第六章-物質(zhì)的運輸

1、 第六章第六章 物質(zhì)的運輸物質(zhì)的運輸內(nèi)容提要內(nèi)容提要物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)有機物運輸有機物運輸影響因素影響因素物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)n簡單藻類簡單藻類n復(fù)雜藻體復(fù)雜藻體物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)-短距離運輸短距離運輸n細胞間物質(zhì)運輸細胞間物質(zhì)運輸胞間連絲胞間連絲細胞壁組成：n胞間層 (middle lamella)n初生壁 (primary wall)：13mn次生壁 (secondary wall)：510 m成分：n果膠類物質(zhì)n纖維素 (cellulose)、半纖維素、木質(zhì)素(lignin)n多種酶類 (enzymes)和糖蛋白胞間連絲(plasmod

2、esmata)n細胞壁生長時并非均勻增厚，在初生壁上有一些較薄的區(qū)域叫初生紋孔場初生紋孔場(primary pit field)，紋孔（pit）：次生壁形成時在紋孔場不被次生壁物質(zhì)覆蓋，形成的凹陷區(qū)域n細胞壁上有許多小孔，細胞的原生質(zhì)細絲通過這些小孔,與相鄰細胞相連n穿過細胞壁，溝通相鄰細胞的原生質(zhì)細絲，稱為胞間連絲胞間連絲細胞間的聯(lián)系n胞間連絲 (plasmodesma):貫穿于細胞壁之間并密集發(fā)生于紋孔場和紋孔膜上，溝通細胞之間的連絲n胞間連絲是細胞原生質(zhì)體間進行物質(zhì)運輸和信號傳導(dǎo)的橋梁電鏡下，胞間連絲是直徑40nm的管狀結(jié)構(gòu)，相鄰細胞的質(zhì)膜通過胞間連絲相互連接起來，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也相連通過胞間連

3、絲結(jié)合在一起的原生質(zhì)體，稱共質(zhì)體共質(zhì)體(symplast)共質(zhì)體以外的部分，稱質(zhì)外體(apoplast)，包括細胞壁、細胞間隙和死細胞的細胞腔 質(zhì)外體運輸質(zhì)外體運輸 共質(zhì)體運輸共質(zhì)體運輸指細胞之間短距離的質(zhì)指細胞之間短距離的質(zhì)外體、共質(zhì)體以及質(zhì)外外體、共質(zhì)體以及質(zhì)外體與共質(zhì)體間的運輸。體與共質(zhì)體間的運輸。胞間運輸途徑示意圖胞間運輸途徑示意圖 實線箭頭實線箭頭-共質(zhì)體途徑，虛線箭頭共質(zhì)體途徑，虛線箭頭-質(zhì)外體途徑質(zhì)外體途徑 A-A-蒸騰流蒸騰流 B-B-同化物在共質(zhì)體同化物在共質(zhì)體- -質(zhì)外體交替運輸質(zhì)外體交替運輸 C-C-共質(zhì)體運輸共質(zhì)體運輸2. 胞間運輸胞間運輸正常態(tài)、開放態(tài)、封閉態(tài)正常態(tài)、

4、開放態(tài)、封閉態(tài)膜動轉(zhuǎn)運示意圖膜動轉(zhuǎn)運示意圖在共質(zhì)體與質(zhì)外體途徑的交換中，起活躍的轉(zhuǎn)運物質(zhì)的特化細胞。在共質(zhì)體與質(zhì)外體途徑的交換中，起活躍的轉(zhuǎn)運物質(zhì)的特化細胞。胞壁凹凸胞壁凹凸，質(zhì)膜折，質(zhì)膜折疊，胞質(zhì)濃，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，疊，胞質(zhì)濃，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，線粒體豐富，線粒體豐富，ATP酶酶活性高?；钚愿?。內(nèi)突壁內(nèi)突壁轉(zhuǎn)移細胞轉(zhuǎn)移細胞胞間連絲胞間連絲篩分子篩分子薄壁細胞薄壁細胞有利于物質(zhì)進出質(zhì)膜有利于物質(zhì)進出質(zhì)膜的運輸?shù)倪\輸轉(zhuǎn)移細胞（轉(zhuǎn)移細胞（Transfer Cell）乳頭狀突起乳頭狀突起物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)-維管系統(tǒng)維管系統(tǒng)-長距離運輸長距離運輸n管道系統(tǒng)（導(dǎo)管和篩管）管道系統(tǒng)（導(dǎo)管和篩管）n薄壁細胞

