管- 伴胞复合体向周围细胞卸出。
源端的蔗糖装载和库端蔗糖卸出维持着源库两端蔗糖浓度差,由蔗糖浓度差引起的膨压差推动着韧皮部中的物质运输。
光合同化物进入库细胞或用于生长和呼吸,或进一步合成贮藏性物质,因此,光合同化物的形成、运输、分配直接关系到作物产量的高低和品质的好坏。
叶绿体中的磷酸丙糖及细胞质中合成的蔗糖的去向决定于源库间的相互协调和相互作用。
当光合同化物的形成能力大于对同化物的需求时,细胞质中蔗糖的合成受到抑制,用于输出的蔗糖的量减少,而进入液泡作临时性贮藏的量增加。
光合作用形成的磷酸丙糖滞留在叶绿体内用于合成淀粉,并通过某种( 些) 机理反馈抑制光合作用。
另外,通过促进库细胞有关蔗糖和淀粉合成代谢酶的合成或活性,最终使光合同化物的形成能力与同化物的需求间达到一种新的平衡。
当光合同化物的形成能力小于对同化物的需求时,磷酸丙糖优先进入细胞质用于合成蔗糖并向库细胞输送,细胞质中低浓度的蔗糖对源叶光合酶活性有反馈促进作用,从而两者达到一种新的平衡。
光合同化物分配的总规律是从源到库,源是合成和/或输出同化物的器官,而库是消耗和/ 或积累同化物的器官,源和库对同化物的运输和分配具有显著的影响,其影响的程度可用源强和库强来衡量。
一般来说,源强决定同化物分配的数量,而不影响同化物在不同库间的分配比例。
同化物运输与分配的特点和规律同化物是指任何生物体在生长发育、代谢过程中所需要的营养物质,如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等。
同化物的运输和分配是生物体维持正常生理功能的重要过程。
下面将探讨同化物运输和分配的特点和规律。
1. 同化物的运输方式多样同化物的运输方式有多种,主要包括质子泵、离子通道、转运蛋白、囊泡运输等。
其中,转运蛋白是同化物运输的主要方式之一,它可以将离子或小分子物质从细胞外或细胞内输送到细胞内或细胞外。
2. 同化物的运输具有方向性同化物在生物体内的运输具有方向性,通常是从高浓度区域向低浓度区域运动。
这是由于同化物的扩散速率与其浓度成反比,浓度越高,扩散速率越慢。
3. 同化物的运输速度受限同化物在生物体内的运输速度受限于许多因素,如运输蛋白的数量、分布、亲和力等,以及细胞膜的通透性。
此外,同化物的运输速度还受到渗透压、离子浓度等因素的影响。
4. 同化物的分配具有优先级同化物在生物体内的分配具有优先级,不同组织和器官对同化物的需求程度不同,因此会发生竞争。
比如,脑部对葡萄糖的需求非常高,而肌肉对葡萄糖的需求则较低。
5. 同化物的分配受到调节机制的控制同化物的分配受到许多调节机制的控制,如激素、神经系统等。
这些机制可以调节同化物的合成、分泌、吸收等过程,从而保证生物体内各个组织和器官获得足够的营养物质。
同化物的运输和分配是生物体维持正常生理功能的重要过程。
它具有多种运输方式、方向性、速度受限、分配具有优先级和受到调节机制的控制等特点和规律。
了解同化物运输和分配的特点和规律,有助于深入理解生物体内的代谢过程,为研究疾病的发生、预防和治疗提供理论依据。
第六章植物体内同化物的运输与分配Ⅱ 习题一、名词解释转运细胞代谢库同化物的装卸出胞现象P- 蛋白源 - 库单位运输速度代谢源压力流动学说比集运量二、写出下列符号的中文名称SE-CC SMT SMTR三、填空题1. 植物体内同化物长距离运输的途径是(),而细胞内的运输主要是通过()和()。
2. 植物胞间运输包括()、(),器官间的长距离运输通过()。
3. 植物体内碳水化合物主要以()的形式运输,此外还有()糖、()糖和()糖等。
4. 筛管汁液中含量最多的有机物是(),含量最多的无机离子是()。
5. 用()法和()法可以证明,植物体内同化物长距离运输的途径是韧皮部筛管。
6. 同化物运输的方向有()和()两种。
7. ()在()年提出了关于韧皮部运输机理的压力流动学说。
8. 有机物总的分配方向是由()到()。
9. 植物体内同化物分配的特点是()、()、()、()()。
10. 载体参与和调节有机物质向韧皮部装载过程,其依据是();();()。
11. 根据源库关系,当源大于库时,籽粒增重受()的限制,库大于源时,籽粒增重受()的限制。
12. 影响同化物分配的外界条件有()、()、()和()。
13. 无机磷含量对同化物的运转有调节作用,当无机磷含量较高时,P i 与叶绿体内的()进行交换有利于光合产物从()运转到(),促进细胞内()的合成。
14. 植物在营养生长期,氮肥施用过多,体内()含量增多,()含量减少,不利于同化物在茎秆中积累。
15. 近年来发现,细胞内 K + /Na + 比调节淀粉 / 蔗糖的比值, K + /Na + 比高时,有利于()的积累, K + /Na + 比低时,有利于光合产物向()的转化。
