植物同化物的运输

植物生产中的同化产物转运与产量植物生产中的同化产物转运与产量是一个重要的研究领域，对于理解植物生长发育和优化农业生产具有重要意义。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质，其中的同化产物需要在植物体内进行转运，以供给各个部位的生长和代谢需求。

本文将探讨植物生产中同化产物的转运方式及其对产量的影响。

一、同化产物转运的方式植物体内的同化产物主要包括光合产物和氮素化合物等。

这些产物需要通过植物体内的转运系统进行运输，以满足不同部位的需求。

1. 根部吸收和转运植物的根部是主要的营养吸收器官，通过根系吸收土壤中的水分、无机盐和一些有机物质。

这些吸收的物质经过根部的转运系统，通过根毛细胞向上运输到茎、叶和其他器官。

2. 维管束系统植物的维管束系统是同化产物运输的重要通道。

在茎和叶片中存在着复杂而分化的维管束结构，分为导管和木质部。

导管主要负责水分和所需养分的运输，而木质部则提供结构支持。

3. 伴胞体转运在植物叶片中存在着伴胞体，它与细胞间隙相连形成伴胞体复合体，通过伴胞体复合体进行物质的转运。

伴胞体转运主要用于光合产物如蔗糖的运输，将其从光合组织向其他非光合组织输送。

二、同化产物转运与产量关系的影响因素同化产物的转运方式直接影响植物的产量和生长发育状况。

以下是一些影响因素的讨论：1. 维管束结构维管束的结构和功能对同化产物的转运速率和效率起着重要影响。

结构合理、通道畅通的维管束能够有效地输送养分和水分，提高同化产物的转运效率，从而促进植物的生长和发育，增加产量。

2. 蔗糖运输蔗糖是光合产物中最主要的形式之一，其转运方式会直接影响产量。

伴胞体转运是蔗糖运输的重要方式，通过伴胞体通道将光合产物从叶片运输到非光合组织。

当伴胞体通道受到损伤或阻塞时，蔗糖运输受到限制，植物的产量可能会受到影响。

3. 植物激素调控植物激素在调控同化产物转运和分配过程中起着重要作用。

例如，生长素可以促进同化产物的分配到顶端生长点，从而促进茎长；而赤霉素则能促进同化产物向地下部位的转运，助于促进根系发育和营养吸收。

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。

植物生理学习题大全第章植物同化物的运输The following text is amended on 12 November 2020.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/(m2h)或g/(mm2s)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。

植物同化物的运输和分离名词解释质外体：指除元甚至以外由细胞壁的纤维丝及其以外的胞间空间组成的运输通道共质体：指由胞间连丝及原生质膜本身在细胞的偶联所形成的运输通道质外体运输：物质转移是一个物理过程，质外体大小用表观自由空间表示，当外液与自由空间扩散平衡时，溶质在植物组织中浓度转移细胞：主要分布在输导组织末端及花果器官等同化物装入或卸出部位的一些特化细胞，其特点是胞壁和质膜内凹，使表面积瞪大，此外胞质浓厚，细胞器发达，代谢旺盛，有利于物质吸收和排出。

