植物的光合作用有機物運輸與分配詳解演示文稿1目前一頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點優(yōu)選植物的光合作用有機物運輸與分配2目前二頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點第五節(jié)同化物的運輸與分配

一、同化物運輸?shù)耐緩蕉?、同化物運輸?shù)男问饺⑼镞\輸?shù)姆较蚺c速度四、同化物運輸?shù)臋C制

五、同化物的分配與調(diào)控3目前三頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點

1、短距離運輸:指細胞內(nèi)以及細胞間的運輸，距離在微米與毫米之間。

(1)胞內(nèi)運輸

(2)胞間運輸

2、長距離運輸:是指器官之間、源與庫之間運輸，距離從幾厘米到上百米.一、同化物運輸?shù)耐緩?目前四頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

(1)胞內(nèi)運輸：指細胞內(nèi)、細胞器之間的物質(zhì)交換。

主要方式：

擴散作用、原生質(zhì)環(huán)流、細胞器膜內(nèi)外的物質(zhì)交換、囊泡的形成以及內(nèi)含物的釋放等。

如光呼吸途徑中，磷酸乙醇酸、甘氨酸、絲氨酸、甘油酸分別進出葉綠體、過氧化體、線粒體。5目前五頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點皮層中柱根表皮外皮層BA晚期后生木質(zhì)部早期后生木質(zhì)部凱氏帶內(nèi)皮層韌皮部根毛離子短距離運輸?shù)馁|(zhì)外體（A）及共質(zhì)體（B）示意圖(2)胞間運輸

指細胞之間短距離的質(zhì)外體、共質(zhì)體以及質(zhì)外體與共質(zhì)體間的運輸。在質(zhì)外體途徑中，養(yǎng)分從表皮遷移到達內(nèi)皮層后，由于凱氏帶的阻隔，不能直接進入中柱，而必須首先穿過內(nèi)皮層細胞原生質(zhì)膜轉(zhuǎn)入共質(zhì)體途徑，才能進入中柱。6目前六頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％7目前七頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點長距離運輸

是指器官之間、源與庫之間運輸，距離從幾厘米到上百米.8目前八頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點2.長距離運輸篩管是有機物運輸?shù)闹饕ǖ理g皮部組成：韌皮部篩管伴胞薄壁細胞木質(zhì)部、韌皮部是進行長距離運輸?shù)膬蓷l途徑，有機物是通過韌皮部運輸。由兩個篩管分子連接形成篩管的縱切剖面。篩管分子-伴胞（SE-CC)復合體9目前九頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點2.長距離運輸木質(zhì)部、韌皮部是進行長距離運輸?shù)膬蓷l途徑，有機物是通過韌皮部運輸。篩管分子：有細胞質(zhì)，質(zhì)膜，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、膜上有許多載體，進行活躍的物質(zhì)運輸，為活細胞。韌皮蛋白(P-蛋白)：

防止篩管中汁液的流失的蛋白。胼胝質(zhì)：堵塞篩孔

β－1,3-葡聚糖10目前十頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點P—蛋白(韌皮蛋白):

指存在于篩管中的蛋白質(zhì)，主要位于篩管的內(nèi)壁。是被子植物篩管細胞所特有，利用ATP釋放的能量進行擺動或蠕動，推動篩管內(nèi)有機物質(zhì)的長距離運輸。11目前十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點胼胝質(zhì)(callose)

是一種β-1,3-葡聚糖。正常條件下，只有少量的胼胝質(zhì)沉積在篩板的表面或篩孔的四周。

當植物受到外界刺激（如機械損傷、高溫等）時，篩管分子內(nèi)就會迅速合成胼胝質(zhì)，并沉積到篩板的表面或篩孔內(nèi)，堵塞篩孔，以維持其他部位篩管正常的物質(zhì)運輸。一旦外界刺激解除，沉積到篩板表面或篩孔內(nèi)的胼胝質(zhì)則會迅速消失，使篩管恢復運輸功能。

12目前十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點伴胞：每個篩管分子周圍有一個或多個伴胞，組成篩分子伴胞復合體（SE-CC復合體）。補充篩管分子功能的不足，如合成蛋白質(zhì)。與篩管分子間有大量的胞間連絲，可為篩分子運輸ATP、光合產(chǎn)物和蛋白質(zhì)等必需物質(zhì)。類型：普通伴胞、傳遞細胞和居間細胞。與裝載途徑有關(guān)。篩管分子和伴胞來源于同一個形成層細胞的分裂。伴胞通常具有濃的細胞質(zhì)和大量的線粒體。13目前十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％①環(huán)割試驗

剝?nèi)涓?枝)上的一圈樹皮(內(nèi)有韌皮部)，這樣阻斷了葉片形成的光合同化物的向下運輸，而導致環(huán)割上端韌皮部組織因光合同化物積累而膨大，環(huán)割下端的韌皮部組織因得不到光合同化物而死亡。

