5.1.4 拓展知識
(1)細胞間的物質運輸
1)質外體運輸 質外體運輸是物質在質外體中的運輸。由於質外體中液流的阻力小,所以物質在質外體中的運輸速度較快。但質外體內沒有外圍的保護,運輸物質容易流向體外,同時運輸速率也受外力的影響。
2)共質體運輸 物質在共質體中的運輸稱共質體運輸。與質外體運輸相比,共質體中原生質的黏度大,運輸阻力大,但共質體中的物質有質膜的保護,不易流失到體外。一般而言,細胞間的胞間連絲多,孔徑大,同化物存在的濃度梯度大,有利於共質體的運輸。
3)質外體與共質體之間的運輸 質外體與共質體之間的運輸為物質通過質膜的運輸。它包括三種形式:第一,順濃度梯度的被動轉運。包括自由擴散和通過通道或載體的協助擴散。第二,逆濃度梯度的主動轉運。包括一種物質伴隨另一種物質進出質膜的伴隨運輸。第三,以小囊泡方式進出質膜的膜動轉運。包括內吞、外排和出胞等。
(2)影響和調節同化物運輸的環境因素
植物體內同化物質的運輸和分配受溫度、水分、光照和營養元素等影響。
1)溫度 溫度影響同化物的運輸速率。不同溫度處理植株的試驗表明,低溫抑製同化物運輸,20~30℃時的運輸量最大,溫度再升高,運輸又下降。溫度也影響同化物的分配方向。例如,當土溫高於氣溫時,光合產物向根部運輸的比例大,當氣溫高於土溫時,光合產物向冠部運輸比例大。
晝夜溫差對同化物分配有很大影響。在生理溫度允許的範圍內,晝夜溫差大有利於同化物向籽粒分配,也有利於塊根、塊莖的生長。
2)水分 水既是同化物質的運輸介質,又是光合作用的原料,所以水分不足必定影響同化物的運輸與分配。其原因為:
①水分不足,氣孔關閉,光合速率降低,使得葉肉細胞內可運態蔗糖濃度降低,結果從源葉輸入到韌皮部內的同化物質減少。
②在缺水條件下,篩管內集流運動的速度降低。
3)營養元素 對同化物運輸影響最大的營養元素有氮、磷、鉀和硼。
①氮 供氮必須適量,使C/N比維持在適宜的比例。如氮素過多,導致植物營養生長過於旺盛,光合產物用於生長多,用於莖鞘貯藏較少,進而減少再度向籽粒的分配。然而氮素過低,容易引起功能葉片早衰。
②磷 磷參與同化物的形成,是光合循環不可缺少的重要元素。它以高能磷酸鍵形式貯存和利用能量,廣泛參與植物的代謝,促進光合速度。所以磷有促進同化物質運輸的作用。因此,在作物產量形成後期,適當追施磷肥有利於同化物質向經濟器官內運輸,提高產量。如在棉花開花期噴施磷肥,也能達到減少蕾鈴脫落的目的。
③鉀 對同化物運輸與分配的影響表現在兩個方麵:一是促進碳水化合物的運輸;二是促進運入庫中的蔗糖轉化為澱粉,以利維持韌皮部兩端的壓力勢差。
④硼 硼對同化物的運輸具有明顯的促進作用。一方麵,硼能促進蔗糖的合成,提高可運態蔗糖所占比例;另一方麵,硼能以硼酸的形式與遊離態的糖結合,形成帶負電的複合體,容易透過質膜。因此,在作物灌漿期,葉麵噴施硼肥有利於光合產物輸入籽粒,具有增產效果。
5.1.5 典型案例分析
(1)環剝試驗現象
1)環剝試驗 環剝就是把植物樹幹或枝條上形成層以外的組織,主要是將韌皮部剝去一窄圈。
2)環剝試驗現象 如果環剝較寬,切口上部組織增生,時間一長就會形成愈傷組織,長成瘤狀物。
3)環剝試驗現象原理 環剝後同化物往下運輸的通道被切斷,養分就積累在環剝口以上的部分,促使切口上部愈傷組織長成瘤狀物。
4)環剝試驗的生產意義
①可以促進花芽和果實的生長。例如,蘋果樹在開花前於側枝基部進行環剝,有防止落花落果、增大果實和提高果實含糖量的效果。
②提高果樹高空壓條成活率。荔枝在扡插前采用環剝,切口上部產生瘤狀物後可促進不定根的產生,此時切下進行扡插可大大提高成活率。
5)環剝試驗的危險 在主幹上進行環剝時,如果環剝較寬,當年不能形成愈傷組織,根係就會饑餓至死,這就是所謂的“樹怕剝皮”。
6)環割試驗的證明 環割試驗用事實證明,韌皮部是植物進行長距離地向下運輸同化物的主要途徑。
(2)大蒜瓣內長小蒜,大白菜葉基部長小菜的現象
冬貯大蒜、大白菜到春天時常見到大蒜瓣內長小蒜、大白菜葉基部長小菜的現象。已收獲的大蒜、大白菜在貯藏過程中,其蒜瓣或外葉不斷枯萎,內部有機物不斷分解,轉化出的同化物質和礦質元素再度利用到小蒜和小菜中,這種再度利用是植物體的營養物質在器官間進行再分配、再利用的普遍現象。這說明植物器官在離體後仍能進行同化物的轉運。
(3)“蹲棵”的措施
北方農民在嚴重霜凍來臨之際,為減輕植株莖葉的凍害,把玉米連稈帶穗一同拔起並堆在一起的生產措施為“蹲棵”。由於這種措施大大地減輕植株莖葉的凍害,使莖葉的有機物繼續向籽粒轉移,所以一般可增產5%~10%。水稻、小麥、芝麻、油菜等收獲後堆在一起,並不馬上脫粒,對提高粒重效果同樣比較明顯。
5.1.6 任務實施方法與步驟
(1)完成展示活動的素材收集
(2)小組討論與成果展示、鞏固訓練
學生對照課文,反複思考問題,能講述同化產物運輸形式、途徑、速度和分配規律。結合典型案例,能獨立解釋環割試驗現象,長小蒜、小菜和“蹲棵”的原因。
課後結合課文,將問題解答在作業本上;將分析案例結果記載在作業本上。