5、薄壁細胞n厚壁纖維細胞厚壁纖維細胞輸導(dǎo)組織木質(zhì)部木質(zhì)部:由導(dǎo)管分子、管胞、纖維、薄壁細胞等組成，前兩者是厚壁的管狀細胞，無生活的原生質(zhì)體，壁上有環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋和孔紋等木質(zhì)化增厚 細胞狹長，兩端尖細，上下二細胞的端部緊密重疊，水分通過管壁上的紋孔依次向上運送裸子植物和蕨類植物只有管胞，而無導(dǎo)管；被子植物中也有管胞，但含量少，不起主要作用b. 導(dǎo)管分子導(dǎo)管分子的端壁上形成一個或幾個大的孔稱為穿孔穿孔，具穿孔的端壁特稱穿孔板穿孔板，導(dǎo)管分子以端壁縱向連接而成導(dǎo)管導(dǎo)管管徑較管胞粗大，又以穿孔直接溝通，因此，導(dǎo)管比管胞具較高運水效率存在于被子植物木質(zhì)部中，藻類中也存在c.木薄壁細胞木薄壁細胞木質(zhì)

6、部中的薄壁細胞稱木薄壁細胞木質(zhì)部中的薄壁細胞稱木薄壁細胞發(fā)育后期壁常木質(zhì)化，細胞中含淀粉和結(jié)晶，發(fā)育后期壁常木質(zhì)化，細胞中含淀粉和結(jié)晶，具貯藏功能具貯藏功能韌皮部組成：篩管分子或篩胞、伴胞、韌皮纖維、薄壁細胞等a.篩管分子管狀細胞，縱向連接形成篩管篩管只具初生壁，上下端壁上有許多小孔稱篩孔篩孔，具篩孔的端壁特稱篩板篩板 篩管篩管 伴胞伴胞篩管篩管伴胞伴胞a.篩管分子篩管分子具生活的原生質(zhì)體,但成熟后核消失具特有結(jié)構(gòu)P P蛋白體蛋白體，通常分散在細胞質(zhì)中，受干擾時聚集到篩孔處形成粘液塞粘液塞 a.篩管分子篩管分子具生活的原生質(zhì)體,但成熟后核消失具特有結(jié)構(gòu)P P蛋白體蛋白體，通常分散在細胞質(zhì)中，受

7、干擾時聚集到篩孔處形成粘液粘液塞塞 b.伴胞篩管分子旁邊有一或幾個細長、兩端尖銳，并高度特化的薄壁細胞，稱為伴胞伴胞，其原生質(zhì)濃厚，有明顯的核和豐富的細胞器，呼吸旺盛篩管篩管 伴胞伴胞b.伴胞與篩管由同一個母細胞分裂而來(大子細胞形成篩管分子,小的發(fā)育為伴胞)篩管壽命僅1或23年，篩管死亡后，伴胞也隨之死亡，即所謂“同生共死”伴胞功能： 為篩管提供能量 運輸物質(zhì)，有些雙子葉植物中伴胞發(fā)育成了傳遞細胞c.篩胞裸子植物和蕨類植物中一般沒有篩管，完成有機物質(zhì)運輸功能的是篩胞與篩管分子的區(qū)別是：原生質(zhì)體中無P蛋白體，細胞壁上只有篩域而無篩板，篩胞之間以側(cè)壁上的篩域相通，進行物質(zhì)運輸d.韌皮薄壁細胞 常

8、含有結(jié)晶和各類貯藏物，主要起貯藏和橫向運輸?shù)淖饔镁S管組織 木質(zhì)部和韌皮部的組成中分別以具有輸導(dǎo)功能的管狀分子導(dǎo)管分子、管胞，和篩管分子或篩胞為主，所以形態(tài)學(xué)上，將木質(zhì)部和韌皮部稱為維管組織藻類運輸結(jié)構(gòu)藻類運輸結(jié)構(gòu)n褐藻為主褐藻為主n篩管呈喇叭形篩管呈喇叭形n胼胝體形成晚胼胝體形成晚2. 長距離物質(zhì)運輸?shù)囊话阋?guī)律：長距離物質(zhì)運輸?shù)囊话阋?guī)律：相對性相對性3、源庫關(guān)系、源庫關(guān)系接納、消耗或貯藏有機物接納、消耗或貯藏有機物質(zhì)的組織、器官或部位。質(zhì)的組織、器官或部位。2、代謝庫、代謝庫能夠制造或輸出有機物質(zhì)能夠制造或輸出有機物質(zhì)的組織、器官或部位。的組織、器官或部位。1、代謝源、代謝源（一）代謝源與代謝

