植物生理学第五章知识梳理

植物生理学第五章植物同化物知识点总结！同化物运输的途径、同化物运输的形式、同化物运输的方向和速度、韧皮部装载、韧皮部卸出等内容都可以在下图中找到相对应的知识要点。

植物同化物的运输

• 同化物运输的途径
  • 短距离运输
    • 胞内运输：扩散、原生质环流、细胞器膜内外物质交换
    • 胞间运输：共质体、质外体运输
    • 交替运输：转移细胞
  • 长距离运输
    • 环割
    • 韧皮部：筛管是有机物运输的主要通道
      • P-蛋白（韧皮蛋白）
      • 胼胝质
• 同化物运输的形式
  • 主要是蔗糖。蚜虫吻刺法和同位素示踪法
  • 棉子糖、水苏糖、毛蕊糖
• 同化物运输的方向和速度
  • 方向:从源到库:向上向下双向横向
    • 源:代谢源(metabolic source)制造同化物的器官或部位。
    • 库:代谢库(metabolic sink)需要同化物的器官或部位。
  • 速度:一般100cm:h*1。 因植物、生育期、环境而异
  • 定向运输:有机物总是从制造部位向消耗或贮藏养料部位定向运输
  • 双向运输:有机物在韧皮部内运输不受组织本身极性的影响，可同时向相反方向运输
  • 而对某一个筛管来说，通常认为同化物在其中的运输是单向的，而不是双向的。
• 韧皮部装载
  • 装载途径：从光合细胞到筛管
    • 质外体装载途径
    • 共质体装载途径
    • 交替途径
  • 植物韧皮部装载的类型
    • 结构特征、运输糖的形式
    • 过度类型、很强的种属特性
  • 装载机制：主动过程
    • 糖-质子协同运输模型
      • 筛管分子或伴胞的质膜.上存在H+-ATP酶，不断将H+泵到细胞壁(质外体)，使质外体中H+浓度较共质体高，形成跨膜的电化学势差
      • 当H+回流到共质体时，通过质膜上的蔗糖/H+共向运转器，H+和蔗糖一同进入筛管分子
    • 聚合物-陷阱模型
• 韧皮部卸出
  • 卸出途径：从筛管卸到“库”细胞
    • 质外体途径:到贮藏或生殖器官(无胞间连丝)
    • 共质体途径:通过胞间连丝-接受细胞，卸到营养库(根和嫩叶)
  • 卸出机制
    • 通过质外体途径的蔗糖，靠质子协同运转，是主动过程
    • 通过共质体途径的蔗糖，借助筛管分子与库细胞的糖浓度差
• 韧皮部运输的机理
  • 压力流学说
    • 内容:同化物在筛管内随着液流移动，液流靠筛管源库两端的由渗透作用产生的压力势差来推动。
    • 支持依据:筛管接近源库两端存在压力势差。蚜虫吻刺法证明筛管汁液的确存在正压力
    • 不能解决的问题:筛管内的阻力问题，物质的双向运输问题，运输系统的代谢问题
  • 胞质泵动学说
    • 要点:筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵跨筛管分子，束内呈环状的蛋白质丝反复地、有节奏地收缩和张弛，产生蠕动，把细胞质长距离泵走，糖分随之流动。
    • 可以解释双向运输问题
    • 问题:对胞纵连丝的存在有怀疑
  • 收缩蛋白学说
    • 筛管内存在韧皮蛋白(P-蛋白) ，并呈空心管状成束贯穿于筛孔，P-蛋白的收缩可以推动集流运动。
    • P-蛋白组成的空心管壁上有大量的由P-蛋白组成的微纤丝(毛)，一端固定，一端游离于筛管细胞质内，似鞭毛一样颤动，驱动空心管内的物质脉冲状流动。
• 同化物的分布
  • 配置
    • 源叶片合成的同化产物有三种命运
      • 代谢利用
      • 合成贮藏化合物
      • 形成运输化合物
  • 分配
    • 特点
      • 由源到库，优先供应生长中心，就近供应，同侧运输
    • 影响的三要素
      • 供应能力(源强) :源器官同化物形成和输出能力。
      • 竞争能力(库强) :库器官接纳和转化同化物的能力。库强度=库容量x库活力
      • 运输能力:源、库之间输导系统联系、畅通程度和距离远近。
  • 比集运量:也称比集转运速率(specific masstransfer rate, SMTR)，有机物质在单位时间内通过韧皮部横截面积运输的数量。单位: g.cm-2.h-1
  • 源-库单位(source- -sink unit):营养上相互依赖，相互制约的源与库，以及二者之间的输导组织所构成的一个系统称为源-库单位
  • 根据同化物质输入后的命运，库器官可分为使用库(或称为营养库)和则:藏库两种
  • 绝大多数有机物在韧皮部的运输是非极性的，总是从大量合成处向活跃生长部位或大量积累部位运输。运输具有方向性
  • 同化物的运输方向决定于源和库的相对位置。韧皮部内同化物运输的方向是从源器官向库器官运输。
• 外界条件对同化物运输的影响
  • 温度
    • 影响源、库器官代谢活性及容量。影响运输速度
  • 矿质元素
    • B: B与糖能结合成复合物，有利于通过质膜 P:促进光合;促进蔗糖转变;运输过程的能量供应等 K:促进糖转变为淀粉，维持源、库两端压力差
  • 水分
    • 影响源的活性(光合作用) ;影响蔗糖的合成速率;影响源的装载和库的卸出等
  • 光照
    • 间接:光↓,光合↓, S↓,输出↓ 直接:光照叶柄，运转↑，暗下，运输↓。运输:昼>夜
• 代谢调节
  • 细胞内蔗糖浓度
    • <阈值，非运态 >阈值，可运态。S↑,输出↑ K/Na比值低，有利于淀粉→蔗糖，输出率提高。菠菜、甜菜等K/Na↑,淀粉↑, S↓,运转↓
  • 能量代谢
    • 作为直接的动力;通过提高膜透性而起作用。ATP↑、Pi↑, TP↑,输出↑
  • 植物激素
    • IAA、 GA、CTK等促进同化物运转。如生长素提高库器官代谢活性;影响蔗糖酶活性;抑制筛管胼胝质合成;影响ATP酶活性等。
  • 库大小
    • 需求量↑,运转↑