光合作用产物的运输Chapter6PhloemT
第八章 光合作用和同化产物的运输、分配
271℃下进行)
c：量子效率接近1 由于速度快，散失的能
量少，所以其量子效率接近1 。
光合色素分为二类： (1) 反应中心色素(reaction centre pigments)， 少数特殊状态的、具有光化学活性的叶绿素a分子。 (2) 聚光色素(light-harvesting pigments)，又 称天线色素(antenna pigments)，只起吸收光能， 并把吸收的光能传递到反应中心色素，包括大部 分chla 和全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。
第八章 光合作用和同 化产物的运输、分配
1
本章内容
1 2 3 4 5 6 7
光合作用及生理意义
光合作用的细胞器——叶绿体
光合作用的机理 光呼吸 同化物的运输与分配 影响光合作用的因素
光合作用与作物生产
本章重点
1
光合电子传递和 光合磷酸化 C3途径、C4途径的异同
2 3
光合产物的形成、
运输及分配 光合作用与农业生产
内膜 磷脂和蛋白的比值是0.8（w/w）密度大(1.13g/ml),选择透性膜。CO2、 O2、H2O可自由通过；Pi、磷酸丙糖、双羧酸、甘氨酸等需经膜上的运转器 才能通过；蔗糖、C5、C7糖的二磷酸酯、NADP+、PPi等物质则不能通过。
2.基质及内含物
基质：被膜以内的基础物质。以水为主体，内含多种离子、低分子有机 物，以及多种可溶性蛋白质等。
不溶水于，溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、 氯仿等。
通常用80%的丙酮或丙酮:乙醇:水(4.5:4.5:1) 的混合液来提取叶绿素。
植物生理学第六章有机物运输
1.筛管分子结构:是高度分化的适应同化物运输的特化细胞，
成熟的筛管分子无细胞核、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。 。 筛管分子的生活力很大程度上依赖于相邻的 伴胞。 筛管分子的这种“中空”结构非常适合于汁 液的集体流动，这对于它的运输功能是十分 重要的。 筛管的细胞质中含有多种酶，如和糖酵解有 关的酶，胼胝质合成酶，还含有韧皮蛋白(P蛋白)和胼胝质等。 P-蛋白的功能：当韧皮部组织受到损伤时，P 蛋白就会累积并形成凝胶，堵塞筛孔防止汁液 的流失。 胼胝质的功能：当植物受到外界刺激（如机械 损伤、高温等）时，筛管分子就会迅速合成胼 胝质，并沉积，堵塞筛孔，以维持其他部位筛 管的物质运输。植物休眠时也会发生胼胝质的 合成。一旦外界刺激或休眠解除，沉积在筛板 表面或筛孔内的胼胝质则会迅速消失，使筛管 恢复运输功能。
三、运输的速率和溶质种类
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：用蚜虫吻刺法吸取筛管汁液
烟草和羽扇豆的筛管汁液成分含量
烟 草／mmol L-1 蔗糖 氨基酸 钾 钠 磷 460.0 83.0 94.0 5.0 14.0 羽扇豆／ mmol L-1 490.0 115.0 47.0 4.4
光合产物的转运
光合产物的转运叶绿体利用光能将二氧化碳和水合成为葡萄糖，然后转化为蔗糖。
光合产物在源器官叶片中合成并经维管组织向库器官转运，经水解用于合成淀粉、蛋白质等有机物。
那么，光合产物是如何转运的？当光合作用完成时，在叶绿体中可以暂时合成淀粉，之后淀粉分解成磷酸丙糖（三碳糖），大部分以磷酸丙糖的形式运出叶绿体，磷酸丙糖再在细胞质基质中合成蔗糖，叶肉细胞以蔗糖的形式运出，也以蔗糖的形式通过韧皮部运送到其他器官。
蔗糖是光合作用的主要产物之一，也是植物体内光合产物运输和分配的主要形式。
共质体装载途径：蔗糖在植物叶片光合作用组织叶肉细胞中合成。
合成的蔗糖如果是通过胞间连丝从叶肉细胞直接转移到韧皮部传导细胞，就形成了共质体装载，进行长距离和短距离运输。
质外体装载途径：甘蔗光合作用叶肉细胞中合成的蔗糖已有一部分进入质外体空间，然后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖转运蛋白逆浓度梯度进入伴胞细胞，最后进了筛管。
