第五章 植物体内同化物的运输分配与信号转导 第一节植物体内有机物质的运输系统 第二节韧皮部运输的机理 第三节同化物的分配及其调控 第四节植物体内的信号转导 2007.12.15 魏小红 1
2007.12.15 魏小红 1 第五章 植物体内同化物的运输分配与信号转导 第一节 植物体内有机物质的运输系统 第二节 韧皮部运输的机理 第三节 同化物的分配及其调控 第四节 植物体内的信号转导
第一节植物体内有机物质的运输系统 高等植物体内的运输十分复杂，有短距离运输和长距离运输之分。 >短距离运输是指细胞内以及细胞间的运输，距离在微米与毫米之间。 >长距离运输是指器官之间、源库之间的运输，需要通过输导组织（有时称流），距离 从几厘米到上百米。 >源(source)即代谢源，指产生或提供同化物的器官或组织，如功能叶，萌发种子的 子叶或胚乳； >库(sk)即代谢库，指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。 源库的概念是相对的，可变的，如幼叶是库，但当叶片长大长足时，它就成了源。 2007.12.15 魏小红 2
2007.12.15 魏小红 2 高等植物体内的运输十分复杂，有短距离运输和长距离运输之分。 Ø 短距离运输是指细胞内以及细胞间的运输，距离在微米与毫米之间。 Ø 长距离运输是指器官之间、源库之间的运输，需要通过输导组织(有时称流)，距离 从几厘米到上百米。 Ø 源(source)即代谢源，指产生或提供同化物的器官或组织，如功能叶，萌发种子的 子叶或胚乳； Ø 库(sink)即代谢库，指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。 源库的概念是相对的，可变的，如幼叶是库，但当叶片长大长足时，它就成了源
一、短距离运输系统 (一)胞内运输 是指细胞内、细胞器间的物质交换。有分子扩散、微丝推动原生质的环流、 细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。 (二)胞间运输 胞间运输指细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间的运输。 1、质外体途径 物质在质外体中的运输称为质外体运输(apoplastic transport)。连续的自由空 间，靠自由扩散的物理过程，速度很快。 2007.12.15 魏小红 3
2007.12.15 魏小红 3 一、短距离运输系统 (一) 胞内运输 是指细胞内、细胞器间的物质交换。有分子扩散、微丝推动原生质的环流、 细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。 (二) 胞间运输 胞间运输指细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间的运输。 1、质外体途径 物质在质外体中的运输称为质外体运输(apoplastic transport)。连续的自由空 间，靠自由扩散的物理过程，速度很快
细胞质胞间连丝液泡 细胞壁 胞间空隙 溶质能够通过质外体（红 色)或共质体（蓝色)。 细胞间隙（白色）形成气 体运动的途径。因为大多 数的溶质不能通过液泡膜， 液泡（灰色）通常就认为 不是共质体的一部分。 质外体共质体的示意图 2007.12.15 魏小红 4
2007.12.15 魏小红 4 溶质能够通过质外体（红 色）或共质体（蓝色）。 细胞间隙（白色）形成气 体运动的途径。因为大多 数的溶质不能通过液泡膜， 液泡（灰色）通常就认为 不是共质体的一部分
2、共质体途径 物质在共质体中的运输称为共质体运输(symplastic transport)。共质体运输受 胞间连丝状态控制。一般认为，胞间连丝有三种状态： (1)正常态内部具有固定的结构，能容许分子量小于1000的小分子物质通过。 (2)开放态连丝内部结构解体，扩大为开放的通道，足以让高分子通过。 (3)封闭态连丝通道被粘液体等临时封闭，或永久堵塞，控制细胞内物质外运，并 造成细胞间的生理隔离。 2007.12.15 魏小红 5
