同化物的运输、分配及信号的传导
名词解释
源(source) 即代谢源，是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(sink) 即代谢库，是指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。
比集转运速率(specific mass transfer rate) 缩写为SMTR，单位时间单位韧皮部或筛管横切面积上所运转的干物质的数量。
韧皮部装载(phloem loading) 同化物从合成部位通过共质体或质外体胞间运输，进入筛管的过程。
韧皮部卸出(phloem unloading) 同化物从筛管分子-伴胞复合体进入库细胞的过程。
源库单位(source-sink unit) 在同化物供求上有对应关系的源与库合称为源-库单位。
源强(source strength)是指源器官同化物形成和输出的能力。
库强(sink strength) 是指库器官接纳和转化同化物的能力。
信号转导(signal transduction)细胞内外的信号，通过细胞的转导系统转换，引起细胞生理反应的过程。
化学信号(chemical signals) 细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。
物理信号(physical signal) 细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。
G蛋白(G protein) 全称为GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生理活性有赖于与三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有GTP水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又称为偶联蛋白或信号转换蛋白。
第二信使(second messenger) 能被胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子。第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。
筛管分子-伴胞复合体(sieve element-companion cell) 缩写为SE-CC，筛管通常与伴胞配对，组成筛管分子-伴胞复合体。源库端的SE-CC是同化物装载和卸出的埸所，茎和叶柄等处中的筛管是同化物长距离运输的通道。
蔗糖载体(sucrose carrier) 缩写为SC，存在于质膜或液胞膜上的内在蛋白，在质子电动势的驱动下运输蔗糖。
问答题
1.如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的？
答：可用以下实验证明同化物的运输途径是由韧皮部担任的：
(1) 环割试验 剥去树干(枝)上的一圈树皮(内有韧皮部)，这样阻断了叶片形成的光合同化物的向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。
(2) 放射性同位素示踪法 让叶片同化14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出14CO2标记的光合同化物位于韧皮部。
2.试述光合细胞中蔗糖合成途径和主要调节酶。
答：蔗糖的合成是在细胞质内进行的。光合中间产物磷酸丙糖通过叶绿体被膜上的磷酸丙糖转运器进入细胞质。在细胞质中，磷酸二羟丙酮(DHAP)在磷酸丙糖异构酶作用下转化为磷酸甘油醛(GAP)，DHAP和GAP处于平衡状态，二者在醛缩酶催化下形成果糖-1，6-二磷酸（F1，6BP）。F1，6BP C1位上的磷酸被果糖-1，6-二磷酸酯酶(FBPase)水解而形成果糖-6-磷酸(F6P)。这一步反应是不可逆的，也是调节蔗糖合成的步反应，FBPase是这一反应的调节酶。F6P在磷酸葡萄糖异构酶和磷酸葡萄糖变位酶作用下，形成葡萄糖-6-磷酸(G6P)和葡萄糖-1-磷酸(G1P)，G1P和UDP由UDPG焦磷酸化酶(UGP)催化下合成蔗糖所需的葡萄糖供体UDPG。UDPG和F6P结合形成蔗糖-6-磷酸(S6P)，催化该反应的酶是蔗糖磷酸合成酶(SPS)，SPS是蔗糖合成途径中另一个重要的调节酶。蔗糖合成的最后一步反应是S6P由蔗糖磷酸酯酶水解形成蔗糖。
3.试述同化物分配的一般规律。
答：(1) 同化物分配的总规律是由源到库 由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。
(2) 优先供应生长中心 各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。
(3) 就近供应 一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供求程度就逐渐减弱。一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。
(4) 同侧运输 同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。
4.植物细胞信号传导可分为哪几个阶段？
答：细胞信号传导的途径，可分为四个阶段，即：
(1) 胞间信号传递 化学信号或物理信号在细胞间的传递。
(2) 膜上信号转换 把胞间信号转换成胞内信号的过程。
(3) 胞内信号转导 将胞内信号转换为具有调节生理生化功能的调节因子的过程。
(4) 蛋白质可逆磷酸化 对靶酶进行磷酸化或去磷酸化的反应，使靶酶执行生理功能。
本文选自：
2011考研动物生理生化强化精讲班 讲义
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