运输：蔗糖在筛管内的运输是通过一种集体流途径进行的，受源库两侧SE－CC内渗透作用所形成的压力梯度所驱动。
库端蔗糖的共质体卸载：共质体卸载是利用细胞间的胞间连丝进行的。
胞间连丝的运输可以跨膜运输对能量的依赖，因此比跨膜运输具备更大的转运能力。
库端蔗糖的质外体卸载：为了维持蔗糖流动的动力梯度，蔗糖一部分通过胞间连丝运输到储藏薄壁细胞，另一部分直接卸载到储藏薄壁细胞的质外体空间后再通过载体蛋白转运到储藏薄壁细胞。
例、学习以下材料，回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输，其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。
筛管是光合产物的运输通道。
光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC)，再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。
在甲方式中，叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-C C。
关于萨克斯光合作用有机物运输的释疑
从萨克斯实验谈光合作用的产物以及运输问题1864年德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。
过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。
这一实验成功的证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
该实验证明曝光的那一半叶片在有光照的条件下通过光合作用合成了淀粉，而遮光的那一半叶片不能进行关合作用，没有产生淀粉。
许多学生产生了疑义：曝光的那一半叶片可以把淀粉运输给遮光的一那一半叶片，因此实验现象应该是遮光的那一半叶片也应该有颜色变化。
有些学生还以2002年粤豫桂生物卷一高考题作为证据：(2002广东河南高考题)将两个枝条分别置于营养液中。
其中一枝仅保留一张叶片（甲），另一枝保留两张叶片（乙、丙），叶片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保证实验顺利进行），在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2（装置如图）。
照光一段时间后，可以检测到放射性的叶片（答案D）A 仅在甲中B 仅在甲和乙中C 仅在甲和丙中D 在甲、乙和丙中要解决这个问题，要从光合作用的产物以及运输问题谈起。
光合作用的产物主要是糖类，包括单糖、二糖和多糖，其中主要以蔗糖和淀粉最为普遍。
不同作物的主要光合产物不同。
大多数高等植物的光合产物是淀粉，有些植物（如洋葱、大蒜）的光合产物是葡萄糖和果糖，不形成淀粉。
淀粉是在叶绿体内形成的，而蔗糖是在细胞质内形成的。
磷酸丙糖是光合作用合成的最初糖类，它既可形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可被运到细胞质中合成蔗糖。
因此，在叶绿体里的淀粉合成和在细胞质里的蔗糖的合成会竞争磷酸丙糖。
光合作用强时，叶绿体内形成较多磷酸丙糖，运输到细胞溶质会形成较多的蔗糖，光合速率慢或者黑暗时，磷酸丙糖形成较少，减慢蔗糖的合成速度，保留在叶绿体里的磷酸丙糖就流向淀粉的合成，形成较多淀粉。
有机物的运输途径是韧皮部，在韧皮部内，主要运输组织是筛管和韧皮薄壁细胞。
光合产物的运输与分配 植物生理 教学课件
• 而筛分子装载特指同化物从相邻细胞（主要是 指薄壁细胞）进入se—cc复合体的过程。
• 当se—cc复合体和相邻的细胞间胞间连丝较多、 存在共质体连续性时，同化物可通过胞间连丝 进入se-cc复合体, 筛分子装载被认为是共质的 装载；胞间连丝较少或者连丝关闭，当溶质是 跨过质膜先到达质外体，再进入se—cc复合体 时，筛分子装载则称为是质外的装载。
