植物生理學(xué)0506

1、,第五、六章 植物體內(nèi)有機(jī)物的代謝與運(yùn)輸,學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解植物體內(nèi)各種有機(jī)物的相互聯(lián)系；掌握植物體內(nèi)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)闹饕攸c(diǎn)及影響因素（重點(diǎn)與難點(diǎn)）；了解同化產(chǎn)物的走向與分配規(guī)律。,第一節(jié) 植物的初生代謝和次生代謝,1 有機(jī)物代謝的主干：糖代謝 合 成,,糖,,,戊糖磷酸途徑,糖酵解,,三羧酸循環(huán),,,中間產(chǎn)物,,,,蛋白質(zhì),脂肪,其他,卡

2、爾文循環(huán),,2 糖、蛋白質(zhì)和脂肪之間可互變3 由糖類等可衍生得到許多次級(jí)產(chǎn)物 如：萜類、酚類和含氮次級(jí)化合物等3大類。,萜 類,由異戊二烯單位構(gòu)成的，根據(jù)其數(shù)目可將萜類分為單萜、倍半萜、雙萜、三萜、四萜、多萜。 萜類合成有兩條途徑：甲羥戊酸途徑和甲基赤蘚醇磷酸途徑。萜類的作用：1）調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育：GA（雙萜）、ABA（胡蘿卜素衍生而來）、CTK（含萜類側(cè)鏈）； 2）作為膜的成分：固醇（三萜）

3、； 3）作為色素：胡蘿卜素、葉黃素、番茄紅素；4）對(duì)植物具有保護(hù)作用：如除蟲菊脂、冷杉酸、薄荷醇、桉葉醇等；5）有些作為藥物：紫杉醇； 6）工業(yè)原料：如橡膠、杜仲膠（多萜）。,酚 類,酚類是芳香族環(huán)上H被羥基或其他基團(tuán)取代形成的產(chǎn)物?？煞譃椋?）簡(jiǎn)單酚類：簡(jiǎn)單苯丙酸類、苯丙酸內(nèi)酯類、苯丙酸衍生物類2）木質(zhì)素3）類黃酮類：花色素苷、黃酮、黃酮醇和異黃酮4）鞣質(zhì) 高等植物中的酚類化合物通過莽

4、草酸途徑合成的。多數(shù)酚類物質(zhì)都是經(jīng)苯丙氨酸解氨酶（PAL）催化苯丙氨酸產(chǎn)生桂皮酸后衍生形成。,含氮次級(jí)化合物,由普通氨基酸合成，具有含氮雜環(huán)，有防御功能。,生物堿含氰苷芥子油苷蛋白氨基酸,次生代謝物的合成途徑,第二節(jié) 植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸,運(yùn)輸途徑長(zhǎng)距離運(yùn)輸： 縱向運(yùn)輸一般由韌皮部完成，主要運(yùn)輸組織是篩管和伴胞。也可橫向運(yùn)輸。 證明方法：1）環(huán)割法2）放射示蹤法,“樹怕剝皮，不怕空心”樹皮主要是韌皮部

5、，運(yùn)輸同化產(chǎn)物，剝皮破壞了韌皮部，根得不到有機(jī)物，不能生長(zhǎng)；樹心是木質(zhì)部，主要是死的導(dǎo)管，靠近樹皮的形成層不斷產(chǎn)生的新的導(dǎo)管，可以運(yùn)輸水分和無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保證植物的生長(zhǎng)。,物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊话阋?guī)律： 無機(jī)營(yíng)養(yǎng)在木質(zhì)部上運(yùn)，在韌皮部下運(yùn)； 同化物在韌皮部運(yùn)輸，上運(yùn)、下運(yùn)方向取決于庫位置； 含氮有機(jī)物和激素在根系合成經(jīng)木質(zhì)部運(yùn)輸，冠部合成經(jīng)韌皮部運(yùn)輸； 組織內(nèi)可以側(cè)向運(yùn)輸（橫向運(yùn)輸）； 在春季樹木展葉前，糖、氨基酸、激素等有機(jī)物沿木質(zhì)

6、部運(yùn)輸。,短距離運(yùn)輸：,1）胞內(nèi)運(yùn)輸：細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞器之間的物質(zhì)交換。2）胞間運(yùn)輸：有共質(zhì)體運(yùn)輸、質(zhì)外體運(yùn)輸及交替運(yùn)輸。,2 運(yùn)輸物質(zhì)的形式研究方法：蚜蟲吻針法,表1 蓖麻韌皮部汁液成分,主要是糖類，而蔗糖是糖類運(yùn)輸?shù)淖钪饕问健?蔗糖運(yùn)輸主要的優(yōu)點(diǎn)： 1）蔗糖的溶解度高； 2）蔗糖的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定； 3）蔗糖攜帶能量較多； 4）蔗糖具有較高的運(yùn)輸