2007.12.15 魏小红 5 2、共质体途径 物质在共质体中的运输称为共质体运输(symplastic transport)。共质体运输受 胞间连丝状态控制。一般认为，胞间连丝有三种状态： (1) 正常态 内部具有固定的结构，能容许分子量小于1 000的小分子物质通过。 (2) 开放态 连丝内部结构解体，扩大为开放的通道，足以让高分子通过。 (3) 封闭态 连丝通道被粘液体等临时封闭，或永久堵塞，控制细胞内物质外运，并 造成细胞间的生理隔离
ER 质体膜 8) 细胞质 内质网腔 环 连丝微管 压缩的 内质网（链样管） 细胞壁 质膜 胞间层 丝状蛋白 细胞质腔 ER 横切面 中心腔 链样管 细胞质 丝状蛋白 2007.12.15 胞间连丝的超微结构 6
2007.12.15 魏小红 6
3.质外体与共质体间的运输，为物质进出质膜的运输。 物质进出质膜的方式有三种： (1)顺浓度梯度的被动转运(passive transport),包括自由扩散和通过通道或载体的协 助扩散； (2)逆浓度梯度的主动转运(active transport),包括一种物质伴随另一种物质进出质膜 的伴随运输； (3)以小囊泡方式进出质膜的膜动转运(cytosis),包括内吞(endocytosis)、外排 (exocytosis)和出胞等。 1)内吞作用：细胞外的物质通过吞噬（指内吞固体）或胞饮（指内吞液体）作用进入细胞 质的过程； 2)外排作用：将溶酶体或消化泡等囊泡内的物质释放到细胞外的过程； 2007.12.15 魏小红 7 3)出胞现象：通过出芽胞方式将胞内物质向外分祕的过程
2007.12.15 魏小红 7 3. 质外体与共质体间的运输 ,为物质进出质膜的运输。 物质进出质膜的方式有三种： (1) 顺浓度梯度的被动转运(passive transport)，包括自由扩散和通过通道或载体的协 助扩散； (2) 逆浓度梯度的主动转运(active transport)，包括一种物质伴随另一种物质进出质膜 的伴随运输； (3) 以小囊泡方式进出质膜的膜动转运(cytosis)，包括内吞(endocytosis)、外排 (exocytosis)和出胞等。 1)内吞作用：细胞外的物质通过吞噬(指内吞固体)或胞饮(指内吞液体)作用进入细胞 质的过程； 2)外排作用：将溶酶体或消化泡等囊泡内的物质释放到细胞外的过程； 3)出胞现象：通过出芽胞方式将胞内物质向外分泌的过程
运输分子 通道蛋白质 校体蛋白 泵 质模 高 能■ 金 简单扩散 电化学式梯度 原初主动运输 被动运输 (逆电化学势样度方向) (腰电化学势梯度方胸) 溶质穿过膜的被动转运与主动转运 2007.12.15 魏小红 8
2007.12.15 魏小红 8 溶质穿过膜的被动转运与主动转运
cylopiasm) B38明 bEo∞2 膜动转运 植物体内物质的运输常不局限于某一途径 1)共质体内的物质可有选择地穿过质膜而进入质外体运输： 2）在质外体内的物质在适当的场所也可通过质膜重新进入共质体运输。 这种物质在共质体与质外体之间交替进行的运输称共质体质外体交替运输。 2007.12.15 魏小红
2007.12.15 魏小红 9 膜动转运 植物体内物质的运输常不局限于某一途径 1) 共质体内的物质可有选择地穿过质膜而进入质外体运输； 2) 在质外体内的物质在适当的场所也可通过质膜重新进入共质体运输。 这种物质在共质体与质外体之间交替进行的运输称共质体-质外体交替运输
木质部 转移细 mWn0 叶肉细跑 胞间运输途径示意图 在共质体-质外体交替运输过程中常涉及一种特化细胞，起转运过渡作用，这种 特化细胞被称为转移细胞(transfercells,TC) 它在结构上的特征是： )细胞壁及质膜内突生长，形成许多折叠片层。这将扩大质膜的表面积，暴露更多 的“溶质泵”或载体部位，从而增加溶质内外转运的面积； 2)质膜折叠能有效地促进囊泡的吞并，加速物质的分泌或吸收 2007.12.15 魏小红 10
2007.12.15 魏小红 10 胞间运输途径示意图 在共质体-质外体交替运输过程中常涉及一种特化细胞，起转运过渡作用，这种 特化细胞被称为转移细胞（transfercells,TC） 它在结构上的特征是： 1) 细胞壁及质膜内突生长，形成许多折叠片层。这将扩大质膜的表面积，暴露更多 的“溶质泵”或载体部位，从而增加溶质内外转运的面积； 2) 质膜折叠能有效地促进囊泡的吞并，加速物质的分泌或吸收