②古世禄认为谷子维管束发育与穗的接受能力、胚 的生长力、颖花数目有关，穗数增多会削弱维管 束的发育，从而限制光合同化物的运输能力。
③郭晓华研究表明，玉米果穗顶部穗轴维管束横截面 积及导管的大小远比中部为低，认为这可能是导致 顶部籽粒生长势减弱而引发败育的原因，即所谓的 “输导限制”。
④简令成观察到小麦穗轴中部细胞具有较多的胞间连 丝通道，并有较高的ATP酶活性，有利于物质运往 中部小穗。从而使这些小穗优先和较好发育，而穗 轴下部和上部的运输通道不甚发达，致使光合同化 物运入此处受到阻碍，因而使小穗发育不良。
2.4 质外体装载
• 2.4.1 支持质外体装载的实验证据有：
①根据装载区域的超微结构和热力学的观点， 在许多植物中能进行质外体装载是确定无疑 的，如玉米、蚕豆、大豆小叶脉的SE—CC 复合体与周围薄壁细胞间无胞间连丝连接。
②Van Bel等观察到在豆科、菊科、十字花科、 紫草科和禾本科等植物中，对氯高汞苯磺 酸（PCMBS）对韧皮部装载有显著的抑制 作用。这说明，这些植物的装载过程涉及 了跨膜运输。
另外，K+是韧皮部主要的阳离子，K+可以 刺激蔗糖的韧皮部装载。有人假设韧皮 部中发现的钾通道可以补偿电荷。最近， 鉴定了一个受源∕库调节的，糖诱导的K+ 通道，它对筛管质膜的电特性起决定性 的影响，可能通过一个电压依赖的过程 控制糖的跨膜转运。
光合同化物运输
光合同化物韧皮部运输摘要：近年来研究表明, 植物体内光合同化物的韧皮部装载和卸出均有共质体途径和质外体途径，本文介绍近年来光合同化物在库器官中的卸载途径、卸载机制、装载机制以及韧皮部卸出的研究进展，并简略讨论了该领域研究所面临的问题。
关键词：光合同化物；韧皮部；卸出；装载The Phloem Transport of PhotoassimilatesAbstract：The research of recent years shows that phloem loading and unloading of plant photomapsimilate both have symplasmic and apoplasmic pathways.This paper introduces progress in research of the phloem unloading and loadong pathway and mechanisms of photoassimilates in sink organs.And also have a brief discussion about problems of the research in this field.Keyword s: photomapsimilate;phloem;loading;unloading光合同化物的运输和分配是决定作物产量和品质的重要因素，因而同化物从筛分子卸出和韧皮部后运输过程，一直是植物生理学、细胞生物学研究的焦点。
但由于库器官中维管束深埋在组织内部，二者在结构上很难分离，加上筛分子卸载与韧皮部后运输途径又难以区分等原因［1］，所以韧皮部卸载机制的研究受到很大的限制。
近年来，随着生物学的发展和一些先进研究技术的发明、应用，细胞间物质运输的研究已经从细胞、亚细胞水平进入分子水平，同化物韧皮部卸载机制的研究取得了较大进展。
光合作用产物的运输
第二章 第四節 光合作用產物的運輸光合作用的產物的運輸篩管中原生質的 整體流動距 離 ： 較 長 速 率 ： 較 快 能 量 ： 需 要 方 向 供應部位 需求部位擴散作用距 離 ： 較 短 速 率 ： 最 慢 能 量 ： 不 需細胞質的流動距 離 ： 較 短 速 率 ： 較 慢 能 量 ： 需 要【植物的養分】Ä運送的形式：蔗糖。
Ä儲存的形式：蔗糖→→多醣類、脂質、蛋白質…等。
(少數)【養分的運輸-篩管的輸導作用】Ä篩管：運輸有機養分。
Ä實驗： (1) 莫西落→環剝實驗。
樹皮 糖分 根部 剝除樹皮【養分的運輸-篩管的輸導作用】Ä實驗： (2) 孟克氏 → 壓力流學說 → 韌皮部運輸物質的原理。
