植物生理學(xué)習(xí)題大全第5章植物同化物的運輸

1、勘第五章植物同化物的運輸蚄 一 . 名詞解釋蜩P-蛋白(P-protein):亦稱韌皮蛋白(phloem-protein),是在細(xì)胞質(zhì)中存在的構(gòu)成微管結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，可以利用ATP 的能量，推動微管的收縮，從而推動物質(zhì)的長距離運輸。蚆 胞間連絲(plasmodesmata：) 連接兩個相鄰細(xì)胞的胞質(zhì)通道，行使水分、營養(yǎng)物質(zhì)、小的信號分子，以及大分子的胞質(zhì)運輸能力。蝴韌皮部裝載(phloemloading)指光合產(chǎn)物從切皮部周圍的葉肉細(xì)胞裝到篩分子 -伴胞復(fù)合體的整個過程。希切皮部卸出(phloemunloading):裝載在切皮部的同化物輸出到庫的接受細(xì)胞。袈輸出(export)：糖分和其他溶質(zhì)

2、從源運走的過程。滕運輸速率(velocity)：單位時間內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)木嚯x，用 m/h或m/s表示。荽集流運輸速率(masstransferrate):單位截面積篩分子在單位時間內(nèi)運輸物質(zhì)的量，常用g/(m2?h)2或 g/(mm ?s/小。賺有機(jī)物質(zhì)裝載(organicmatterloading!指同化物從篩管周圍的葉肉細(xì)胞裝載到篩管中的過程。膂有機(jī)物質(zhì)卸出(organicmatterunloading):指同化物從篩管卸出到庫細(xì)胞的過程。薇共質(zhì)體(symplas”無數(shù)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，通過胞間連絲連成一體，構(gòu)成共質(zhì)體。肄質(zhì)外體(apoplast)：質(zhì)體是一個連續(xù)的自由空間，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙、

3、導(dǎo)管等。艘質(zhì)外體途徑(apoplastpathway)：糖從某些點進(jìn)入質(zhì)外體到達(dá)切皮部的過程。節(jié)共質(zhì)體途徑(symplastpathway)糖從共質(zhì)體經(jīng)胞間連絲到達(dá)切皮部的過程。踴運輸糖(translocatedsugar)由光合作用形成的磷酸丙糖進(jìn)一步形成的糖，如蔗糖和水蘇糖。期代謝源(metabolicsource)指產(chǎn)生和供應(yīng)有機(jī)物質(zhì)的部位與器官。籍代謝庫(metabolicsink!指貯藏與消耗有機(jī)物質(zhì)的部位與器官。前配置(allocation)：指源葉中新形成同化物轉(zhuǎn)化為貯藏利用和運輸用。箴分配(partitioning):是指形成的同化物在各種庫之間的分布。艘生長中心(growth

4、center):指生長旺盛、代謝強(qiáng)的部位，如莖生長點。螂壓力流動學(xué)說(pressureflowtheory)其基本論點是有機(jī)物在篩管中隨著液流的流動而移動，其動 力是由于輸導(dǎo)系統(tǒng)兩端的壓力勢差引起的。蓬細(xì)胞質(zhì)泵動學(xué)說(cytoplasmicpumpingtheory:)該學(xué)說認(rèn)為，篩管分子內(nèi)腔的細(xì)胞質(zhì)呈幾條長絲，形成胞縱連束，縱貫篩管分子，在束內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)反復(fù)地、有節(jié)奏地收縮與舒張，把細(xì)胞質(zhì)長距離泵走，糖分隨之流動。荽收縮蛋白學(xué)說(contractileproteintheory)該學(xué)說認(rèn)為，篩管分子的內(nèi)腔有一種由微纖絲相連接的 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，微纖絲由收縮蛋白的收縮絲組成。收縮蛋白分解 ATP

