植物體內(nèi)物質(zhì)運輸運輸特性

高等植物器官間物質(zhì)的長距離運輸在維管系統(tǒng)中進(jìn)行。水分、礦質(zhì)元素和有機物質(zhì)各有其主要的運輸通道，如導(dǎo)管、篩管等。水分和礦質(zhì)元素主要由木質(zhì)部的導(dǎo)管運輸。導(dǎo)管由一連串已失去原生質(zhì)和細(xì)胞壁端壁的細(xì)胞空腔連接而成，是質(zhì)外體的主要組成部分。根系從土壤中吸收水分和礦質(zhì)元素以后，靠根壓和由于葉片蒸騰失水而造成的蒸騰拉力將其運送至地上部分。導(dǎo)管空腔口徑較大,因而對液流的阻力小,蒸騰流的速度可以高達(dá)每小時幾十米。有機物質(zhì)主要由韌皮部的篩管從有機物質(zhì)的“源”向“庫”運輸。“源”通常指能進(jìn)行光合作用的葉片；“庫”指消耗光合產(chǎn)物的器官，包括正在生長中的營養(yǎng)體的尖端以及正在形成中的果實、塊莖等。組成篩管的細(xì)胞內(nèi)尚有原生質(zhì)存在，端壁則特化為具有篩孔的篩板。篩孔內(nèi)時常有一些纖絲結(jié)構(gòu)（P-蛋白）。有機物質(zhì)經(jīng)由篩孔的纖絲結(jié)構(gòu)運送時，阻力較大，除靠“源”與“庫”兩端間的膨壓差推動外，還可能需要輸導(dǎo)組織附近活細(xì)胞的中間推動作用。篩管運輸速度遠(yuǎn)低于導(dǎo)管，每小時僅幾十厘米。一個器官是“源”還是“庫”，隨植物生長發(fā)育的情況而變。如葉片衰老時，光合功能漸趨微弱，將細(xì)胞內(nèi)含物降解輸出至其他新生部位后,不再能合成新的有機物質(zhì),“源”的作用就逐漸消失。種子在形成期是消耗有機物的“庫”，到了萌發(fā)期就成為供應(yīng)有機物的“源”。稻麥子粒在成熟后期,不僅調(diào)運營養(yǎng)體當(dāng)時的同化產(chǎn)物,甚至?xí)訂T營養(yǎng)體長期積累的細(xì)胞內(nèi)含物使之降解并向子粒集中。人工調(diào)節(jié)繁殖器官與營養(yǎng)器官之間的源、庫關(guān)系，可對作物產(chǎn)量發(fā)生重要影響。除了維管系統(tǒng)外，不少高等植物如橡膠樹還有乳管系統(tǒng)，乳汁在其中轉(zhuǎn)移。

一方面是質(zhì)外體和導(dǎo)管，另一方面是共質(zhì)體和篩管，構(gòu)成了植物體內(nèi)物質(zhì)運輸途徑的兩大網(wǎng)絡(luò)，分別承擔(dān)水分、礦物質(zhì)和有機物質(zhì)的運輸。但二者之間并不完全隔離。根部從土壤中吸收的水分和無機離子經(jīng)由質(zhì)外體向根的木質(zhì)部進(jìn)行橫向運輸時，由于內(nèi)皮層有凱氏帶的阻礙，常要經(jīng)過共質(zhì)體，才能抵達(dá)導(dǎo)管。相反,葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物除主要通過共質(zhì)體外,也部分通過質(zhì)外體移向篩管。

另外，在維管束中的導(dǎo)管和篩管之間，還摻雜著機械組織和包括形成層、轉(zhuǎn)移細(xì)胞和伴胞等在內(nèi)的多種薄壁組織。被運輸?shù)奈镔|(zhì)還常通過這些組織，從一個系統(tǒng)向另一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。因而不同的運輸途徑常交錯發(fā)揮運輸作用。植物體內(nèi)的縱向運輸?shù)淖枇Ρ葯M向運輸?shù)淖枇π?。葉的光合產(chǎn)物一般主要供應(yīng)同側(cè)器官。只有當(dāng)縱向運輸受阻時，橫向運輸才加強。

植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的區(qū)別之一是細(xì)胞的原生質(zhì)體外面存在細(xì)胞壁。許多細(xì)胞的細(xì)胞壁互相粘連，構(gòu)成一個連續(xù)骨架，統(tǒng)稱為質(zhì)外體。細(xì)胞壁之間有相互串通的空隙，是細(xì)胞間交換氣體、運輸水分和無機養(yǎng)料的通道。另外，細(xì)胞與細(xì)胞的原生質(zhì)之間還有許多纖絲或稱胞間連絲溝通，將鄰接細(xì)胞的原生質(zhì)相互貫穿,也構(gòu)成一個與質(zhì)外體相互交錯的連續(xù)體系,稱為共質(zhì)體。它們所占的面積雖然有限，但細(xì)胞累積的一些溶質(zhì)由此通過它們在細(xì)胞間轉(zhuǎn)移時，無需再穿越鄰接的細(xì)胞質(zhì)膜，因而是電解質(zhì)和有機質(zhì)在細(xì)胞間運輸最為有效的通道。