葉 蔗糖隨水分運輸 木質部 根葉木質部根【養分的運輸-篩管的輸導作用】Ä實驗： (3) 蚜蟲 →細長口器插入篩管細胞 →驗證「壓力流」原理25 μmSievetube memberSieveTube memberSap droplet Aphid feedingSap droplet Stylet Stylet in sieve -tube member Severed stylet exuding sap【養分的運輸-篩管的輸導作用】Ä實驗： (3) 蚜蟲 →細長口器插入篩管細胞 →篩管內物質主要為蔗糖 →測物質種類與運輸速率【養分的運輸-韌皮部 (篩管+伴細胞) 的輸導作用】Ä運輸方向：單一篩管→單向；整體篩管→雙向 Ä光合作用產物的運輸：(蔗糖) 供應部位→需求部位 Ä供應部位：1. 成熟葉 (光合作用) 2. 器官 (分解澱粉) Ä需求部位：1. 生長中的根、莖、葉、果實 2. 器官【養分的運輸-韌皮部 (篩管+伴細胞) 的輸導作用】營養生長期 生殖生長期【養分的運輸-韌皮部 (篩管+伴細胞) 的輸導作用】Ä光合作用產物的運輸：(蔗糖) 供應部位→需求部位。
光合作用产物的运输-Chapter6PhloemT
2. 运输机理——压力流动学说
1）、压力流动学说(theory of pressure flow)又称为集流学 说（mass flow theory）,是由德国的Münch于1930年提 出的，认为筛管中液体的流动的动力是筛管两端（源 -库：source-sink or leaf and seeds , fruits and other nonphotosynthetic tissues）的压力差。
3. 分配规律：光合产物的分配受源的供应能力、库的竞 争能力和库源之间运输能力的影响
1) 供应能力 2) 竞争能力 3) 运输能力
在质外体途径中，蔗糖经蔗糖/质子反向转运体进入延迟器官 的液泡。
图3.36库细胞糖-质子协同转运和逆向转运模型示意图 (王宝山，2003)
3.7.4 同化产物的分配规律
1. 同化产物的命运
1) 代谢掉。 2) 合成贮藏化合物如淀粉。 3) 合成运输化合物如蔗糖。
2. 分配方向
1) 就近供应 2) 同侧运输
（1）、不同物质运输速率不同：同位素标记证明：蔗糖＞磷 酸根＞H2O
（2）、荧光染料实验证明，在筛管中存在双向运输。 （3）、筛板孔有时阻塞。
❖ 因此又产生了一些其它学说，但都不完善。
❖ 胞质泵动学说 cytoplastic pumping theory ❖ 收缩蛋白学说 contractile protein theory
1.韧皮部筛管的结构
Figure Electron micrograph of mature sieve element
❖ 在被子植物筛管中含有P蛋白（即韧皮部蛋白），它 具有各种形状，其作用可能是当筛管分子受损时堵塞 筛板孔，以防止韧皮部汁液外流。
❖ 筛管分子中还可形成胼胝质(callose)，它是一种β（1 －3）葡聚糖。当筛管分子受伤或有其它胁迫时（机 械刺激、高温等），胼胝质就会形成堵塞筛孔，形成胼胝质，在春天又会重新溶解。
植物生理学课件第六章 有机物的运输
SA
KH232PO4
S1 S2
SB
14CO2
树皮 蜡纸 木质部
图6-2 分别施用14C及32P，观察双向运输的装置
三 、速度及形式
1、速度：30--150cm/h
2、形式：蔗糖
蚜虫吻针试验、14CO2示踪试验 溶质：主要物质是水，其中溶解许多碳水化 合物，蔗糖占干物质的90%，三糖，四糖，五糖， 氨基酸和酰胺，磷酸核苷酸和蛋白质，四大植物激 素，糖醇，无机离子。
吻刺
韧皮部 汁液
韧皮部
图6-3 蚜虫吻刺法吸取筛管汁液
为何以蔗糖作为主要形式? 1、蔗糖是非还原糖，化学性质比还原糖稳定。 2、蔗糖水解时能产生相对高的自由能。 3、蔗糖分子小、移动性大、 运输速率高，适合
进行长距离运输。
主要讲三方面的内容： 一、韧皮部装载 二、韧皮部卸出 三、筛管运输机理
一 、韧皮部装载
K+
K+ 连丝维管横切
PH5·5
K+ K+ PH8·5
内质网
（＋）
（－）
图6-6 胞间连丝超微结构 图6-7 蔗糖-质子同向转运
4、韧皮部装载的特点 ⑴ 逆浓度梯度 ⑵ 需能过程 ⑶ 具有选择性