5、,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過 收縮與舒張進(jìn)行同化物的長距離運輸。祎協(xié)同轉(zhuǎn)移(symport)：指質(zhì)子促進(jìn)糖穿過膜進(jìn)入切皮細(xì)胞的過程，即在同化物的裝載過程中，質(zhì)子與糖一同進(jìn)入韌皮部細(xì)胞。蓬轉(zhuǎn)移細(xì)胞(transfercells)：在共質(zhì)體與質(zhì)外體的交替運輸過程中，起吸收和轉(zhuǎn)運物質(zhì)的某些特化薄壁細(xì)胞。這種細(xì)胞的細(xì)胞壁與質(zhì)膜向內(nèi)延伸，形成許多皺褶，擴(kuò)大了物質(zhì)轉(zhuǎn)移的表面，有利于物質(zhì)在細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移。莫庫-源單位(source-sinkunit)源的同化產(chǎn)物主要供給相應(yīng)的庫。相應(yīng)的源與庫以及二者之間的輸導(dǎo)系統(tǒng)，共同構(gòu)成一個源-庫單位。初供應(yīng)能力(supplyability)：指源內(nèi)有機(jī)物質(zhì)能否輸出以及輸出多

6、少的能力。充競爭能力(competeability)：指庫中能否輸入同化物以及輸入多少的能力。薄運輸能力(transportability)：指有機(jī)物質(zhì)輸出和輸入部分之間的網(wǎng)絡(luò)分布、暢通程度及距離遠(yuǎn)近。蟻溢泌現(xiàn)象(overflowphenomenon)切皮部篩管被刺穿后，從傷口處有汁液流出。羋庫容量(sinkvolume):是指庫的總質(zhì)量(一般是干重)。肆庫活力(sinkactivity)：是指單位時間單位干重吸收同化物的速率。范庫強(qiáng)度(sinkstrength):庫容量和庫活力的乘積。腿二.簡答題蠆 1.同化物運輸溶質(zhì)的種類。蒙研究方法：財蟲吻刺法，財蟲以其吻刺插入葉或莖的篩管細(xì)胞吸取汁液；

7、當(dāng)蝦蟲吸取汁液時，用二氧化碳麻醉蚜蟲后，以激光將蚜蟲吻刺于下唇處切斷，切口不斷流出篩管汁液，可收集汁液供分析。建溶質(zhì)種類：還原糖(葡糖糖、果糖、甘露糖)，非還原糖(蔗糖、棉子糖、水蘇糖)，氮化物(硝酸鹽、含氮有機(jī)物如天冬氨酸和谷氨酰胺，可溶性蛋白(蛋白激酶)， 礦質(zhì)元素(K+、 Mg2+、 Cl-) 、激素（除乙烯外的四大激素）腿2.韌皮部裝載步驟。螅 白天， 葉肉細(xì)胞光合作用形成的磷酸丙糖，從葉綠體運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)接著轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽?；晚上，葉綠體內(nèi)的淀粉可能以葡萄糖狀態(tài)離開葉綠體，后來轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽?。瞧葉肉細(xì)胞的蔗糖運到葉片細(xì)脈的篩分子附近，這種運輸常常只有兩三個細(xì)胞的距離。材糖分運輸?shù)胶Y分子和伴胞，

8、即篩分子裝載。袁 3.葉片制造的有機(jī)物是如何裝載到韌皮部篩管分子的？并說明其過程為主動運輸過程？滕有機(jī)物切皮部裝載存在兩條途徑：質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑。董質(zhì)外體途徑：葉片制造的光合產(chǎn)物蔗糖釋放到質(zhì)外體，然后蔗糖分子進(jìn)入篩分子-伴胞復(fù)合體。質(zhì)外體的蔗糖進(jìn)入篩分子-伴胞復(fù)合體是通過蔗糖-質(zhì)子同向運輸?shù)?，即在篩分子-伴胞復(fù)合體膜中的ATP酶，不斷地將H+泵到質(zhì)外體；因此，質(zhì)外體的H濃度比共質(zhì)體高，形成質(zhì)子梯度，作為推動力，蔗糖和質(zhì)子沿著質(zhì)子梯度經(jīng)過蔗糖-質(zhì)子同向運輸器一起進(jìn)入篩分子-伴胞復(fù)合體。所以，該途徑也是主動運輸途徑，而且該途徑只能運輸蔗糖。褻共質(zhì)體途徑：共質(zhì)體通過胞間連絲把細(xì)胞（包括篩分子

