植物体内有机物的合成、代谢、运输与分配
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植物体内有机物的合 成、代谢、运输与分配
植保051班 3号 叶良妹
一、植物体内有机物的合成
原料：CO2、H2O、光照 产品：直接产物有糖类，包
括蔗糖和淀粉 间接产物有脂肪，蛋白质等。
有机物物的合成来自光合作用
绿色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放 氧气的过程，称为光合作用
1、光合作用的三大步骤：
糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，又 称EMP途径。糖酵解过程在细胞原生质内 进行
二、三羧酸循环（TCAC） z 糖酵解的产物丙酮酸在有氧条件下进入
线粒体逐步氧化分解，形成水和二氧化碳 的过程
三、磷酸戊糖途径（PPP） PPP是细胞存在。由于 磷酸戊糖是该途径的中间产物，故该途径 称为磷酸戊糖途径
的O2分子数或固定的 CO2分子数 光系统Ⅰ（ PSⅠ）
其反应中心色素分子吸收700 nm的红光并 发生光化学反应。 PSⅠ颗粒较小，存在于 间质片层和基粒的非垛叠区。它与 NADPH 的生成有关
光系统Ⅱ（ PSⅡ） 其反应中心色素分子吸收 680nm的红光
并发生光化学反应。PSⅡ颗粒较大，存在 于基粒片层的垛叠区它与 H2O的氧化即氧 气的释放有关
z 呼吸作用的场所：线粒体
主要糖类的代谢
z 淀粉（叶绿体内）、蔗糖（细胞质）经过 水解成葡萄糖，又经过糖酵解生成丙酮酸 若经过无氧呼吸则生成酒精或乳酸和少量 的ATP；若经过有氧呼吸则生成CO2、H2O 和大量的ATP。
三、植物体内有机物的运输和 分配
有机物的运输
1、有机物质运输的途径 z 维管系统是专门执行运输功能的输导组织，由
韧皮部和木质部组成，贯穿植物全身 z 有机物的运输途径是由韧皮部担任，主要运输
组织是韧皮部里的筛管和伴胞。
z 有机物证明运输途径是韧皮部的方法：环割法、 示踪法 。其中蚜虫的吻刺法是典型的示踪法。
成熟筛分子和伴胞的结构
2、植物体内有机物质运输的方向 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
有机物质的分配
代谢源与代谢库 z代谢源(metabolic source) 制造并输出同化物的组织、 器官或部位 z代谢库(metabolic sink) 能够消耗或贮藏同化物的 组织、器官或部位
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
光合电子传递链的特点： z 1.PSI与PSII以串联方式协同完成电子从H2O向
NADH+的传递 z 2.在两个光系统之间存在着一系列电子传递体 z 3.仅有两处的电子传递是逆着能量梯度进行的
1.3碳同化
CO2同化是指植物利用同化力将CO2转化为 糖类的过程，在叶绿体的基质中进行。高 等植物CO2同化途径有三条：C3 途径、 C4 途径、CAM途径
z 原初反应（光能的吸收、传递和转换过程） z 电子传递和光合磷酸化（电能转化为活跃的化学能过程） z 碳同化（活跃的化学能转化为稳定的化学能过程）
1.1原初反应
为光合作用 最初的反应，它 包括对光能的吸 收、传递以及将 光能转换为电能 的具体过程。
1.2电子传递和光合磷酸化
两个光系统 z 量子产额：吸收一个光量子后绿藻放出
z 机物的分配特点： 1、有机物分配方向 2、 有机物的分配特点
z 1）按源-库单位进行分配 z 2）优先供应生长中心 z 3）就近供应，同侧运输 z 4）功能叶之间无同化物 供应关系
有机物的再分配和再利用 植物体除了已构成细胞壁的物质
外，其它成分都可以再分配再利用， 即转移到其它组织或器官去
功能叶同化产物的走向（配置） z 1、合成暂时贮藏物（如淀粉） z 2、代谢利用（用于形态建成和生长等） z 3、从叶输出到植物其它部分
具有C4途径的植物叫做C4植物，大多起源于 热带或亚热带。常见的有：玉米、高粱、 甘蔗等。C4植物叶片基本都存在花环结构 (kranz anatomy)
（三）景天酸代谢途径（CAM途径） 这是干旱地区生长的景天科、仙人掌科
等植物具有的一个特殊的CO2同化方式
z CAM植物气孔运动的特点: z 夜间气孔开放 CO2与PEP形成OAA，表
现为淀粉减少，苹果酸增加，细胞液变酸 z 白天气孔关闭 苹果酸释放的CO2进入
C3途径，合成淀粉，细胞液酸性减弱
光合作用中淀粉和蔗糖的合成
二、植物体内有机物的代谢
z 主要是呼吸作用引起的物质代谢和能量代 谢
z 植物呼吸代谢的生物化学途径有三条 糖酵解、 三羧酸循 戊糖磷酸途径
一、糖酵解(glycolysis) 糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它六碳
（一）C3途径(C3 pathway) 又称卡尔文循环 ( The Calvin cycle )、还
原磷酸戊糖途径 卡尔文循环在叶绿体间质中进行，大致分三
个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段
（二）C4途径 ( C4 pathway ) CO2固定后的初级产物是草酰乙酸
（OAA），是一个含有四个碳的化合物， 故此条固定CO2的途径称C4途径
z 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 z 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
3、同化物运输的形式 研究韧皮部运输物质形式的方法是—蚜
虫吻针法
蓖麻韧皮部汁液的成 分