第三节韧皮部卸出(Phloem unloading) 韧皮部卸出：是指装载在韧皮部的同化产物输出
到库的接受细胞的过程。 “空种皮技术”证明韧皮部的卸出 卸出的原则：是阻止卸出的蔗糖被重新装载。
PH5·5
K+ K+ PH8·5
内质网
（＋）
（－）
图6-6 胞间连丝超微结构 图6-7 蔗糖-质子同向转运
同化物在韧皮部的装载有时走质外体途径，有 时走共质体途径，交替进行，互相转换，相辅相成。 这种交替进行主要通过转移细胞或传递细胞来完成。
植物的光合作用和光合产物运输
第3 章 植物的光合作用和光合产物运输答案一、名词解释1. 光合作用：光合作用是绿色植物吸收光能、同化CO 2和H 2O 、制造有机物质并释放O 2的过程。
光合作用分为光反应（原初反应、电子传递和光合磷酸化）和暗反应（CO 2同化）。
2. 原初反应：是光合作用起始的光物理化学过程，包括光能的吸收、传递与电荷分离，即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子，使之激发，被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体，使之还原，同时又从原初电子供体获得电子，使之氧化。
3. 光合链：也称光合电子传递链，是指存在光合膜上、一系列互相衔接着的电子传递体组成的电子传递的轨道。
现在被广泛接受的光合电子传递途径是“Z”方案，即电子传递是由两个光系统串联进行，其中的电子传递体按氧化还原电位高低排列，使电子传递链呈侧写的“Z”形。
4. 水氧化钟：放氧复合体含有4个Mn ，包括Mn +、Mn 2+、Mn 3+和Mn 4+。
按照氧化程度从低到高的顺序，将不同状态的含锰蛋白分别称为S 0、S 1、S 2、S 3和S 4。
即Ｓ0不带电荷，S 1带1个正电荷，依次到S 4带有4个正电荷。
每一次闪光将S 状态向前推进一步，直至S 4。
然后，S 4从2个H 2O 中获取4个e －，并回到S 0。
此模型称为水氧化钟或Kok 钟。
5. PQ 穿梭：PQ 为质体醌，是光合链中含量最多的电子递体，即可传递电子也可以传递质子，具有亲脂性，能在类囊体膜内移动。
它在传递电子时，也将质子从间质输入类囊体内腔，PQ 在类囊体上的这种氧化还原反复变化称PQ 穿梭。
6. 光合磷酸化：由光驱动的光合电子传递所偶联的将ADP 和无机磷合成ATP 的过程，称为光合磷酸化，这一现象是Arnon1954年用离体叶绿体测出的。
由于与磷酸化相偶联的光合电子传递的方式不同，故将其分为环式光合磷酸式、非环式光合磷酸化与假环式光合磷酸化。
7. 光合单位：指同化1分子CO 2或释放1分子氧所需要的叶绿体色素分子数目。
植物生理学：第六节 光合产物的运输和分配
• 同位素示踪法 14C， 15N，32P等
通过向甜菜叶 片供应14CO2， 光合作用10分 钟后，放射性 活性（黑色） 出现于叶柄基 部
二、 韧皮部运输的特点
1 韧皮部物质运输的方向
• 代谢源(源，Source)：提供同化产物的器官 • 代谢库(库，Sink)：消耗或贮存同化产物的器官 • 源 与库的相对关系：
有机酸共同维持筛管汁液的离子平衡；阴离子中不含NO3－
• ATP：0.24-0.36 mg/L,说明运输过程需要能量供应 • 植物激素：运输过程伴有信息传递
三、 韧皮部运输的机制
1 韧皮部装载 光合产物从成熟叶片的叶肉细胞叶
绿体转运到 筛管分子的过程
• I, 光合作用形成的G-3-P由叶肉细胞叶绿体中转运到细胞质中，形成• E. MÜ ch (1930)首次提出 压力流学说(pressureflow): 韧皮部中物质流沿着膨压梯度由源移动到库
收缩蛋白学说
• 筛管中含有大量的P－蛋白（phloem protein, P-protein）
• P－蛋白遍布于筛管中， 在一些植物中形成丝网 状或交织的管状
• 不同的生长中心， 对同化物的竞争力 不同：一般，生殖高
于营养器官，地上部 高于地下部，主茎幼 叶高于分蘖
B， 叶层分工，就近运输
2，同化物的分配与产量形成
提高产量的重要措施之一：促使更多的光合产物运 入经济器官