9、-伴胞復(fù)合體）聯(lián)系起來形成一個連續(xù)的整體， 葉片制造的有機(jī)物通過這個連續(xù)的整體到達(dá)韌皮部篩管分子。該途徑不僅能運輸蔗糖，還可以運輸棉子糖和水蘇糖。羈 4.多聚體-陷阱模型解釋糖分運輸有選擇性和逆濃度梯度積累的現(xiàn)象。薇 葉肉細(xì)胞合成的蔗糖運到維管束鞘細(xì)胞，經(jīng)過眾多的胞間連絲，進(jìn)入居間細(xì)胞，居間細(xì)胞內(nèi)的運輸蔗糖分別與1 或 2 分子半乳糖結(jié)合成棉子糖或水蘇糖，這兩者糖分子大，不能擴(kuò)散回維管束鞘細(xì)胞，只能運輸?shù)胶Y分子。蒞 5.同化物的韌皮部卸出途徑。螞 共質(zhì)體途徑卸出：同化物通過胞間連絲沿濃度梯度從篩分子-伴胞復(fù)合體釋放到庫細(xì)胞。主要是通過擴(kuò)散和集流的方式進(jìn)行。聿質(zhì)外體途徑卸出：篩分子-伴胞復(fù)合體與

10、庫細(xì)胞之間的某些位置不存在胞間連絲，同化物從篩分子 -伴胞復(fù)合體通過擴(kuò)散被動的或在運輸載體主動的運輸至質(zhì)外體，再由質(zhì)外體進(jìn)入庫細(xì)胞。« 6.何為壓力流學(xué)說？實驗依據(jù)是什么？不足之處？裂壓力流動學(xué)說又叫集流學(xué)說，其要點是同化物在篩分子-伴胞(SE-CC)復(fù)合體內(nèi)隨著液流的流動 而移動，而液流的流動是由于在源庫兩端之間 SE-CC復(fù)合體內(nèi)滲透作用所產(chǎn)生的壓力勢差引起的。 在源端(葉片)，光合產(chǎn)物被不斷地裝載到SE-CC復(fù)合體中，濃度增加，水勢降低，從鄰近的木質(zhì)部吸水膨脹，壓力勢升高,推動物質(zhì)向庫端流動；在庫端，同化物不斷地從SE-CC 復(fù)合體卸出到庫中去，濃度降低，水勢升高，水分則流向鄰

11、近的木質(zhì)部，從而引起庫端壓力勢下降，于是在源庫兩端便產(chǎn)生了壓力勢差,推動物質(zhì)由源到庫源源不斷地流動。筮其實驗依據(jù)是：溢泌現(xiàn)象表明，篩管內(nèi)有正壓力的存在；在接近源、庫的兩端存在著糖的濃度梯度，這種梯度的大小與運輸相一致； 生長素實驗表明生長素的運輸能夠隨著篩管內(nèi)集流流動。膀 其不足之處是： 無法解釋篩管中有機(jī)物質(zhì)的雙向運輸問題； 物質(zhì)在篩管進(jìn)行集流運動，其運動速度很快，需要的壓力差并非篩管兩端的蔗糖濃度差所能給出的。箴7.述說收縮蛋白學(xué)說與細(xì)胞質(zhì)泵動學(xué)說的主要內(nèi)容，薅 收縮蛋白學(xué)說認(rèn)為，篩管分子的內(nèi)腔有一種由微纖絲相連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，微纖絲由收縮蛋白的收縮絲組成。收縮蛋白分解 ATP,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化