z 同化物运输的主要形式是蔗糖，因为： z 1）蔗糖是非还原糖，具有很高的稳定性； z 2）蔗糖的溶解度很高； z 3）蔗糖的运输速率很高； z 4）蔗糖具有较高的能量
植保051班 3号 叶良妹
一、植物体内有机物的合成
原料：CO2、H2O、光照 产品：直接产物有糖类，包
括蔗糖和淀粉 间接产物有脂肪，蛋白质等。
有机物物的合成来自光合作用
绿色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放 氧气的过程，称为光合作用
1、光合作用的三大步骤：
糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，又 称EMP途径。糖酵解过程在细胞原生质内 进行
二、三羧酸循环（TCAC） z 糖酵解的产物丙酮酸在有氧条件下进入
线粒体逐步氧化分解，形成水和二氧化碳 的过程
三、磷酸戊糖途径（PPP） PPP是细胞存在。由于 磷酸戊糖是该途径的中间产物，故该途径 称为磷酸戊糖途径
的O2分子数或固定的 CO2分子数 光系统Ⅰ（ PSⅠ）
其反应中心色素分子吸收700 nm的红光并 发生光化学反应。 PSⅠ颗粒较小，存在于 间质片层和基粒的非垛叠区。它与 NADPH 的生成有关
光系统Ⅱ（ PSⅡ） 其反应中心色素分子吸收 680nm的红光
并发生光化学反应。PSⅡ颗粒较大，存在 于基粒片层的垛叠区它与 H2O的氧化即氧 气的释放有关
z 呼吸作用的场所：线粒体
主要糖类的代谢
z 淀粉（叶绿体内）、蔗糖（细胞质）经过 水解成葡萄糖，又经过糖酵解生成丙酮酸 若经过无氧呼吸则生成酒精或乳酸和少量 的ATP；若经过有氧呼吸则生成CO2、H2O 和大量的ATP。
三、植物体内有机物的运输和 分配
有机物的运输
1、有机物质运输的途径 z 维管系统是专门执行运输功能的输导组织，由
韧皮部和木质部组成，贯穿植物全身 z 有机物的运输途径是由韧皮部担任，主要运输
组织是韧皮部里的筛管和伴胞。
z 有机物证明运输途径是韧皮部的方法：环割法、 示踪法 。其中蚜虫的吻刺法是典型的示踪法。
成熟筛分子和伴胞的结构
2、植物体内有机物质运输的方向 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
有机物质的分配
代谢源与代谢库 z代谢源(metabolic source) 制造并输出同化物的组织、 器官或部位 z代谢库(metabolic sink) 能够消耗或贮藏同化物的 组织、器官或部位
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
光合电子传递链的特点： z 1.PSI与PSII以串联方式协同完成电子从H2O向
NADH+的传递 z 2.在两个光系统之间存在着一系列电子传递体 z 3.仅有两处的电子传递是逆着能量梯度进行的
1.3碳同化
CO2同化是指植物利用同化力将CO2转化为 糖类的过程，在叶绿体的基质中进行。高 等植物CO2同化途径有三条：C3 途径、 C4 途径、CAM途径
z 原初反应（光能的吸收、传递和转换过程） z 电子传递和光合磷酸化（电能转化为活跃的化学能过程） z 碳同化（活跃的化学能转化为稳定的化学能过程）
1.1原初反应
为光合作用 最初的反应，它 包括对光能的吸 收、传递以及将 光能转换为电能 的具体过程。
1.2电子传递和光合磷酸化
两个光系统 z 量子产额：吸收一个光量子后绿藻放出
z 机物的分配特点： 1、有机物分配方向 2、 有机物的分配特点
z 1）按源-库单位进行分配 z 2）优先供应生长中心 z 3）就近供应，同侧运输 z 4）功能叶之间无同化物 供应关系
有机物的再分配和再利用 植物体除了已构成细胞壁的物质
外，其它成分都可以再分配再利用， 即转移到其它组织或器官去
功能叶同化产物的走向（配置） z 1、合成暂时贮藏物（如淀粉） z 2、代谢利用（用于形态建成和生长等） z 3、从叶输出到植物其它部分
具有C4途径的植物叫做C4植物，大多起源于 热带或亚热带。常见的有：玉米、高粱、 甘蔗等。C4植物叶片基本都存在花环结构 (kranz anatomy)
（三）景天酸代谢途径（CAM途径） 这是干旱地区生长的景天科、仙人掌科
等植物具有的一个特殊的CO2同化方式
z CAM植物气孔运动的特点: z 夜间气孔开放 CO2与PEP形成OAA，表
现为淀粉减少，苹果酸增加，细胞液变酸 z 白天气孔关闭 苹果酸释放的CO2进入
C3途径，合成淀粉，细胞液酸性减弱
光合作用中淀粉和蔗糖的合成
二、植物体内有机物的代谢
z 主要是呼吸作用引起的物质代谢和能量代 谢
z 植物呼吸代谢的生物化学途径有三条 糖酵解、 三羧酸循 戊糖磷酸途径
一、糖酵解(glycolysis) 糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它六碳
（一）C3途径(C3 pathway) 又称卡尔文循环 ( The Calvin cycle )、还
原磷酸戊糖途径 卡尔文循环在叶绿体间质中进行，大致分三
个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段
（二）C4途径 ( C4 pathway ) CO2固定后的初级产物是草酰乙酸
（OAA），是一个含有四个碳的化合物， 故此条固定CO2的途径称C4途径
z 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 z 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
3、同化物运输的形式 研究韧皮部运输物质形式的方法是—蚜
虫吻针法
蓖麻韧皮部汁液的成 分
z 同化物运输的主要形式是蔗糖，因为： z 1）蔗糖是非还原糖，具有很高的稳定性； z 2）蔗糖的溶解度很高； z 3）蔗糖的运输速率很高； z 4）蔗糖具有较高的能量