植物體內(nèi)物質(zhì)運輸被動轉(zhuǎn)移

能溶于脂肪的小分子則可沿胞內(nèi)外的濃度差,靠擴(kuò)散透過胞膜出入細(xì)胞。在擴(kuò)散中,物質(zhì)由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的流動不需代謝能推動，稱為被動轉(zhuǎn)移。

植物體內(nèi)物質(zhì)運輸主動轉(zhuǎn)移

然而有些物質(zhì)如K 離子、糖分子，在細(xì)胞內(nèi)的含量可以超過外界很多倍，它們卻依然可以從外界通過胞膜吸收到細(xì)胞內(nèi)。這種逆濃淡梯度的分子轉(zhuǎn)移需要消耗細(xì)胞的代謝能,故稱為主動轉(zhuǎn)移。在主動轉(zhuǎn)移中,分子先同在膜上的特異載體發(fā)生臨時結(jié)合形成復(fù)合體，隨后由復(fù)合體從膜外移入膜內(nèi)。載體把該分子卸下后，又可重新轉(zhuǎn)到膜外接受新的被載運物質(zhì)。

植物體內(nèi)物質(zhì)運輸入胞作用

胞膜接觸到物質(zhì)顆粒時在接觸處發(fā)生內(nèi)陷，外口封閉形成小囊泡，向胞內(nèi)移動而把顆粒帶入，稱為入胞作用。

植物體內(nèi)物質(zhì)運輸出胞作用

細(xì)胞內(nèi)部由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與網(wǎng)體的合成活動也可形成充滿特殊汁液的囊泡；當(dāng)囊泡轉(zhuǎn)移到泡膜時，囊泡膜能融合在胞膜內(nèi)而將其內(nèi)含物送出胞外，稱為出胞作用。胞壁在胞膜外圍的加厚和腺細(xì)胞的向外分泌等主要就是由出胞作用來實現(xiàn)的。

植物生命活動中所需的多種物質(zhì)是由其組成部分（器官、組織等）分別吸收和合成的。因此，植物體內(nèi)各部分間必須有物質(zhì)的相互交換，才能維持整體的生存。細(xì)胞是植物體各部分的構(gòu)成單位，是外面由膜包圍的相對獨立的系統(tǒng)。物質(zhì)交換可以通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)移和細(xì)胞間的運輸進(jìn)行。高等植物由于具有由根、莖、葉所組成的高大軀體，單靠細(xì)胞間物質(zhì)運輸不足以應(yīng)付不同器官間的物質(zhì)交換，它們在進(jìn)化中發(fā)展形成輸送效率較高的通道維管系統(tǒng)，以進(jìn)行體內(nèi)的長距離運輸。

物質(zhì)通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)移 　細(xì)胞膜由脂類物質(zhì)組成，中間鑲嵌有少量蛋白質(zhì)類物質(zhì)，還有許多小孔。膜不僅使細(xì)胞內(nèi)含物與外界分開，從而保持了自身成分的特點和穩(wěn)定性，而且也是細(xì)胞內(nèi)外進(jìn)行有選擇的物質(zhì)交換的通道。高分子顆粒以及帶有電荷的親水性強的分子通常都難于通過細(xì)胞膜。

中文名稱

植物體內(nèi)養(yǎng)分運輸

英文名稱

nutrients transport in plant

定　　義

養(yǎng)分在植物體內(nèi)從一個部位轉(zhuǎn)移到其他部位的過程。

應(yīng)用學(xué)科

土壤學(xué)（一級學(xué)科），農(nóng)業(yè)化學(xué)（二級學(xué)科）

本書對植物體內(nèi)養(yǎng)分運輸?shù)耐緩健⑦\輸物質(zhì)的種類和“裝卸”、運輸速率和方向的控制和測量、韌皮細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和運輸機理的各種學(xué)說和假說、以及運輸和代謝能的關(guān)系、同時雙向移動、水分和內(nèi)源激素的運輸、“激素指引的”養(yǎng)分運輸?shù)雀鱾€方面，扼要而綜合地介紹了早期和當(dāng)代生理學(xué)家們的研究工作以及他們的見解和評論，內(nèi)容比較客觀而全面，可供植物生理學(xué)、生物學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)等各方面的教學(xué)和科研人員的參考。

目錄

前言

引言

第一篇 葉片中同化物的運輸

第二篇 韌皮部運輸

第三篇 植物體內(nèi)同化物的分配

總結(jié)論

參考文獻(xiàn)