12、為機(jī)械能，通過收縮與舒張進(jìn)行同化物的長距 離運輸。蒄 細(xì)胞質(zhì)泵動學(xué)說認(rèn)為，篩管分子內(nèi)腔的細(xì)胞質(zhì)呈幾條長絲，形成胞縱連束，縱貫篩管分子，在束內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)絲反復(fù)地、有節(jié)奏地收縮與舒張，把細(xì)胞質(zhì)長距離泵走，糖分隨之流動。方這兩個學(xué)說共同的特點是，認(rèn)為有機(jī)物質(zhì)的運輸需要能量供應(yīng)，同時解決了篩管中有機(jī)物質(zhì) 的雙向運輸問題。菱8.植物激素如何調(diào)節(jié)有機(jī)物的運輸與分配？芾植物激素對有機(jī)物質(zhì)的運輸分配有著重要的影響。除ETH以外，其他幾種激素都有促進(jìn)有機(jī)物 質(zhì)運輸?shù)淖饔?。IAA 有吸引有機(jī)物質(zhì)向它所在的器官積累的功能。關(guān)于植物激素促進(jìn)有機(jī)物運輸?shù)臋C(jī)理有以下幾個方面的解釋：芃 激素與質(zhì)膜上的受體結(jié)合，產(chǎn)生去極

13、化作用，降低膜勢；蔗植物激素改變膜的物理、化學(xué)性質(zhì)，提高膜透性；贛植物激素促進(jìn)RNA與蛋白質(zhì)的合成，合成某些與同化物運輸有關(guān)的酶。蛔9.何謂源-庫單位？為什么在有機(jī)物質(zhì)的分配問題上會出現(xiàn)源 -庫單位的現(xiàn)象？輻源的同化產(chǎn)物主要供給相應(yīng)的庫。相應(yīng)的源與庫以及二者之間的輸導(dǎo)系統(tǒng)，共同構(gòu)成一個源庫單位。源-庫單位的形成首先符合器官的同伸規(guī)律（相應(yīng)部位的根、莖、葉、蘗在生長時間上的同步性）；其次還與維管束的走向、距離遠(yuǎn)近有關(guān)，它決定了有機(jī)物質(zhì)分配的特點。蔗10.有機(jī)物質(zhì)的分配與產(chǎn)量的關(guān)系如何？芨作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量選濟(jì)系數(shù)，而經(jīng)濟(jì)系數(shù)與同化物的分配有關(guān)。在一定的營養(yǎng)生長的 基礎(chǔ)上，應(yīng)該促使光合產(chǎn)物盡

14、可能地分配到產(chǎn)品器官上，提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，否則，生物產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì) 產(chǎn)量并不一定高。荽11.為什么樹怕剝皮”？蜜因為根系需要地上部供應(yīng)有機(jī)營養(yǎng)，而葉片制造的有機(jī)物質(zhì)正是通過切皮部向下運輸?shù)?。樹剝皮后，韌皮部被破壞，影響了有機(jī)物質(zhì)的運輸，時間一長就會影響根系的生長，進(jìn)而影響地上部的生長。蔓12.試述環(huán)境因素對有機(jī)物質(zhì)運輸?shù)挠绊?？蜩溫度：糖的運輸速率以2030c最快，高于或低于這個溫度范圍，運輸速率下降。襖 光照：光照可以通過光合作用，影響同化物的運輸與分配。功能葉白天的輸出率高于夜間。螃 水分：水分虧缺脅迫使水勢降低，光合作用降低，葉片中可運態(tài)蔗糖的濃度降低，影響輸出速率。薄礦物質(zhì)：如氮、磷、鉀、硼等