决定光合产物向经济器官分配的三要素： • 输出器官（源）的动力： 决定于叶片光合能力的高低 • 输入器官（库）的拉力（特别重要）： 决定于经济器官吸收同化物能力的高低 • 输导组织的通畅： 维管组织的分布与通畅，影响维管呼吸和运 输的因素均会影响同化物的运输
的速率基本与韧皮部内物质运输的速率相似
《光合作用的产物》 讲义
《光合作用的产物》讲义在神奇的自然界中，光合作用是一项至关重要的生命活动。
它就像是一个精妙的魔法，将阳光、水和二氧化碳转化为生命所需的物质。
那么，通过这个神奇的过程究竟产生了哪些重要的产物呢？让我们一起来探索。
光合作用的产物主要有两类：有机物和氧气。
先来说说有机物。
其中最常见且重要的就是糖类，比如葡萄糖。
葡萄糖是生物体内能量的重要来源，就像是我们身体里的“能量小电池”。
细胞通过分解葡萄糖，释放出能量，维持着生命活动的各种需求，从肌肉的收缩到大脑的思考，都离不开它。
除了葡萄糖，光合作用还会产生淀粉。
淀粉是植物储存能量的一种方式。
想象一下，淀粉就像是植物的“能量仓库”，在需要的时候，淀粉可以被分解转化为葡萄糖，为植物的生长、发育和繁殖提供能量。
此外，光合作用还能合成脂肪和蛋白质等有机物。
脂肪是一种高效的能量储存形式，在植物的种子中往往富含脂肪，为种子的萌发提供充足的能量。
蛋白质则是构成生物体的重要成分，对于细胞的结构和功能起着关键作用。
再讲讲氧气。
氧气对于地球上几乎所有的生物来说都是至关重要的。
动物和人类依靠呼吸氧气来进行有氧呼吸，从而获取能量。
没有光合作用产生的氧气，地球上的生命将会面临巨大的挑战。
光合作用产生的有机物和氧气对于生态系统的平衡和稳定也有着深远的影响。
植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身生长、发育和繁殖的需要，还成为了其他生物的食物来源。
从食草动物到食肉动物，整个食物链的基础就是植物通过光合作用产生的有机物。
氧气的产生则维持了大气中氧气和二氧化碳的平衡。
这使得地球的大气环境适合各种生物的生存和繁衍。
在农业生产中，了解光合作用的产物具有重要的实际意义。
农民们会通过各种方法来提高农作物的光合作用效率，从而增加有机物的产量。
比如，合理密植可以确保植物充分接受阳光照射；提供充足的水分和肥料，能为光合作用提供必要的原料。
在环境保护方面，光合作用的产物也有着重要的启示。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，对于缓解全球气候变化有着积极的作用。
第3 章 植物的光合作用和光合产物运输
第3 章 植物的光合作用和光合产物运输答案一、名词解释1. 光合作用：光合作用是绿色植物吸收光能、同化CO 2和H 2O 、制造有机物质并释放O 2的过程。
光合作用分为光反应（原初反应、电子传递和光合磷酸化）和暗反应（CO 2同化）。
2. 原初反应：是光合作用起始的光物理化学过程，包括光能的吸收、传递与电荷分离，即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子，使之激发，被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体，使之还原，同时又从原初电子供体获得电子，使之氧化。
3. 光合链：也称光合电子传递链，是指存在光合膜上、一系列互相衔接着的电子传递体组成的电子传递的轨道。
现在被广泛接受的光合电子传递途径是“Z”方案，即电子传递是由两个光系统串联进行，其中的电子传递体按氧化还原电位高低排列，使电子传递链呈侧写的“Z”形。
4. 水氧化钟：放氧复合体含有4个Mn ，包括Mn +、Mn 2+、Mn 3+和Mn 4+。
按照氧化程度从低到高的顺序，将不同状态的含锰蛋白分别称为S 0、S 1、S 2、S 3和S 4。
即Ｓ0不带电荷，S 1带1个正电荷，依次到S 4带有4个正电荷。
每一次闪光将S 状态向前推进一步，直至S 4。
然后，S 4从2个H 2O 中获取4个e －，并回到S 0。
此模型称为水氧化钟或Kok 钟。