?如何證明高等植物的同化物長距離運輸是通過韌皮部途徑的？用以下實驗證明：14目前十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％②放射性同位素示蹤法讓葉片同化14CO2，數(shù)分鐘后將葉柄切下并固定，對葉柄橫切面進行放射性自顯影，可看出14CO2標記的光合同化物位于韌皮部。將韌皮部和木質(zhì)部剝離后插入一層蠟紙或膠片等不能透的薄物，在木質(zhì)部與韌皮部間形成屏障15目前十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點

因此，可以得出結(jié)論：水及其溶解于水中的礦質(zhì)沿著木質(zhì)部向上運輸；同化物包括光合作用的產(chǎn)物通過韌皮部的篩管進行運輸。16目前十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

?果樹上常用環(huán)割原理作為栽培措施:

開花期適當環(huán)割樹干，起截流作用，使地上部同化產(chǎn)物集中于開花座果、提高產(chǎn)量。17目前十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％有些果樹(如柑桔、荔枝、龍眼)的高空壓條繁殖，也是利用環(huán)割枝條，使養(yǎng)分集中于切口上端，有利發(fā)根。高枝壓條：又稱空中壓條、壓條繁殖方法之一。

?果樹上常用環(huán)割原理作為栽培措施:18目前十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

晚春氣溫高時，選用2～3年生枝條，在枝下部進行環(huán)割等處理，在環(huán)割處附上濕潤的苔蘚、鋸木屑或培養(yǎng)土等保濕并用塑料薄膜包裹，待充分發(fā)根后，剪離母株，進行培育。如龍眼、荔枝、柑橘、枇杷、楊梅、山茶、桂花等可采用此法繁殖。19目前十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

?因為根系需要地上部供應(yīng)有機營養(yǎng)，而葉片制造的有機物質(zhì)正是通過韌皮部向下運輸?shù)?。樹剝皮后，韌皮部被破壞，影響了有機物質(zhì)的運輸，時間一長就會影響根系的生長，從而影響地上部的生長。

為什么“樹怕剝皮”？20目前二十頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％用改良半葉法測定雙子葉植物的光合速率時也需環(huán)割韌皮部。

對單子葉植物可以進行化學環(huán)割，即用三氯乙酸等蛋白質(zhì)沉淀劑涂葉柄下葉鞘以殺死韌皮細胞，防止葉中光合產(chǎn)物的外運。21目前二十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％二、同化物運輸?shù)男问?/p>

利用蚜蟲吻刺法和同位素示蹤法證明：

蔗糖占篩管汁液干重的73%以上，是有機物質(zhì)運輸?shù)闹饕问健?yōu)點：

①穩(wěn)定性高，蔗糖是非還原性糖，糖苷鍵水解需要很高的能量。

②溶解度很高，在0℃時，100ml水中可溶解蔗糖179g，100℃時溶解487g。

③運輸速率很高。

以上幾點決定了蔗糖適于長距離運輸。22目前二十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點23目前二十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

少數(shù)植物除蔗糖以外，韌皮部汁液還含有棉子糖、水蘇糖、毛蕊花糖等。有些植物含有山梨醇、甘露醇。另外，篩管汁液中還含有微量的氨基酸、酰胺、植物激素、有機酸、多種礦質(zhì)元素等。

24目前二十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點表6-1煙草和羽扇豆的篩管汁液成分含量煙草／mmolL-1羽扇豆／mmolL-1蔗糖460.0490.0氨基酸83.0115.0鉀94.047.0鈉5.04.4磷14.0鎂4.35.8鈣2.10.16鐵0.170.13鋅0.240.08PH7.98.025目前二十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％三、同化物運輸?shù)姆较蚺c速度

1、運輸?shù)姆较颍河稍吹綆臁ｋp向運輸，以縱向運輸為主，可橫向運輸。

有機物進入韌皮部后可向上運至莖枝頂端、嫩葉、果實，也可以向下運輸至根部或地下貯存器官。橫向運輸是只在縱向運輸受阻時，橫向運輸才加強。26目前二十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％2、運輸速度：一般約為100cm?h－127目前二十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點21％24％2、運輸速度：一般約為100cm?h－1比集轉(zhuǎn)運率：單位截面積韌皮部或篩管在單位時間內(nèi)運輸有機物的質(zhì)量g/(cm2·h)例：馬鈴薯塊莖韌皮部橫切面為0.002cm2，塊莖在50d內(nèi)增重240g，塊莖含水量為75%，比集轉(zhuǎn)運率為？

SMTR=240×(1-75%)/(0.002×24×50)＝25(g·cm-２·h-１)28目前二十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點29目前二十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

