09植物的营养和运输

糖类是细胞壁的原料， 氨基酸供蛋白合成之用。
运送到需要或贮存营养物质的器官组织，如根尖、
茎尖等处，再将这些物质“卸下”，如何卸下？
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压力流假说（Pressure flow hypothesis)模型
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按照压力流假说， 韧皮部液体的流动 是靠产糖端的压力 “推”向另一端的。21
筛管的“装”“卸”及有机营养的运输
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(1)、 碳素营养
碳素营养是植物的生命基础
植物体的干物质中90％以上是有机化合物，有机化 合物都含有碳素（约占有机化合物重量的45％）碳素 成为植物体内含量较多的一种元素；
碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架，碳原子 与其他元素有各种不同形式的结合，由此决定了这些 化合物的多样性。
Stephen Hales试图用此实验测 知叶的蒸腾拉力可以将水银柱 拉多高。
蒸腾作用：水分通过植物体
特别是叶片表面的蒸发和散失
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一、物质在植物体内的运输
实现水分从根部到叶端这一长途运输的前提条件 从根直到叶肉细胞这一水柱必须是连续的，中间不可断 开，如果断开，上段水柱将随蒸腾作用而消失，下段水柱将 因本身的重力而下降至根。
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一 植物对物质的吸收及其在体内的运输
（4）营养物的储存 合成贮藏化合物 淀粉是主要贮藏物，高等植物
制造的糖类大多转化为淀粉而储存于细胞中，二年 生多年生植物营养物质可储存在多种器官，根、茎、 果实和种子中。
代谢利用 为细胞生长提供能量或为细胞合成其他
化合物提供碳架。
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二 植物的营养
（1）、 碳素营养——二氧化碳的摄取 （2) 、 植物的矿质营养 (3) 、 水和矿物质的摄取 (4)、 植物的营养适应
主动吸水
蒸腾拉力(Transpiration pull) 被动吸水
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Fig. 39.9
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Demonstration of root pressure
植物根压大小有 一定的规律： •昼夜周期性 •季节周期性 一般植物都可将 水分沿植物体上 升到几米高。
吐水 guttation
伤流Fra Baidu bibliotekbleeding
筛管的“装卸”机制——主动运输（蔗糖－质子同向转运）
筛管运输机理——压力流假说Pressure flow hypothesis
韧皮部的运输是双向的，蔗糖在韧皮部中既向下运输又向上运输 韧皮部也运输激素
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证明韧皮部和木质部功能的实验——环剥（girding）
1679年意大利科学家Marcello Malpighi的
实验
现在可以用放射性同位素示踪的方法证明有机物是经过韧皮部筛
管运输的。用14C饲喂叶片进行光合作用后，在叶柄或茎的韧皮部
发现14C的光合产物。
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昆虫吻针法获取筛管汁 液：
筛管汁液成分：
分析靠近叶部的茎韧皮部的 液体得知，其中所含溶质高 达25％，在这25％的溶质中 90％ 糖类 主要是蔗糖 10% 各种氨基酸和酰胺
茎尖等处时，糖类物质
等也是通过耗能的主动
运输而转移到其它器官
叶肉细胞
中，所以筛管的装和卸
质 外
的机制是一样的，但方
体
载体蛋
向相反。
白
营养物最终被作为能源
消耗、转化为淀粉、油
蔗糖通过筛管分子的 主动运输而进入筛管，
类而被贮存、作为原料 供植物生长分化所用,如
其它小分子物质顺离 子浓度梯度扩散而进 入
筛管从叶子收集和“装载”sucrose，
韧皮部液体里含糖量 在运输途中逐渐降低， 为什么？
1、被各组织所用
2、细胞水分不断渗 入
水的不断渗入是重要 的，如果没有水的渗 入，韧皮部的液流就 会枯竭，水的不断渗 入，才保证韧皮部液 流能够到达根部。
韧皮部运输的策略
就近收集，就近供应
双向运输
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昆虫吻针法实验 Reference:
杨世杰等 植物生 物学
其它有机物如激素等 无机盐类如磷离子、 钾、氯离子等
1953年Kennedy和Mittler两位昆虫学家建议利用蚜虫来获取筛管汁液 利用锐利的刀片、电波震动和激光束使虫体与吻针分离
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筛管的装卸机制 Loading of Sucrose into Phloem
韧皮部种“装载”了营
养物的液体运送到根尖、
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一、 物质在植物体内的运输
（三）有机物质的运输 运输途径——由韧皮部担任 运输的速度和溶质的种类 平均100cm/h, 30-150cm/h
韧皮部运输的关键是同化产物如何从“源”细胞转载入筛分子
韧皮部装载过程有两条途径 共质体途径 质外体途径 即糖从共质体（细胞质）经胞间连丝
到达韧皮部，或在某些点进入质外体（细胞壁）到达韧皮部
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Fig. 39.8
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Fig. 39.8
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一 物质在植物体内的运输
（二) 矿物质的运输 矿物质或无机离子在植物体内溶于水中，由导管 和管胞运输到植物各部分。
有些离子也可以由韧皮部运输，如磷可以随水流经木质 部而到叶， 然后可经韧皮部而下到植物其它部分。施 肥时，磷肥需要量低，原因之 一就是磷可被植物反复 使用之故。
水柱何以能够保持连续呢？
水分子有内聚力——水分子以氢键互相连接，分子之 间相互吸引的力量称为内聚力——内聚力学说（cohesion
theory) 爱尔兰人H.H.Dixion提出的。
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内聚力学说 Cohesion theory
叶片蒸腾时，气孔孔下室附近 的叶肉细胞因失水而使细胞液 浓度增大，水势降低，从周围 细胞吸水，后者又从与之相邻 的细胞吸水，依次进行，直至 从叶脉的导管吸取水分，从而 产生一种蒸腾牵引力，使水分 在导管内迅速上升，最后造成 根部从土壤中吸水。
第十八节 植物的营养和运输
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一、营养物质在植物体内的运输
运输途径 运输动力 运输的机制
水分和矿质元素的运输 有机物质的运输 营养物质的储存
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一 、物质在植物体内的运输
（一） 水分的运输
1、水进入根的途径
① 共质体途径（Symplast)
② 质外体途径 (Apoplast)
2、根系吸水的动力
根压(Root pressure)
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一 、物质在植物体内的运输
根压产生的机理——渗透论 代谢论-呼吸作用所产生的能量参与根系的吸水过程。
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Fig. 39.7
蒸腾拉力
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蒸腾拉力 Transpiration Pull
1727年英国牧师Stephen Hales 用下列实验证实了蒸腾作用可以 将植物木质部内的液体向上拉。
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蒸腾拉力 Transpiration Pull