9、庫及其相互關(guān)系（一）代謝源與代謝庫及其相互關(guān)系三、同化物運輸?shù)姆较蛉?、同化物運輸?shù)姆较颍ǘ┯袡C物運輸?shù)姆较颍ǘ┯袡C物運輸?shù)姆较蛟丛磶鞄?存在雙向運輸存在雙向運輸 向頂向頂 向基向基 （1 1）速度快：平均）速度快：平均1m/h1m/h（2 2） 韌皮部汁液成分復(fù)雜、不均一韌皮部汁液成分復(fù)雜、不均一（3 3）篩管具有較高的正壓力勢）篩管具有較高的正壓力勢- -溢泌現(xiàn)象溢泌現(xiàn)象（4 4）同時雙向運輸）同時雙向運輸（5 5）韌皮部的運輸依賴于細胞的生命活動的需能過程）韌皮部的運輸依賴于細胞的生命活動的需能過程呼吸強度高；呼吸抑制劑；酶；觀察氧化呼吸強度高；呼吸抑制劑；酶；觀察氧化磷酸化作用與運輸

10、的關(guān)系磷酸化作用與運輸?shù)年P(guān)系（三）（三） 韌皮部運輸?shù)奶攸c韌皮部運輸?shù)奶攸c一、源和庫的關(guān)系一、源和庫的關(guān)系 二、同化物的分配二、同化物的分配規(guī)律和影響因素規(guī)律和影響因素三、三、同化物的再分配與再利用同化物的再分配與再利用 同化物的分配及控制同化物的分配及控制源源- -庫單位庫單位 : 存在同化物供求關(guān)系的源與庫。由制造同化存在同化物供求關(guān)系的源與庫。由制造同化物的源葉片和從這片葉接收同化物的庫器官物的源葉片和從這片葉接收同化物的庫器官加上它們之間的輸導(dǎo)組織構(gòu)成。加上它們之間的輸導(dǎo)組織構(gòu)成。同化物的分配及控制同化物的分配及控制指植物制造和輸出同化物的指植物制造和輸出同化物的 部位或器官，主要指進

11、部位或器官，主要指進行光合作用的行光合作用的 葉片。葉片。吸收、消耗、貯存同化物是部位或器官，這些部位吸收、消耗、貯存同化物是部位或器官，這些部位生長旺盛、代謝活躍，如生長點，正在發(fā)育的幼葉、生長旺盛、代謝活躍，如生長點，正在發(fā)育的幼葉、花、果實等。分為代謝庫和貯藏庫花、果實等。分為代謝庫和貯藏庫1、源和庫、源和庫一、源和庫的關(guān)系源器官同化物形成和輸出的能力源器官同化物形成和輸出的能力庫器官接納和轉(zhuǎn)化同化物的能力庫器官接納和轉(zhuǎn)化同化物的能力同化物的分配及控制同化物的分配及控制去葉、提高去葉、提高CO2濃度、改變光強、供給外源糖濃度、改變光強、供給外源糖2、源和庫的度量、源和庫的度量源是庫的供應(yīng)

12、者，庫對源具有調(diào)節(jié)作用。源是庫的供應(yīng)者，庫對源具有調(diào)節(jié)作用。庫源相互依賴，又相互制約。庫源相互依賴，又相互制約。源強為庫提供更多的光合產(chǎn)物，庫依賴于源，源的大小決源強為庫提供更多的光合產(chǎn)物，庫依賴于源，源的大小決定庫的積存量；控制輸出的蔗糖濃度、時間和裝載數(shù)量。定庫的積存量；控制輸出的蔗糖濃度、時間和裝載數(shù)量。庫強能調(diào)節(jié)蔗糖的輸出速率和輸出方向。庫強能調(diào)節(jié)蔗糖的輸出速率和輸出方向。源強有利于庫強潛力的發(fā)揮，庫強有利于源強的維持。源強有利于庫強潛力的發(fā)揮，庫強有利于源強的維持。同化物的分配及控制同化物的分配及控制3 3、 源源- -庫關(guān)系庫關(guān)系限制光合產(chǎn)物的輸送分配，因而降低源的光合效率。限制光合產(chǎn)物的輸送分配，因而降低源的光合效率。超過源的負荷能力，造成強迫調(diào)運，供不應(yīng)求，引超過源的負荷能力，造成強迫調(diào)運，供不應(yīng)求，引起庫的空癟和早衰。起庫的空癟和早衰。同化物的分配及控制同化物的分配及控制大小年現(xiàn)象大小年現(xiàn)象3 3、 源源- -庫關(guān)系庫關(guān)系（1）. 總方向是由源到庫總方向是由源到庫（2）. 優(yōu)先供應(yīng)生長中心優(yōu)先供應(yīng)生長中心（3）. 就近供應(yīng)就近供應(yīng)（4）. 同側(cè)運輸同側(cè)運輸同化物