34.21:

34.21: Апопласт и симпласт

The Apoplast and Symplast

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Biology

The Apoplast and Symplast

34.20: Epiphytes, Parasites, and Carnivores

49,733 Views

•

01:46 min

•

February 27, 2020

Overview

Рост растений зависит от их способности поглощать воду и растворенные минералы из почвы. Корневая система каждого растения снабжена необходимыми тканями, чтобы облегчить проникновение воды и растворенных веществ. Ткани растений, участвующие в транспортировке воды и минералов, состоят из двух основных частей – апопласта и симпласта. Апопласт включает в себя все, что находится за пределами плазматической мембраны живых клеток, и состоит из клеточных стенок, внеклеточных пространств, ксилемы, флоэмы и трахеид. Симпласт, напротив, состоит из всего цитозоля всех живых растительных клеток и плазмодесм, которые представляют собой цитоплазматические каналы, соединяющие клетки.

Существует несколько потенциальных путей движения молекул через ткани растений: апопластический, симпластический или трансмембранный. Апопластический путь включает движение воды и растворенных минералов вдоль клеточных стенок и внеклеточных пространств. По симпластическому пути вода и растворенные вещества перемещаются по цитозолю. Оказавшись на этом пути, материалы должны пересечь плазматическую мембрану при перемещении от клетки к соседней клетке, и они делают это через плазмодесмы. Альтернативно, при трансмембранном пути растворенные минералы и вода перемещаются от клетки к клетке, пересекая клеточную стенку, чтобы выйти из одной клетки и попасть в следующую. Эти три пути не исключают друг друга, и для некоторых растворенных веществ в разной степени может использоваться более одного пути.

Другой потенциальный путь – это вакуолярный путь, но этот путь в основном ограничен движением молекул воды. Здесь вода проходит через вакуоли растительных клеток посредством осмоса. Механизм подобен симпластическому маршруту, но вместо того, чтобы переноситься цитозолем, вода проходит через вакуоли. Кроме того, вакуумному транспорту способствуют два протонных насоса – АТФаза и ППаза, которые активизируют поглощение растворенных веществ. Вакуоли также состоят из специализированных транспортных белков – аквапоринов – которые участвуют в транспортировке воды и растворенных веществ, таких как глюкоза и сахароза.

Transcript

Растения принимают воду и растворенные минералы из почвы и транспортируют эти ресурсы к дальним тканям. Ресурсы поступают и перемещаются в двух разных отделах:апопласте и симпласте. Апопласт является непрерывной системой внеклеточных пространств, таких как стенки и воздушные пространства между клетками.

Вода, газы и минералы свободно и пассивно передвигаются через аполопласт без пересечения плазменных мембран. Растительные клетки также могут экскретировать лишние протоны в апопласт в связи с изменениями pH. Кроме того, химические вещества, которые входят в апопласт в корне, могут вызвать секрецию молекул, которые связывают и выделяют токсины.

Цитоплазма растительной клетки формирует ещё одну систему непрерывного действия, которая называется симпласт. Соседние растительные клетки соединены по каналам, позволяющим воде и небольшим молекулам для движения от одной клетке к другому. Континуум взаимосвязанных клеток растений облегчает транспортировку сигнальных молекул, таких как гормоны.

Например, гормон цитокинин двигается свободно через симпласт для регулирования распространения клетки. Симпласт также является кондуитом для малых РНК, которые активируют ответные меры защиты против патогенов растений. Ресурсы обычно проходят по обоим, апопласту и симпласту в растении.

Например, минералы, которые всасываются корнями, должны пересекать выборочно проницаемую мембрану по крайней мере чтобы оставить корень и путешествовать в другие ткани растений.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for