16. 伴细胞与筛管细胞通过胞间连丝相联,伴细胞的作用是为筛管细胞(),(),()和()。
17. 有机物质从绿色细胞向韧皮部装载的途径,可能是从()→()→()(韧皮部筛管)。
18. 研究表明()、()和() 3 种植物激素可以促进植物体内有机物质的运输。
同化物的运输和分配短距离:细胞内与细胞间;胞内依靠微丝;胞间依靠胞间连丝;又含质外体运输、共质体运输和共质体-质外体运输长距离:器官、源库之间,主要为维管束系统维管束的组成:木质部(以导管为中心)、韧皮部(以筛管为中心)。
维管束鞘以及穿插于包围木质部与韧皮部的细胞功能:物质长距离运输的通道、信息物质传递的通道、两通道间的物质交换、对同化物的吸收和分泌、对同化物的加工和储存、外源化学物质以及病毒等传播的通道、植物体的机械支撑韧皮部包括筛管分子、伴胞和薄壁细胞成熟筛管分子无细胞核。
高尔基体、液泡、核糖体、微管、微丝等细胞器伴胞又可分为普通伴胞、转移伴胞、中间伴胞物质运输的一般规律:①无机营养在木质部中向上运输,而在韧皮部中向下及双向运输②光合同化物在韧皮部中可双向运输,其运输方向取决于库的方向③含氮有机物和激素在两管道中均可运输,其中根系合成的氨基酸、激素经木质部运输,而冠部合成的激素和含氮物则经韧皮部运输④在春季树木展叶之前,糖类、氨基酸、激素等有机物可以沿木质部向上运输⑤在组织与组织之间,包括木质部和韧皮部之间,物质可以通过被动转运或主动转运等方式进行侧向运输同化物从源到库的运输包括三个过程:同化物从叶肉细胞进入筛管细胞,同化物在筛管中长距离运输,同化物从筛管向库细胞释放质外体装载:指光合细胞的蔗糖进入质外体,然后通过位于筛管分子伴胞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共质体装载:指光合作用细胞的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖梯度进入伴胞,最后进入筛管的过程压力流动学说:同化物在筛管内是随流集流动的,而流集是由疏导系统两端的膨压差维持的同化物的配置:指的是光合同化物的代谢转化去向和调节光合细胞中同化物的配置:叶绿体中淀粉的合成;细胞质中蔗糖的合成;光合细胞中的配置调节库细胞中同化物的配置:蔗糖的代谢、淀粉的合成、源-库单位:在同化物供求上有对应关系的源和库,以及源和库之间的输导组织的合称源-库单位的可变性是整枝、摘心、蔬果等栽培技术的生理基础库可分为代谢库和储藏库、可逆库和不可逆库库容是指能积累的同化物的最大空间库活力是指库的代谢活性、吸引同化物的能力同化物的分配规律:优先供应生长中心;就近供应,同侧运输,运输途径的更改,从源到库,光合产物的再分配同化物的再分配的途径除了走原有的输导系统外,细胞内含物可以解体后再撤离,也可不经解体直接穿壁转移,直至内含物全部撤离细胞。
同化物运输与分配的特点和规律同化物运输与分配的特点和规律主要表现在以下几个方面:1. 组织方式:同化物运输与分配是一个复杂的生物化学过程,由多个细胞和组织协同完成。
通常情况下,同化物的运输和分配都需要通过细胞膜、细胞间隙等结构进行。
2. 优先级和方向性:同化物运输和分配有其独特的优先级和方向性。
例如,在植物中,光合产物的运输和分配通常优先满足生长点和果实等器官的需要,而不是根部等较低级的器官。
3. 反应速度:同化物的运输和分配速度主要由生物的代谢速率所决定,这也是生物体对同化物的需求量和供给量的重要影响因素。
4. 稳定性:同化物在运输和分配过程中具有一定的稳定性,例如,在植物中,叶片的光合作用可以持续数小时,产生的光合产物可以长时间稳定地分配到其他器官中。
5. 调控机制:同化物的运输和分配受到多种调控机制的影响,例如,植物中的根系释放生长素可以促进光合产物的向下分配,维持整个植物体的生长和发育。
总之,同化物运输与分配是生物体内一个复杂的生物化学过程,其规律和特点由多种因素共同决定。
对其深入研究可以为农业与生物科学领域提供重要启示。
6. 交互作用:同化物的运输和分配受到生物体外部环境的影响,例如,在植物中,温度、光照等因素都会对光合产物的分配产生影响。
7. 适应性:生物体对同化物的运输和分配具有一定的适应性。
例如,在极端的干旱环境下,植物可以通过减少蒸腾和韧皮组织的透性等方式减少水的流失,从而保证足够的水分供给来维持光合作用和同化物的运输和分配。
8. 区域性:同化物的运输和分配在不同的区域具有不同的影响和表现。
例如,在植物中,光合产物在根部具有阳性变化,在叶片中则具有阴性变化。
总之,同化物运输与分配的特点和规律与生物体的生理、形态、环境适应性等方面密切相关。
对其深入研究可以为生物学及其相关领域的发展提供重要的理论与应用基础。