四、同化物運輸?shù)臋C制

(一)有機物在源端的裝載

1、裝載途徑

2、裝載機理

(二)有機物在庫端的卸出

1、卸出途徑

2、卸出機理

(三)同化物在韌皮部運輸?shù)臋C理

30目前三十頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點31目前三十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點源葉中韌皮部裝載途徑葉肉細胞質(zhì)膜胞間連絲篩管分子伴胞韌皮部薄壁細胞維管束鞘細胞共質(zhì)體最小的葉脈細胞壁CO2CO232目前三十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％

2、裝載機理33目前三十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點在篩管分子或伴胞的質(zhì)膜中，H+-ATPase不斷將H+泵到細胞壁（質(zhì)外體），質(zhì)外體的H+濃度比共質(zhì)體高，由于要趨于平衡，使H+回流到共質(zhì)體，由質(zhì)膜上有蔗糖/H+共向運輸器，H+和蔗糖便通過此器一起進入篩管分子-伴胞。34目前三十四頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點(二)有機物在庫端的卸出

1.卸出途徑

①質(zhì)外體途徑，卸出到貯藏器官或生殖器官時（不存在胞間連絲）②共質(zhì)體途徑，通過胞間連絲→接受細胞，卸到營養(yǎng)庫(根和嫩葉)35目前三十五頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點55％21％24％2、卸出機理36目前三十六頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點(三)同化物在韌皮部運輸?shù)臋C理德國植物學家明希(Münch)，1930年提出

同化物在SE—CC復合體內(nèi)隨著液流的流動而移動，而液流的流動是由于源庫兩端的壓力勢差而引起的。要點：概念壓力流動學說37目前三十七頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點

葉片光合作用，葉肉細胞積累大量糖,使細胞的滲透勢降低,木質(zhì)部的水分就進入葉肉細胞,壓力勢加大;與此同時,根部生長區(qū)域不斷地將糖分用于合成新細胞,呼吸消耗或根部貯存器官不斷將糖合成淀粉等不溶性糖類,所以可溶性糖少,吸水少,壓力勢相對也小,根據(jù)兩端壓力差原理，葉肉細胞的有機物便隨著水分沿篩管不斷運至根或貯藏器官。38目前三十八頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點①篩管接近源庫兩端存在壓力勢差。②蚜蟲吻刺法證明篩管汁液的確存在正壓力.③秋天落葉后，濃度差消失，有機物運輸停止支持依據(jù):不足：①運輸所需的壓力勢差要比篩管實際的壓力差大得多②很難解釋雙向運輸③實際上運輸是消耗代謝能量的主動過程39目前三十九頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點篩管分子內(nèi)腔的細胞質(zhì)形成胞縱連束并有節(jié)奏地收縮和張馳，產(chǎn)生蠕動，把細胞質(zhì)長距離泵走，糖分隨之流動。

可以解釋同化物的雙向運輸問題

篩管中的胞縱連束是否存在？細胞質(zhì)泵動學說40目前四十頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點收縮蛋白學說

(1)篩管內(nèi)的空心、束狀韌皮蛋白（P-蛋白）貫穿于篩孔，靠收縮以推動集流運動；（2）空心管壁上具有P－蛋白組成的微纖絲(毛)，一端固定，一端游離，靠代謝能以顫動方式驅(qū)動物質(zhì)脈沖流動。細胞質(zhì)泵動學說和收縮蛋白學說是對壓力流動學說的補充與完善：雙向運輸；需能的主動過程。同化物運輸?shù)膭恿Γ簼B透動力和代謝動力。

41目前四十一頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點五、同化物的分配與調(diào)控

(一）代謝源和代謝庫及相互關(guān)系（二）有機物分配的規(guī)律（三）光合產(chǎn)物分配與產(chǎn)量的關(guān)系

1.影響同化物分配的三要素

2.同化物分配與產(chǎn)量的關(guān)系

(四)有機物運輸與分配的調(diào)控

1.代謝調(diào)節(jié)

2.激素調(diào)節(jié)

3.環(huán)境因素對有機物運輸?shù)挠绊?2目前四十二頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點

（一）代謝源和代謝庫及相互關(guān)系

1.代謝源(metabolicsource)

是指能夠制造并輸出有機物的組織、器官或部位。

（長成葉片）2.代謝庫(metabolicsink)

是指消耗或貯藏有機物的組織、器官或部位。

(幼葉、根、莖、花、果實、種子等)概念

3.相互關(guān)系：

庫對源有依賴作用；庫控制源的制造和輸出

43目前四十三頁\總數(shù)四十七頁\編于二十二點（二）有機物分配的規(guī)律

概念

1.光合產(chǎn)物優(yōu)先供應(yīng)生長中心，如孕穗期至抽穗期，分配中心為穗及莖。

2.以不同葉位的葉片來說，其光合產(chǎn)物分配有“就近運輸”的特點。

3.還有同側(cè)運輸