7、速率。,3 有機(jī)物的運(yùn)輸速度 一般為30—150 cm/h，平均為100 cm/h。4 有機(jī)物運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理 壓力流動(dòng)學(xué)說 基本論點(diǎn)：有機(jī)物在篩管內(nèi)的流動(dòng)是由于篩管的兩端（即源和庫）之間所存在的壓力勢(shì)差（膨壓差）推動(dòng)的。壓力勢(shì)差產(chǎn)生的原因是光合產(chǎn)物在篩管的源端不斷裝載和在庫端不斷卸出的結(jié)果。,源,庫,篩管（集流）,5、同化產(chǎn)物的走向和分配,5.1 源、庫、流的概念源：指制造或輸出有機(jī)物質(zhì)的器官或組織（成熟葉片）。

8、 庫：指貯存或輸入有機(jī)物質(zhì)的器官或組織。分為使用庫(分生組織和幼嫩器官)和貯存庫(果實(shí)、塊根、塊莖)等。源與庫是相對(duì)的。流：指源與庫之間的輸導(dǎo)系統(tǒng)。,源—庫單位：在植物體內(nèi)，特定的源所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)供應(yīng)特定的庫，這種同化物分配關(guān)系，即源庫單位。源庫單位具有可變性,,,,,,果,5.2 源庫關(guān)系,源是庫的供應(yīng)者；庫對(duì)源有控制作用；庫源兩者相互依賴又相互制約；生產(chǎn)上，必須源、庫供求平衡，流暢通。源強(qiáng)有利于庫強(qiáng)潛勢(shì)的發(fā)揮；庫

9、強(qiáng)則有利于源強(qiáng)的維持； 庫小源大（供過于求）限制光合產(chǎn)物的輸送分配，降低源的光合效率；庫大源?。ü┎粦?yīng)求）超過源的負(fù)荷能力造成強(qiáng)迫輸送分配，引起庫的部分空癟和葉早衰。,5.3 同化物的分配規(guī)律,由源→庫；優(yōu)先供應(yīng)生長(zhǎng)中心；就近供應(yīng)，同側(cè)運(yùn)輸；功能葉之間無同化物供應(yīng)關(guān)系；有機(jī)物質(zhì)可再分配。,環(huán)割、修剪 棉花：防止蕾鈴脫落 果樹：增花增果；高空壓條矮化品種，提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，增加產(chǎn)量棉花、蔬菜、瓜類

10、：摘心去芽（打頂、打叉） 桑樹、茶樹：疏果疏花,控制同化物運(yùn)輸?shù)娜舾纱胧?6、 影響和調(diào)節(jié)同化物運(yùn)輸?shù)囊蛩?6.1代謝調(diào)節(jié)源細(xì)胞內(nèi)蔗糖濃度 果糖-6-P酯酶、蔗糖磷酸合成酶庫對(duì)同化物運(yùn)輸?shù)挠绊?庫強(qiáng)越大對(duì)同化物的競(jìng)爭(zhēng)能力越大運(yùn)輸與能量6.2激素調(diào)節(jié) IAA、GA、CTK對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸有促進(jìn)作用； ABA對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸有抑制作用。,6.3 環(huán)境因素,(1)溫度影響運(yùn)輸速率（最適溫度：20-30℃）

11、 低溫： 1.呼吸速率↓，能量↓； 2.提高了篩管內(nèi)含物的粘度 。 高溫： 1.呼吸速率↑，消耗了大量同化物質(zhì)； 2.誘導(dǎo)篩管形成胼胝體。 影響運(yùn)輸方向 土溫>氣溫，向根部運(yùn)輸 土溫<氣溫，向上部運(yùn)輸晝夜溫差大，有利于運(yùn)輸，提高產(chǎn)量 例：北方小麥產(chǎn)量大于南方小麥產(chǎn)量，為什么？,(2)光 （有利于物質(zhì)運(yùn)輸）促進(jìn)運(yùn)

12、輸速度， 一般白天>夜晚；光質(zhì)影響運(yùn)輸速度，紅光、藍(lán)光促進(jìn)運(yùn)輸；光提高同化物對(duì)老葉及根的分配。 (3)水分干旱：植株光合速率降低20%； 同化物輸出的比例并不減少，削弱對(duì)其他庫的分配；基部葉片與根系易于衰老、死亡。多糖水解是受旱植物的典型特點(diǎn)；,(4)礦質(zhì)元素N：C/N平衡 缺N：植株葉片早衰；N過多：植株徒長(zhǎng)，貪青晚熟。P：作物、果樹開花成熟期噴KH2PO4能增產(chǎn)。 棉花開