6 子尚未伸展时,木质部中也存在相当量的糖)。 (3)木质部,韧皮部及不同组织间经常发生横向运输,主要经由薄壁细胞,可 以是扩散作用,也可以是耗能的主动转运。转移细胞的作用。 第二节 韧皮部运输的特点及运输机理 (The Characteristics and Mechanism of Transport in The Phloem) 一、韧皮部运输的特点: 1. 速度快 运输速率(Transport Rate):单位时间内被运输物质的总重量,用克/小时来 表示 运输速度(Velocity of Movement):单位时间内被运输的物质分子所经过的 距离,用米/小时,或厘米/小时来表示。 用示踪原子法测及韧皮物质运输的速度是比较快的。例: 大豆:84cm/hr-100cm·hr-1 南瓜:38-88cm/hr 棉花:40cm/hr 小麦:87-109cm/hr 甘蔗:30-36cm/hr 与糖的单纯扩散比较:糖从一个细胞扩散到另一个细胞的速度最大不过 2cm/hr。 由此可见:韧皮部物质的运输不是简单的扩散作用。 在生理上,比较韧皮部物质运输的快慢一般用一个特殊的概念叫 比集运量 SMT 或叫比集转运率 SMTR 单位时间内通过单位韧皮部横截面积的碳水化合物的量 单位时间内干物质的运输量 SMTR = —————————————— 克/cm2·hr 韧皮部横截面积 例:土豆块茎在 100 天中增重 210 克,其中 24%为碳水化合物,则在 210 克 中有大约 50 克干物质,连接块茎的茎韧皮部横截面为 0.0043cm2。 50 SMTR = —————————— = 4.9 克/cm2·hr = 4.9 ×104g/m2·hr 以筛管横截面计算: 筛管横截面约占韧皮部总横截面积的 1/5 所以 104×4.9×5 =24.5×104 克/m2·hr 用同位素实验还证明:并不是所有的物质都是以同样的速度在韧皮部中运输 的,用 14C-蔗糖 32P-磷酸盐发现,磷酸盐的运输速度为 87cm/hr,而蔗糖的运输 速度为 107cm/hr(小麦)物质运输的速度也有昼夜的变化,通常白天的速度比 夜间高
6 子尚未伸展时,木质部中也存在相当量的糖)。 (3)木质部,韧皮部及不同组织间经常发生横向运输,主要经由薄壁细胞,可 以是扩散作用,也可以是耗能的主动转运。转移细胞的作用。 第二节 韧皮部运输的特点及运输机理 (The Characteristics and Mechanism of Transport in The Phloem) 一、韧皮部运输的特点: 1. 速度快 运输速率(Transport Rate):单位时间内被运输物质的总重量,用克/小时来 表示 运输速度(Velocity of Movement):单位时间内被运输的物质分子所经过的 距离,用米/小时,或厘米/小时来表示。 用示踪原子法测及韧皮物质运输的速度是比较快的。例: 大豆:84cm/hr-100cm·hr-1 南瓜:38-88cm/hr 棉花:40cm/hr 小麦:87-109cm/hr 甘蔗:30-36cm/hr 与糖的单纯扩散比较:糖从一个细胞扩散到另一个细胞的速度最大不过 2cm/hr。 由此可见:韧皮部物质的运输不是简单的扩散作用。 在生理上,比较韧皮部物质运输的快慢一般用一个特殊的概念叫 比集运量 SMT 或叫比集转运率 SMTR 单位时间内通过单位韧皮部横截面积的碳水化合物的量 单位时间内干物质的运输量 SMTR = —————————————— 克/cm2·hr 韧皮部横截面积 例:土豆块茎在 100 天中增重 210 克,其中 24%为碳水化合物,则在 210 克 中有大约 50 克干物质,连接块茎的茎韧皮部横截面为 0.0043cm2。 50 SMTR = —————————— = 4.9 克/cm2·hr = 4.9 ×104g/m2·hr 以筛管横截面计算: 筛管横截面约占韧皮部总横截面积的 1/5 所以 104×4.9×5 =24.5×104 克/m2·hr 用同位素实验还证明:并不是所有的物质都是以同样的速度在韧皮部中运输 的,用 14C-蔗糖 32P-磷酸盐发现,磷酸盐的运输速度为 87cm/hr,而蔗糖的运输 速度为 107cm/hr(小麦)物质运输的速度也有昼夜的变化,通常白天的速度比 夜间高