5. PQ 穿梭：PQ 为质体醌，是光合链中含量最多的电子递体，即可传递电子也可以传递质子，具有亲脂性，能在类囊体膜内移动。
它在传递电子时，也将质子从间质输入类囊体内腔，PQ 在类囊体上的这种氧化还原反复变化称PQ 穿梭。
6. 光合磷酸化：由光驱动的光合电子传递所偶联的将ADP 和无机磷合成ATP 的过程，称为光合磷酸化，这一现象是Arnon1954年用离体叶绿体测出的。
由于与磷酸化相偶联的光合电子传递的方式不同，故将其分为环式光合磷酸式、非环式光合磷酸化与假环式光合磷酸化。
7. 光合单位：指同化1分子CO 2或释放1分子氧所需要的叶绿体色素分子数目。
光合产物的运输与钾
光合产物的运输与钾光合作用是植物和一些光合细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
在光合作用中，植物通过光能将二氧化碳还原为有机物质，并释放氧气。
这些有机物质被称为光合产物，包括葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等。
然而，光合产物的运输是一个复杂的过程，其中钾元素起着重要的作用。
光合产物的运输是指植物体内光合产物在不同组织和细胞之间的传输过程。
光合产物主要通过细胞间隙、细胞质和细胞壁来进行运输。
其中，细胞间隙是细胞之间的空隙，光合产物可以通过细胞间隙的渗透运输方式进行传输。
细胞质是细胞内的液体，光合产物可以通过细胞质中的胞浆流动进行传输。
细胞壁是细胞外的结构，光合产物可以通过细胞壁的分解和重新合成来进行传输。
光合产物的运输是一个能量消耗较大的过程，需要细胞内的能量供应和一系列的运输蛋白参与。
钾是植物体内的重要元素之一，对光合作用起着重要的调节作用。
钾可以促进光合产物的合成和运输过程。
首先，钾参与光合作用中的光合色素合成，促进叶绿素的形成。
叶绿素是植物进行光合作用的关键色素，能够吸收光能并将其转化为化学能。
其次，钾参与光合作用中的酶的活化，促进光合产物的合成。
光合作用中的酶是催化光合反应的关键因子，钾的存在可以提高酶的活性，加速光合产物的合成。
此外，钾还参与调节细胞膜的通透性，促进光合产物的运输。
细胞膜是光合产物运输的关键通道，钾的存在可以调节细胞膜的通透性，促进光合产物的跨膜运输。
光合产物的运输与钾之间存在着密切的关系。
首先，钾的存在可以促进光合产物的合成，增加光合产物的含量。
光合产物的含量的增加可以提高光合产物的运输速率，加快光合产物的传输。
其次，钾的存在可以调节细胞膜的通透性，促进光合产物的跨膜运输。
细胞膜是光合产物运输的关键通道，钾的存在可以调节细胞膜的通透性，使光合产物能够顺利地通过细胞膜进行运输。
然而，钾的过量供应对光合产物的运输也会产生负面影响。
过量的钾会导致细胞内钾离子浓度过高，进而影响光合产物的合成和运输。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2)、根据压力流动学说的模型，应得出下列推论：
（1）、各种溶质以相似速率运输。 （2）、在筛管中物质的运输是单向的。 （3）、筛板孔必须不被堵死，否则会产生巨大阻力。 （4）、在筛管的库、源两端必须保持足够大的压力梯度 （5）、因为是被动运输，故运输途中不需消耗大量的能量。
但事实上，前三点与实验结果不符
（1）、不同物质运输速率不同：同位素标记证明：蔗糖＞磷 酸根＞H2O
（2）、荧光染料实验证明，在筛管中存在双向运输。 （3）、筛板孔有时阻塞。
❖ 因此又产生了一些其它学说，但都不完善。
❖ 胞质泵动学说 cytoplastic pumping theory ❖ 收缩蛋白学说 contractile protein theory
大多数植物的SMTR为1~13 g.cm-2.h-1, 最高可达200 g.cm-2.h-1。
2. 运输的物质
1. 主要是水，有机物主要是蔗糖，占干物质的90%， 另外还有氨基酸和酰胺(Asn,Gln)，少量蛋白，各 种激素（eth除外），以及K、P、Cl、Mg等离子。
3.7.2 光合作用产物运输机理
6.
质量做得好，错漏自然少。2020年12 月12日 下午1时 52分20 .12.122 0.12.12
7.
