植物体内有机物的转化和运输
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一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势:每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。
2.渗透作用:溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。
对于水溶液而言,是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。
3.蒸腾作用:植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。
4.蒸腾速率:又称蒸腾强度或蒸腾率,指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
第二章植物的矿质营养1.溶液培养:在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说:质膜上的载体蛋白属于内在蛋白,它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合,形成载体-物质复合物,通过载体蛋白构象的变化,透过质膜,把分子或离子释放到质膜的另一侧。
第三章植物的光合作用5.光合作用:通常是指绿色细胞吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
从广义上讲,光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。
6.双光增益效应或爱默生增益效应:在用远红光照射时补红光(例如650nm的光),则量子产额大增,比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应,因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的,故又叫爱默生效应。
7.光合磷酸化:光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP,并形成高能磷酸键的过程。
8.光补偿点:同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。
9.光呼吸:植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程,由于这种反应仅在光下发生,需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称作为光呼吸。
因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸,以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物,因此光呼吸途径又称为C2循环。
第四章植物的呼吸作用1.呼吸商:简称RQ,指植物在一定时间内,呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。
2.温度系数:是指在生理温度范围内,温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。
第五章植物体内有机物质的运输讲授内容和目标:掌握有机物质运输的形式和机制,了解环境条件对植物有机物质运输的影响。
重点介绍有机物质运输的机理和研究方法。
学时分配:3学时。
具体内容:第五章植物体内有机物质的运输第一节有机物质运输的途径、速度和种类一 .运输途径-环割实验在木本植物的的树干上,环割一圈,深度到形成层,剥去圈内的树皮。
观察一定时间后植物的生长状况。
结果:环割上部枝叶正常生长,但是根系的生长受到抑制。
说明植物有机物质的运输是通过韧皮部进行的。
-放射性自显影实验用14co2饲喂叶片,进行光合作用一定时间后,在叶柄或茎进行横切成切片,用照相底片进行感光。
结果如图6-1所示:实验结果说明:有机物质运输的途径是韧皮部。
两种放射性元素同时示踪的方法:用14co2和KH232Po4分别施加于植物某段茎的上下端的叶片上。
同时将中间的茎部的一段树皮与木质局部离,隔以蜡纸。
光合作用一定时间后,分别测定茎部各段的14c和32P放射性。
实验结果说明:在筛管分子中存在着同时的双向运输过程。
(一).有机物质运输的形式蛤虫吻刺法研究结果:蔗糖在韧皮部汁液中的质量浓度为l()0~250g/L,占干物质的90%。
因此说明:筛管分子内有机物质运输的主要形式是蔗糖。
