Bài giảng Chương 5: Sự vận chuyển và phân phối các chất hữu cơ trong cây

Bài giảng Chương 5 "Sự vận chuyển và phân phối các chất hữu cơ trong cây" cung cấp kiến thức cơ bản về cấu trúc của mạch libe, cơ chế vận chuyển trong mạch libe, cơ chế vận chuyển thụ động, vận chuyển chủ động trong mạch libe,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 5: Sự vận chuyển và phân phối các chất hữu cơ trong cây 11/8/2013 CHƢƠNG 5 – SỰ VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG CÂY Mất nước do thoát hơi Hướng đi của nước trong và chất khoáng trong mạch gỗ Di chuyển của đường và nước trong tế bào libe • Như mạch máu lưu thông trong cơ thể thực vật • Hình thành năng suất • Giúp cho việc sử dụng thuốc BVTV 1 11/8/2013 Mạch libe Thượng tầng Libe Bó mạch Bó mạch Mạch gỗ Gỗ Lõi xốp Cỏ 3 lá Cây gỗ Lỗ Lignin Thành thứ cấp Lignin Lỗ Bản rây Nhân Tế bào kèm Khu vực rây Bản rây Thành sơ cấp Vách ngang có lỗ Quản bào Mạch ống Tế bào gỗ Tế bào rây (TV hạt trần) Tế bào rây (TV hạt kín) Tế bào libe 2. Cấu trúc của mạch libe • Tế bào rây (vai trò chủ yếu) • Tế bào kèm: đảm bảo năng lượng cho tế bào rây, ngăn chặn sự tiêu hao chất hữu cơ trong quá trình vận chuyển • Tế bào nhu mô libe: là nơi chuyển tiếp của các chất đồng hóa trước khi đi vào mạch dẫn… 2 11/8/2013 Mặt cắt ngang của lỗ rây Bản rây Lỗ rây Lỗ bên Lỗ rây mở Tế bào kèm Tế bào rây Thể hạt đã biến đổi Tế bào nhu mô Tế bào rây Tế bào rây Tế bào nhu mô Tế bào rây Mạng lưới nội chất Thành tế bào rây Tế bào kèm Sợi liên bào phân nhánh Màng sinh chất Tế bào rây Không bào Tế bào chất Tế bào kèm Lục lạp Thành tế bào dày Nhân Lỗ rây Mặt cắt dọc Mặt cắt ngang Ty thể Bản rây tb rây tiếp giáp với 2 tb trung gian và tb kèm tb rây nằm kế bên tb vận chuyển Tế bào rây Phát triển từ trong vách tb Tb vận chuyển Sợi liên bào Tb rây Tế bào rây Nhu mô tb kèm tb trung gian tb rây Nhu mô mạch dẫn Tế bào rây dƣới kính hiển vi điện tử sa (sieve area): khu vực rây nối 2 tế bào rây với nhau SER (Smooth endoplasmic reticulum): mạng lưới nội chất trơn P (Plastids): bào quan nhỏ (lục lạp, vô sắc lạp, sắc lạp…) nằm gần SER Các tế bào kèm trong gân lá. tb trung gian điển hình có vô số sợi liên bào nối với tb bó mạch tb rây tb trung gian tb bó mạch Lá dậu Thân Rễ Mô khuyết (xốp) 3 11/8/2013 Gỗ Libe tb bó mạch tb trung gian tb rây Gân lá Con đường Apoplast Sợi liên bào Tế bào kèm Vận chuyển chủ động Tế bào rây Con đường Symplast Sợi liên bào Sucrose được tổng hợp trong tb thịt lá, khuyếch tán từ tb bó mạch vào trong tb trung gian nhờ sợi liên bào Tế bào nhu mô libe Tế bào bó mạch Tế bào thịt lá Màng sinh chất Trong tb trung gian raffinose và stachyose được tổng hợp từ sucrose và galactose  duy trì gradient khuyếch tán cho sucrose. Do kích thước lớn hơn, chúng không thể khuyến tán ngược lại vào tb thịt lá Raffinose và stachyose có khả năng khuyếch tán vào tb rây. Dẫn đến nồng độ đường tăng cao trong tb trung gian và tế bào rây Mô hình bẫy polyme (hợp chất cao ptử) trong mạch libe (van Bel 1992). Để đơn giản, Stachyose đã không được trình bày Phức hợp tb rây và tb kèm Sự vận chuyển đƣờng phụ thuộc ATP trong tb rây. + Trong mô hình vận chuyển sucrose vào “con đường symplast” của phức hợp tb rây – tb kèm, các bơm ATPase bơm proton ra ngoài tb vào “con đường apoplast”  tạo nồng độ proton cao. Nồng độ H+ cao Nồng độ H+ thấp + Năng lượng của gradient proton này sẽ được sử dụng để vận chuyển sucrose vào con đường symplast của phức hợp tb rây – tb kèm nhờ symporter H+ - sucrose Nước và chất hữu cơ 1 chiều Nước và chất khoáng Có vách ngăn ngang giữa các tế bào Lỗ bên Không có vách ngang Nhân Tế bào kèm Thành tế bào dày, ngấm lignin 2 chiều Mạch gỗ (xylem) Tế bào rây Bản rây Mạch libe (phloem) 4 11/8/2013 4. Cơ chế vận chuyển trong mạch libe 4.1. Cơ chế vận chuyển thụ động Dòng áp suất 4.1. Cơ chế thụ động (dòng áp suất) 4.2. Cơ chế chủ động Màng bán thấm Dung dịch đậm đặc Dung dịch loãng Do chênh lệch nồng độ Mạch gỗ (xylem) Thuyết “dòng áp suất” Tế bào “source” (nguồn) H2O Mạch libe (phloem) Tế bào kèm Tế bào lá (Nguồn) Dòng áp suất Mạch gỗ Tế bào rây trong mạch libe Thoát hơi nước Sucrose trong các tế bào rây ở “source” (nguồn) Dòng áp suất Mạch gỗ và mạch libe tạo thành một hệ thống thẩm thấu – vận chuyển sucrose và luân chuyển nước Tế bào rây Tế bào “sink” (đích) Sucrose trong các tế bào rây ở “sink” (đích) H2O Tế bào kèm Mạch gỗ Mạch libe Mạch libe chủ động vận chuyển sucrose từ “source”  giảm tiềm năng hòa tan, tạo áp suất trương cao Tế bào kèm Tế bào nguồn Đường sucrose (chấm màu đỏ) ở “nguồn” được vận chuyển chủ động vào phức hợp tb rây-tb kèm Mạch libe C đường cao p nước cao Mạch libe chủ động vận chuyển sucrose vào “sink”  tăng tiềm năng hòa tan, nước bị đẩy ra và tạo áp suất trương thấp hơn Mạch gỗ • Hệ thống diễn ra liên tục • Không cần năng lượng Dòng chảy nước và chất tan từ “nguồn” tới “đích” do chênh lệch áp suất Dòng thoát hơi nước (Nơi chứa) Tế bào rễ Tế bào đích • Do sự chênh lệch đường giữa source và sink  dòng áp suất Ở “đích”, đường được vận chuyển tới C đường thấp p nước thấp 5  ...