（源端装入，库端卸出）筛胞：和筛管结合紧密，有大量的胞间连丝相连。

为筛管提供物质和能量构成筛管伴胞复合体（SE/CC）用作转移细胞，参与同化物的装卸。

P-蛋白：也称韧皮蛋白，借提供的能量来伸缩以推动筛管内物质运输源：指制造或输出同化物的部位或器官（成熟叶、发芽时块根、块茎等）库：消耗或贮藏同化物的部位或器官（根系形成中种子、幼果、膨大中块根块茎）比集运量或比集运速率：指单位时间通过韧皮部横截面积的干物质运转量压力流动假设：推动韧皮液流动的动力在于“源”“库”两端的压力差收缩蛋白学说：筛管P-蛋白，靠ATP能量上下收缩或扩区，推动筛管中有机物运转生长中心：指在某一特定的生长期中，生长最迅速，最易获得同化物的部位源库单位：在某一发育时期一个叶片的同化物主要供应其邻近的器官或组织，它们之间在营养上相互依赖，这些叶片和器官组织称为源库单位胞间连丝：由质膜、压缩的内质网、丝状蛋白质连接球蛋白组成，有传递物质和信息的功能输导组织：植物体中担负物质长途运输的主要组织韧皮部运输途径：筛管和筛胞运输Sieve element：筛板—筛孔—P-蛋白（胞间联络束）—胼胝体环割：环绕植株的枝干，剥去一定宽度树皮的作法韧皮部装入：同化物从成熟叶片中叶肉细胞的绿叶体运送到筛分子-伴胞复合体的整个过程韧皮部卸载：韧皮部进行输出的同化物在库端被运出韧皮部并被邻近生长或贮存组织所吸收的过程配制：从代谢而言，指光合产物多少用于细胞代谢，多少用于合成淀粉储存在叶绿体中，多少合成可输出蔗糖分配：植物体中有规律的光合产物向各库器官输送的模式区室化：植物细胞将不同的代谢途径分隔到膜包被的不同的细胞室或区室中，而各细胞器或区室在其功能上有其相对独立性，但又相互联系代谢源Metabolic source代谢库Metabolic sink生长中心Growth center配制Allocation分配Partition (distribution)转移细胞Transfer cell糖与质子共转运Sugar and proton cotransport 韧皮部运输Phloem transport区室化Compartmentation输导组织Conduct tissue筛分子Sieve element环割Girdling压力流假说Pressure flow hypothesis 韧皮部装载和卸载Phloem loading and unloading 直链淀粉Amylose支链淀粉Amylopectin胞间连丝Plasmodesma 知识点一．植物体内的同化物运输1.短距离运输：胞内运输（共质体），胞间运输（质外体）2.长距离运输：韧皮部运输途径（筛板—筛孔—P-蛋白（胞间联络束）—胼胝质）筛胞：和筛管结合紧密，有大量的胞间连丝相连。

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。

第五章植物同化物运输1.有机物的运输是由韧皮部担任的。

主要的运输组织是韧皮部的筛管和伴胞，由于在他们的起源和功能上关系密切，称为筛分子--伴胞复合体。

2.被子植物是筛管和伴胞。

裸子植物是筛胞。

成熟的被子植物的筛分子没有细胞核，液泡膜，微丝，微管，但是有线粒体，质体和光面内质网。

筛管分子首尾组成筛板，大多数的植物筛分子的内壁上还有韧皮蛋白（简称P--蛋白），功能是当韧皮部的组织受伤时，处于高膨压状态的筛分子其细胞质的正常状态就会收到破坏，迫使细胞内含物迅速的向受伤的位置移动，P--蛋白就会在筛孔的周围形成凝胶，以维持其他筛管的正压力，同时减少同化物的流失。

3.筛分子的质膜和胞壁之间还有胼胝质，是一种葡聚糖，当筛分子受伤，它把筛孔堵住，万杰的胁迫等解除后，就会消失，筛分子恢复运输功能。

4.伴胞和筛分子有共同的母细胞，伴胞有细胞核，细胞质，核糖体，线粒体，能把光合产物和ATP共给筛分子，也可以进行重要代谢功能。

伴胞有3种：（1）通常伴胞，胞间连丝少（2）传递细胞，增强运输功能，胞间连丝长，分支（3）居间细胞，胞间连丝多。

5.伴胞和筛管之间有许多的胞间连丝，普遍存在植物体，是连接两个相邻植物细胞的胞质通道，每个胞间连丝的中央有与两侧细胞内质网相连的连丝微管，连丝微管和质膜之间形成胞质套管，连丝微管和孔的质膜之间有球形蛋白，把胞质套管分为微通道，也是胞间连丝的疏导途径之一。

接受多个源器官的同化物，有机物进入韧皮部，可以向上运输，也可以向下运输，即可以双向运输，但是，正常的状态下，横向运输甚微，只有当纵向运输受到阻碍时，从加强横向运输。

8.同化物的成分是利用蚜虫吻刺法收集韧皮部的汁液，分析结果表明：主要运输的物质是水，其中溶解愈多糖分。

非还原糖：蔗糖，棉子糖，水苏糖和毛蕊花糖，甘露醇，山梨糖醇，其中蔗糖最多。

原因：（1）蔗糖的溶解度高。

（2）是还原性糖，性质稳定。

（3）蔗糖具有较高的能量。

（4）运输的速度快。