15、都會對有機(jī)物質(zhì)的運輸產(chǎn)生影響。氮多，營養(yǎng)生長過旺，不利于物質(zhì)向產(chǎn)品器官輸出；氮少則會引起葉片的早衰，C/N 值適中對運輸有利。磷可以促進(jìn)光合，促進(jìn)可運態(tài)蔗糖濃度的提高，促進(jìn)ATP 的合成，所以可以促進(jìn)物質(zhì)的運輸。鉀能促進(jìn)庫內(nèi)蔗糖向淀粉的轉(zhuǎn)化，維持庫源兩端的壓力差，有利于物質(zhì)的運輸。硼與糖結(jié)合成復(fù)合物，有利于透過質(zhì)膜，從而有利于物質(zhì)的運輸。裊 13.試述作物產(chǎn)量形成的庫-源關(guān)系。菱作物產(chǎn)量形成的庫-源關(guān)系有三種類型：源限制型；庫限制型；源庫協(xié)調(diào)型。源與庫共同存在于一個統(tǒng)一體中，兩者相互依賴、相互制約。要高產(chǎn)不僅需要有大的源與大的庫，還要源與庫的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時， 庫大會促進(jìn)源，源大會促進(jìn)庫；庫小會

16、抑制源，源小會抑制庫。兩者相互依賴、相互制約。適當(dāng)?shù)卦鲈椿蛟鰩煲约皡f(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系，都會達(dá)到增產(chǎn)的效果。蕨14.植物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)運輸分配的規(guī)律如何 ？蝕 有機(jī)物質(zhì)的分配受供應(yīng)能力、競爭能力及運輸能力的影響。黃供應(yīng)能力：供應(yīng)能力是指源的同化物能否輸出以及輸出的多少。當(dāng)源的同化物產(chǎn)生較少，本身生長又需要時，基本不輸出；只有同化物形成超過自身需要時；才能輸出。且生產(chǎn)越多，外運潛力越大。源似乎有一種“推力 ”，把葉片制造的光合產(chǎn)物的多余部分向外“推出 ”。肄 競爭能力：競爭能力是指庫對同化物的吸引和“爭調(diào) ”的能力。 生長速度快、代謝旺盛的部位，對養(yǎng)分競爭的能力強(qiáng)，得到的同化物多。筮運輸能力：源與庫

17、之間的輸導(dǎo)系統(tǒng)的聯(lián)系、暢通程度和距離遠(yuǎn)近有關(guān)。源、庫之間聯(lián)系直接、 暢通，且距離又近，則庫得到的同化物就多。蠅在這三個因素中，競爭能力起著重要作用。蝸15.植物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)運輸和分配的特點 ？蟆優(yōu)先供應(yīng)生長中心；英就近供應(yīng)，同向運輸；衿 功能葉之間無同化物供應(yīng)關(guān)系；肇同化物與營養(yǎng)元素的再分配與再利用。芄 16.糖濃度和能量供應(yīng)狀況如何調(diào)節(jié)有機(jī)物質(zhì)的運輸？膈葉片中蔗糖的濃度對輸出速率有明顯的調(diào)節(jié)作用。葉片內(nèi)蔗糖濃度高，在短期內(nèi)可促進(jìn)同化物從功能葉輸出的速率，但從長遠(yuǎn)看，葉片內(nèi)高濃度的蔗糖則會抑制光合作用。量同化物的主動運輸需要消耗能量。 ATP的作用可能有兩個方面：一是作為直接動力，二是通過提高

18、膜的透性而起作用。在ATP 合成受抑制的情況下，會對同化物運輸產(chǎn)生抑制作用。唐17.葉片同化物的配置方向噩代謝利用，新形成的同化物立即通過代謝配置給葉本身需要；袂 合成暫時貯藏化合物；量從葉輸出到植株其他部分。蚆 18.胞間連絲的結(jié)構(gòu)有什么特點？它在植物體內(nèi)有什么功能？英結(jié)構(gòu)特點：胞間連絲的外圍由質(zhì)膜包圍著；胞間連絲的中央是連絲微管，它是由光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化而成， 連絲微管的中心有中心柱；胞間連絲質(zhì)膜的內(nèi)側(cè)與連絲微管的外側(cè)連接著球狀蛋白；胞間連絲的直徑20-40nm。蟻 功能：胞間連絲是連接兩個相鄰植物細(xì)胞的胞質(zhì)通道；可進(jìn)行物質(zhì)交換；可進(jìn)行信息傳遞。聿 19.如何了理解植物體內(nèi)有機(jī)物分配的“庫 ”與 “源 ”的關(guān)系？肇 源是制造同