其次:棉子糖(三糖)、水苏糖(四糖)、毛蕊花糖(五糖)是某些植物有机物质的运输形式。
谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺和天冬酰胺等是植物少量有机物质的运输形式。
(二).运输的速度借助放射性同位素的示踪研究说明:植物体内有机物质的运输速度要快于扩散速度,变化范围在30~150cm/h,平均为100cm/h。
不同的植物有差异,同一植物不同生育期有差异。
第二节韧皮部装载定义:是指光合产物从叶肉细胞运输到筛管分子-伴胞复合体(sieve element companion cell complex)的过程。
一.韧皮部装载的途径韧皮部的装教有两条途径:1.质外体途径定义:指糖从叶肉细胞经过质外体运输到筛管分子的过程。
※有机物运输的部位筛管●韧皮部薄壁细胞普通伴胞伴胞转移细胞中间细胞※运输形式:蔗糖※运输方向●方向:从源向库运输。
▲代谢源(源)→成熟展开的叶片(光合产生有机物)▲代谢库(库)→幼嫩、衰老、为展开的叶片▲既可横向,也可纵向运输。
(双向运输)※运输速率●比集转运率:单位截面积韧皮部或筛管在单位时间内运输有机物的质量g/(cm2·h)※韧皮部装载: 同化物从合成部位进入筛管的过程。
→伴胞类型、有机质形式质外体途径:伴胞类型为普通伴胞或转移细胞●装载的途径共质体途径:伴胞类型为居间细胞●装载机理:AH+-A TP胞外H+增加→形成质子动力势→蔗糖质子同向运输器→H+与蔗糖同时装载※韧皮部卸出: 光合同化物从SE-CC复合体进入库细胞的过程。
→是否有胞间连丝共质体途径: SE-CC与周围细胞间有胞间连丝●卸出途径质外体途径: SE-CC与周围细胞间缺少胞间连丝※韧皮部运输的机制●压力流动学说▲源端:水势降低,吸收水分,膨压增加▲库端:水势提高,水分流出,膨压降低。
▲源库间产生压力梯度,光合同化物可源源不断地由源端向库端运输。
▲三个条件:A:源库两端存在溶质的浓度差;B:源库两端存在着压力差;C:源库之间有畅通的运输通道。
▲二个特点:A:在一个筛管中运输是单向进行的;B:运输不直接消耗代谢能量。
※源和库的关系●源与库是相对的,不是一成不变的●源和库的量度▲源强的量度源强: 是指源器官同化物形成和输出的能力。
A.光合速率B.磷酸丙糖的输出速率C. 蔗糖的合成速率:▲库强的量度库强: 是指库器官接纳和转化同化物的能力。
库强=库容*库活力↓↓物理指标生理指标●源库关系▲源是库的供应者,而库对源具有调节作用。
库源两者相互依赖,又相互制约。
①源限制型源小库大,疏花疏果②库限制型库小源大,保花保果(环割)③源库互作型(共同限制型)同时增大源和库。
※同化物分配规律①按源库单位分配②优先分配生长中心③就近分配④同侧运输※影响有机物运输的因素●内因:伴胞的类型●环境因素:温度光照水分矿质元素激素。
植物的物质运输与代谢植物是生命的神奇创造,它们通过一种精巧的系统来实现物质的运输与代谢。
这个系统包括根系、茎、叶以及细胞层级的组织。
在本文中,我们将探讨植物的物质运输机制和代谢过程。
一、植物的物质运输机制1. 根系的吸收与输送根系是植物吸收水分和矿物质的重要器官。
根毛通过活跃的离子转移和渗透调节机制,使水分和溶解的矿物质通过根部细胞屏障,进入细胞内。
随后,这些物质通过根皮层细胞的贯通孔径和周质层的转运系统进入根部维管束。
根的维管束是由木质部和韧皮部组成,木质部主要负责水分和矿物质的上行运输,韧皮部主要负责养分和有机物的下行运输。
2. 茎部的导管系统茎是植物体的主要支撑构造,同时也是物质运输的重要通道。
茎内存在着两种导管组织:木质部和韧皮部。
木质部内是由连续的导管细胞组成的导管,在水分和无机物质运输中起关键作用。
韧皮部主要由韧皮纤维和筛管组成,负责运输养分和有机物。
3. 叶片的光合作用与物质输送叶片是植物进行光合作用的重要场所,它不仅能将来自根系和茎部的营养物质转化为有机物,还能通过叶片细胞中的气孔,进行气体交换和水分蒸腾。
气孔是叶片的重要通道,通过开闭调节,控制二氧化碳的进入和水分的散失。
此外,叶片中的维管束系统负责将养分和有机物从茎部输送到全身各个部位。
二、植物的物质代谢过程1. 光合作用光合作用是植物在光的作用下,将二氧化碳和水转化为有机物质和释放氧气的过程。
这一过程发生在叶绿体中,涉及到光反应和暗反应两个阶段。
光反应依赖于光能的吸收和光合色素的参与,通过电子传递链产生能量,并释放氧气。
暗反应则是在光合作用产生的能量的驱动下,将二氧化碳转化为有机物质的过程。
2. 呼吸作用呼吸作用是植物体内将有机物质氧化为二氧化碳和水释放能量的过程。
这个过程与动物的呼吸作用相似,涉及到三个步骤:糖解、Krebs 循环和细胞呼吸。
糖解将葡萄糖分解为两个分子的丁酸,Krebs循环将丁酸氧化为二氧化碳和水,并释放能量。