7 2. 筛管具有较高的正压力势――溢泌现象 将蚜虫口器拔出,会源源流出许多汁液,这是筛管的溢泌现象,所以用蚜虫 吻针法能源源不断地收集到筛管汁液,量达 0.05-3l/hr,这相当于十万个筛管 分子的体积或说相当于 500cm/hr 的速度。这个事实说明筛管内有相当大的正压 力,好象充满水的自来水管一样,筛管中的正压力势可能超过 30 巴,为什么筛 管能维持较高的膨压?筛管汁液有较高的浓度,而筛管壁或与导管之间的薄壁细 胞可作为半透膜存在,所以筛管能维持低的水势而从周围细胞吸水,则具有高的 正压力势。 3.同时双向运输 实验证据: 用洋绣球或天竺葵做实验,将茎上一段的韧皮部与木质部分开,中间裹上蜡 纸,将植物放在光下,饲喂 14CO2和 KH2 32PO4,过 15 小时后,测定韧皮部各小段中 的 14C 和 32P 14C 每分钟脉冲数/100mg 树皮 32Pug/100mg 树皮 44800 186 3480 103 3030 116 2380 125 结果表明: 在每一小段中都有 14C 和 32P,既然已把木质部隔开就说明在韧皮部中 14C 自上 向下运,32P 自下往上运,即同时存在着双向运输。 甚至有的实验似乎表明在同一筛管分子中就有双向运输。 4.韧皮部的运输依赖于细胞的生命活动 如果用蒸汽把韧皮部的一小段杀死,韧皮部中的运输立刻停止,而导管中的 运输即不受什么影响。筛管分子是活细胞,韧皮部中物质的运输与一切生物活动 紧密相关,所以温度、光照、植物激素、呼吸代谢抑制剂等都会影响韧皮部的运 输。 实验观察到: (1)维管束有很高的呼吸强度 组织 呼吸强度 维管束 462 叶肉 232 去维管束叶柄 95 (2)用呼吸抑制剂 KCN、CO、迭氮化钠等处理植物运输速度明显下降,最后完 全停止。 (3)用显微化学,组织化学的方法检测维管束中酶的活性,筛管中有很多氧化 酶,如细胞色素氧化酶、多酚氧化酶,尤其是有大量的 ATP 酶。 (4)观察氧化磷酸化作用与运输的关系 用解偶联剂 DNP 处理后,筛管中物质运输速度大大下降,如果供给 ATP,则 运输加速。 说明同化物运输是消耗能量的主动生理过程,必须在生活着的细胞中进行
7 2. 筛管具有较高的正压力势――溢泌现象 将蚜虫口器拔出,会源源流出许多汁液,这是筛管的溢泌现象,所以用蚜虫 吻针法能源源不断地收集到筛管汁液,量达 0.05-3l/hr,这相当于十万个筛管 分子的体积或说相当于 500cm/hr 的速度。这个事实说明筛管内有相当大的正压 力,好象充满水的自来水管一样,筛管中的正压力势可能超过 30 巴,为什么筛 管能维持较高的膨压?筛管汁液有较高的浓度,而筛管壁或与导管之间的薄壁细 胞可作为半透膜存在,所以筛管能维持低的水势而从周围细胞吸水,则具有高的 正压力势。 3.同时双向运输 实验证据: 用洋绣球或天竺葵做实验,将茎上一段的韧皮部与木质部分开,中间裹上蜡 纸,将植物放在光下,饲喂 14CO2和 KH2 32PO4,过 15 小时后,测定韧皮部各小段中 的 14C 和 32P 14C 每分钟脉冲数/100mg 树皮 32Pug/100mg 树皮 44800 186 3480 103 3030 116 2380 125 结果表明: 在每一小段中都有 14C 和 32P,既然已把木质部隔开就说明在韧皮部中 14C 自上 向下运,32P 自下往上运,即同时存在着双向运输。 甚至有的实验似乎表明在同一筛管分子中就有双向运输。 4.韧皮部的运输依赖于细胞的生命活动 如果用蒸汽把韧皮部的一小段杀死,韧皮部中的运输立刻停止,而导管中的 运输即不受什么影响。筛管分子是活细胞,韧皮部中物质的运输与一切生物活动 紧密相关,所以温度、光照、植物激素、呼吸代谢抑制剂等都会影响韧皮部的运 输。 实验观察到: (1)维管束有很高的呼吸强度 组织 呼吸强度 维管束 462 叶肉 232 去维管束叶柄 95 (2)用呼吸抑制剂 KCN、CO、迭氮化钠等处理植物运输速度明显下降,最后完 全停止。 (3)用显微化学,组织化学的方法检测维管束中酶的活性,筛管中有很多氧化 酶,如细胞色素氧化酶、多酚氧化酶,尤其是有大量的 ATP 酶。 (4)观察氧化磷酸化作用与运输的关系 用解偶联剂 DNP 处理后,筛管中物质运输速度大大下降,如果供给 ATP,则 运输加速。 说明同化物运输是消耗能量的主动生理过程,必须在生活着的细胞中进行