《植物生理学》（第四版）教案 第六章 植物体内有机物的运输（高等教育出版社）.doc

授课题目（教学章、节或主题）： 第六章 植物体内有机物的运输 第一节 有机物运输的途径、速率和溶质 种类 一、运输途径 二、运输方向 三、运输的速率和溶质种类 第二节 韧皮部装载 一、韧皮部装载的途径 二、不同糖分的韧皮部装载 第三节 韧皮部卸出 一、同化产物卸出途径 二、依赖代谢进入库细胞 第四节 韧皮部运输的机理 第五节 同化物的分布 一、配置 二、分配 教学器材与工具 ?多媒体设施、黑板与笔 授课时间 第10周周一第1-3 节 教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）： 识记有机物运输的途径、速率和溶质种类。 理解韧皮部装载和韧皮部卸出的过程。 3、理解韧皮部运输的机理。 教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 基本内容 第六章 植物体内有机物的运输（Transport of organic matters in plant） 高等植物器官有较明确的分工，叶片是进行光合作用合成有机物的主要场所，植株各器官、组织所需要的有机物，主要是由叶片供应的。 有机物运输的途径、速率和溶质种类 一、运输途径(Pathway of transport) 通过环割试验，证明有机物运输是由韧皮部担任。至于具体运输细胞，通过示踪法试验得知，主要运输组织是韧皮部里的筛管和伴胞。这里介绍筛管和伴胞的结构 由于伴胞在起源上和功能上与筛管关系很密切，因此，常把它们称为筛分子-伴胞复合体（sieve element-companion cell complex）（图6-1）。 图6-1 成熟筛分子和伴胞的结构 成熟的筛分子无细胞核、液泡膜、微丝、微管、高尔基体和核糖体，但有质膜、线粒体、质体和光面内质网，所以筛管是活的，能输送物质。 伴胞与筛管分子来自共同的母细胞且邻接。伴胞有细胞核、细胞质、核糖体、线粒体等。伴胞与筛管之间有许多胞间连丝（plasmodeomata），调节细胞与细胞之间大分子运输。伴胞把光合产物和ATP供给筛分子，它也可以进行重要代谢功能（例如蛋白质合成），但在筛分子分化时就会减弱或消失。胞间连丝有一紧压的内质网管道，叫做连丝微管（desmotubule），它把邻近细胞用内质网和胞质溶胶联系起来。连丝微管紧闭无空隙，是否真正代表通道，现尚未明白。连丝微管和孔的质膜之间有球形蛋白，球形蛋白之间又由另一种丝状蛋白相联系，分隔成8-10个微通道（mierochannel），可让直径为1.5-2.0nm以下的分子通过。（图6-2）。 图6-2 胞间连丝结构 伴胞有3种：1、通常伴胞有叶绿体，胞间连丝较少，2、传递细胞（transfer cell）的胞壁向内生长（突出），增加质膜表面积，且胞间连丝长且分支，增强物质运送筛分子，分布于中脉周围。3、居间细胞（intermediary cell）有许多胞间连丝，与邻近细胞（特别是维管束）联系，它能合成棉子糖和水苏糖等。 二、运输方向(Direction of transport) 有机物进入韧皮部后，可向上运输到正在生长的茎枝顶端、嫩叶或正在生长的果实；也同样可以沿着茎部向下运输到根部或地下贮藏器官。韧皮部中的物质也可以同时向相反方向运输。用14CO2及分别施于天竺葵（Pelargonium hortorum）茎的不同两端的叶片上，并将中间茎部的一段树皮与木质部分开，隔以蜡纸（图6-3）。经过12-19h光合作用后；测定各段的14C和32P放射性，结果发现韧皮部中皆含有相当数量的14C和32P（表6-1）。由此可见，韧皮部内的物质可同时作双向运输。同化物也可以横向运输，但正 常状态下其量甚微，只有当纵向运输受阻时，横向运输才加强。 表6-1 天竺葵茎中含14C的糖和32P的双向运输 图6-3 分别施用14C及32P观察有机物双向运输的装置 三、运输的速率和溶质种类(Solutes kinds and speed of transport) 借助放射性同位素示踪(isotope trace)，可以看到，植物体内有机物运输速度比扩散速度还快，平均约100 cm?h-1，不同植物的有机物运输速度有差异，其范围在30-150 cm?h-1。同一作物，由于生育期不同，有机物运输的速度也有所不同，如南瓜幼龄时，同化产物运输速度较快（72 cm?h-1），老龄则渐慢（30~50 cm?h-1）。 研究有机物运输溶质种类较理想的方法，是利用蚜虫的吻刺法结合同位素示踪进行测定。蚜虫以其吻刺法插入筛管细胞吸取汁液，这可在显微镜下检查证明。当蚜虫吸取汁液时，用CO2麻醉蚜虫后，将蚜虫吻刺于下唇处切断，切口不断流出筛管汁液，可收汁液供分析用（图6-4）。 图6-4用蚜虫吻刺法吸取筛管汁液 汁液分析结果表明，在