成功者找方法，失败者找借口。2020 年12月1 2日星 期六下 午1时52 分3秒1 3:52:03 20.12.1 2
2) 共质体途径：叶肉细胞中的蔗糖经胞间连丝而进入伴胞和 筛管分子中。
3. 筛管的卸载
1)、共质体途径 symplastic pathway
在幼叶、幼根等生长器官中，同化产物主要通过共质体途径卸 出。
2）、质外体途径 apoplatic pathway
在延迟器官（块根、块茎等），同化产物主要通过质外体卸出。 在生殖器官（如发育着的种子）中，由于母体与胚性组织 间无胞间连丝，故必须经质外体途径卸出。
2. 运输机理——压力流动学说
1）、压力流动学说(theory of pressure flow)又称为集流学 说（mass flow theory）,是由德国的Münch于1930年提 出的，认为筛管中液体的流动的动力是筛管两端（源 -库：source-sink or leaf and seeds , fruits and other nonphotosynthetic tissues）的压力差。
1.韧皮部筛管的结构
Figure Electron micrograph of mature sieve element
❖ 在被子植物筛管中含有P蛋白（即韧皮部蛋白），它 具有各种形状，其作用可能是当筛管分子受损时堵塞 筛板孔，以防止韧皮部汁液外流。
❖ 筛管分子中还可形成胼胝质(callose)，它是一种β（1 －3）葡聚糖。当筛管分子受伤或有其它胁迫时（机 械刺激、高温等），胼胝质就会形成堵塞筛孔，把受 伤筛管分子与其它组织分开。多年生植物在越冬时也 可形成胼胝质，在春天又会重新溶解。
3.7 光合产物运输、分配及调控
❖ 是植物的生存所必需的： ❖ 可以把有机物质从源运输到库（幼嫩器官和 贮藏器官） ❖ 平衡不同部位生长的速度 ❖ 同时运输其它的生长调节因子 ❖ 参预离子的运输和分配 ❖ 与导管一起组成植物根与叶之间的循环系统 ❖ 直接影响作物产量的高低和品质的好坏
3.7.1 有机物运输的途径、速度和溶质种类
3.7.3 光合作用产物装载和卸载机理
1. 定义：韧皮部装载(loading)是指光合产物（主要是蔗 糖）从叶肉细胞运输到筛管分子－伴胞复合体 （sieve element-companion cell complex）的主动过程。 装载需经三步进行：
1) 光合作用中形成的磷酸丙糖从叶绿体运到细胞液中，形成 蔗糖。
3.
作业精神：，第一次做对，次次都做 对。20. 12.1213 :52:031 3:52De c-2012 -Dec-2 0
4.
安不可忘危，治不可忘乱。13:52:0313 :52:031 3:52Saturday , December 12, 2020
5.
提供优质的产品，是回报客户最好的 方法。2 0.12.12 20.12.1 213:52:0313:5 2:03De cember 12, 2020
2) 叶肉细胞的蔗糖从叶肉细胞运到最小的叶脉附近，这一距 离大约为2－3个细胞直径，也称为短距离运输途径。
3) 蔗糖进入筛分子和伴胞（装载），通过韧皮部运输到库， 这称为长距离运输。
2. 韧皮部装载的途径
❖ 韧皮部装载存在二条途径：质外体途径和共质体途径
1) 质外体途径：蔗糖从叶肉细胞主动排入质外体，经质外体 运输后由质膜上的蔗糖/质子共运体主动吸收到伴胞和筛管 分子中。
3. 分配规律：光合产物的分配受源的供应能力、库的竞 争能力和库源之间运输能力的影响
1睛容不下一粒砂土安全来不得半点 马虎。2 0.12.12 20.12.1 2Satur day , December 12, 2020
2.
杜绝不良思想，发扬优质精神。13:52:0313:5 2:0313:5212/12 /2020 1:52:03 PM
1. 运输途径：韧皮部
证据1：环割试验：
2. 运输的速度
1. 约100cm/h，快于扩散速度，不同植物间有区别。
为了定量计算单位时间在单位韧皮部横切面运输干物质的量， Canny（1973）提出了一个“比集运量”（specific mass transfer，缩写为SMT）或“比集运量转运率”（SMTR）的概 念，即有机物质在单位时间内通过单位韧皮部横截面积运输 的数量，单位：g.cm-2.h-1。
在质外体途径中，蔗糖经蔗糖/质子反向转运体进入延迟器官 的液泡。
图3.36库细胞糖-质子协同转运和逆向转运模型示意图 (王宝山，2003)
3.7.4 同化产物的分配规律
1. 同化产物的命运
1) 代谢掉。 2) 合成贮藏化合物如淀粉。 3) 合成运输化合物如蔗糖。
2. 分配方向
1) 就近供应 2) 同侧运输