1、,第五、六章 植物体内有机物的代谢与运输,学习目标：了解植物体内各种有机物的相互联系；掌握植物体内有机物运输的主要特点及影响因素（重点与难点）；了解同化产物的走向与分配规律。,第一节 植物的初生代谢和次生代谢,1 有机物代谢的主干：糖代谢 合 成,糖,戊糖磷酸途径,糖酵解,三羧酸循环,中间产物,蛋白质,脂肪,其他,卡尔文循环,2 糖、蛋白质和脂肪之间可互变3 由糖类等可衍生得到许多次级产物 如：萜类、酚类和含氮次级化合物等3大类。,萜 类,由异戊二烯单位构成的，根据其数目可将萜类分为单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜、多萜。 萜类合成有两条途径：甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径。萜类的作用：1）调
2、控植物生长发育：GA（双萜）、ABA（胡萝卜素衍生而来）、CTK（含萜类侧链）； 2）作为膜的成分：固醇（三萜）； 3）作为色素：胡萝卜素、叶黄素、番茄红素；4）对植物具有保护作用：如除虫菊脂、冷杉酸、薄荷醇、桉叶醇等；5）有些作为药物：紫杉醇； 6）工业原料：如橡胶、杜仲胶（多萜）。,酚 类,酚类是芳香族环上H被羟基或其他基团取代形成的产物。可分为：1）简单酚类：简单苯丙酸类、苯丙酸内酯类、苯丙酸衍生物类2）木质素3）类黄酮类：花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮4）鞣质 高等植物中的酚类化合物通过莽草酸途径合成的。多数酚类物质都是经苯丙氨酸解氨酶（PAL）催化苯丙氨酸产生桂皮酸后衍生形成。,含氮
3、次级化合物,由普通氨基酸合成，具有含氮杂环，有防御功能。,生物碱含氰苷芥子油苷蛋白氨基酸,次生代谢物的合成途径,第二节 植物体内有机物的运输,运输途径长距离运输： 纵向运输一般由韧皮部完成，主要运输组织是筛管和伴胞。也可横向运输。 证明方法：1）环割法2）放射示踪法,“树怕剥皮，不怕空心”树皮主要是韧皮部，运输同化产物，剥皮破坏了韧皮部，根得不到有机物，不能生长；树心是木质部，主要是死的导管，靠近树皮的形成层不断产生的新的导管，可以运输水分和无机营养物质，保证植物的生长。,物质运输的一般规律： 无机营养在木质部上运，在韧皮部下运； 同化物在韧皮部运输，上运、下运方向取决于库位置； 含氮有机物和
4、激素在根系合成经木质部运输，冠部合成经韧皮部运输； 组织内可以侧向运输（横向运输）； 在春季树木展叶前，糖、氨基酸、激素等有机物沿木质部运输。,短距离运输：,1）胞内运输：细胞内、细胞器之间的物质交换。2）胞间运输：有共质体运输、质外体运输及交替运输。,2 运输物质的形式研究方法：蚜虫吻针法,表1 蓖麻韧皮部汁液成分,主要是糖类，而蔗糖是糖类运输的最主要形式。 蔗糖运输主要的优点： 1）蔗糖的溶解度高； 2）蔗糖的化学性质稳定； 3）蔗糖携带能量较多； 4）蔗糖具有较高的运输速率。,3 有机物的运输速度 一般为30150 cm/h，平均为100 cm/h。4 有机物运输的机理 压力流动学说 基
5、本论点：有机物在筛管内的流动是由于筛管的两端（即源和库）之间所存在的压力势差（膨压差）推动的。压力势差产生的原因是光合产物在筛管的源端不断装载和在库端不断卸出的结果。,源,库,筛管（集流）,5、同化产物的走向和分配,5.1 源、库、流的概念源：指制造或输出有机物质的器官或组织（成熟叶片）。 库：指贮存或输入有机物质的器官或组织。分为使用库(分生组织和幼嫩器官)和贮存库(果实、块根、块茎)等。源与库是相对的。流：指源与库之间的输导系统。,源库单位：在植物体内，特定的源所生产的有机物质供应特定的库，这种同化物分配关系，即源库单位。源库单位具有可变性,果,5.2 源库关系,源是库的供应者；库对源有控
6、制作用；库源两者相互依赖又相互制约；生产上，必须源、库供求平衡，流畅通。源强有利于库强潜势的发挥；库强则有利于源强的维持； 库小源大（供过于求）限制光合产物的输送分配，降低源的光合效率；库大源小（供不应求）超过源的负荷能力造成强迫输送分配，引起库的部分空瘪和叶早衰。,5.3 同化物的分配规律,由源库；优先供应生长中心；就近供应，同侧运输；功能叶之间无同化物供应关系；有机物质可再分配。,环割、修剪 棉花：防止蕾铃脱落 果树：增花增果；高空压条矮化品种，提高经济系数，增加产量棉花、蔬菜、瓜类：摘心去芽（打顶、打叉） 桑树、茶树：疏果疏花,控制同化物运输的若干措施,6、 影响和调节同化物运输的因素,
7、6.1代谢调节源细胞内蔗糖浓度 果糖-6-P酯酶、蔗糖磷酸合成酶库对同化物运输的影响 库强越大对同化物的竞争能力越大运输与能量6.2激素调节 IAA、GA、CTK对物质运输有促进作用； ABA对物质运输有抑制作用。,6.3 环境因素,(1)温度影响运输速率（最适温度：20-30） 低温： 1.呼吸速率，能量； 2.提高了筛管内含物的粘度 。 高温： 1.呼吸速率，消耗了大量同化物质； 2.诱导筛管形成胼胝体。 影响运输方向 土温气温，向根部运输 土温夜晚；光质影响运输速度，红光、蓝光促进运输；光提高同化物对老叶及根的分配。 (3)水分干旱：植株光合速率降低20%； 同化物输出的比例并不减少，削弱对其他库的分配；基部叶片与根系易于衰老、死亡。多糖水解是受旱植物的典型特点；,(4)矿质元素N：C/N平衡 缺N：植株叶片早衰；N过多：植株徒长，贪青晚熟。P：作物、果树开花成熟期喷KH2PO4能增产。 棉花开花期喷3%过磷酸钙，能减少幼铃脱落。B：糖硼复合物是极性分子 ，有利于通过质膜，促进糖运输。 棉花开花期施0.01-0.05%H3BO4减少脱落。K：促进碳水化合物的转化，形成淀粉；使源、库两端压力势差加大，有利于运输。例：块根，块茎类作物施K肥能增产。,
