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34.12:

物质短途运输

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Short-distance Transport of Resources

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根从土壤吸收水分和养分 再将其输送到整株植物的不同组织 同样 光合作用的产物 也必须穿行于植物体 送至储存能量的细胞 或需要能量的活动 一路上要穿过 许多细胞的壁、膜以及细胞质 植物输送溶质一般有三种途径 通过质外体途径的运输 发生于胞外空间 包括细胞壁 同时还有通过共质体途径的运输 发生于胞间连丝 即与相邻 细胞的细胞质直接接触的小孔 第三种是跨膜途径 通过细胞质膜让物质 进出细胞 穿过细胞质膜来回移动物质 在两三个细胞之间速度还算快 但长距离传输就慢得多了 植物细胞中的跨膜传输 与动物细胞中的传输有一些普遍相似之处 选择性渗透的细胞质膜 允许一些物质通过 如二氧化碳和氧气 然后被动扩散 沿着 浓度梯度 从高浓度 区域移动到低浓度区域 其它物质无法穿过膜进行扩散 因为 带电荷或外形较大 比如离子和大分子比如 糖分 这些溶质是由细胞主动传输 利用特定的膜蛋白质比如离子通道 和运输蛋白 质子泵利用来自三磷酸腺苷ATP的化学能量 在细胞膜上创造出氢离子的 电化学梯度 植物中的许多运输蛋白利用这种氢离子梯度 将资源移入细胞内 例如 根里的硝酸盐运输蛋白 将一种硝酸盐与氢离子一同运输 即使运输方向与浓度梯度相反

34.12:

物质短途运输

短距离运输是指在只有2-3个细胞的距离内进行传输,在过程中穿越等离子膜。小的未充电分子,如氧气、二氧化碳和水,可以自己扩散到等离子膜上。相比之下,离子和较大的分子需要运输蛋白的帮助,由于其电荷或大小。跨膜的传输也发生在单个细胞内,对整个植物起着各种重要作用。

资源被运入和运出每个植物细胞内的中央气库

植物细胞的大型中央气库的作用之一是资源储存。主动和被动传输蛋白存在于真空膜或托诺普拉斯特,就像它们存在于细胞的血浆膜中一样,它们调节细胞质和真空之间的溶解物运动。糖可以储存供以后使用,离子从细胞质中分离,特别是质子被泵入气液中,从而形成酸性环境,分解进入细胞的不需要或有毒物质。

穿过托诺普拉斯特的运动控制涡轮压力

除了在储存中的作用外,气穴还产生涡轮压力,这种力将等离子膜推到细胞壁上,从而影响植物的结构。气穴的大小由通道和运输器在地道上移动的溶解物调节。水被动地扩散到整个地层,以平衡膜上溶质浓度的差异,它还可以通过水族素(水道)更快速地移动,水道可以随着细胞信号而打开和关闭。在干旱条件下,缺水会导致单个细胞内随着气穴收缩而失去涡轮压力。从宏观上来说,当土石使压力低时,植物就会萎靡不振。

Suggested Reading

Brackmann, Klaus, and Thomas Greb. "Long-and short-distance signaling in the regulation of lateral plant growth." Physiologia plantarum 151, no. 2 (2014): 134-141. [Source]

Hedrich, Rainer. "Ion Channels in Plants." Physiological Reviews 92, no. 4 (October 1, 2012): 1777–1811. [Source]