Варианты транспортных путей в корне Апопластный Симпластный Трансцеллюлярный

Описание презентации Варианты транспортных путей в корне Апопластный Симпластный Трансцеллюлярный по слайдам

  Варианты транспортных путей в корне Апопластный Симпластный Трансцеллюлярный (от клетки к клетке) Варианты транспортных путей в корне Апопластный Симпластный Трансцеллюлярный (от клетки к клетке) В зависимости от внешних условий и вида растений могут преобладать разные пути транспорта. При интенсивной транспирации вода обычно передвигается по апопласту Апопластный транспорт воды быстрее ( ~ в 50 раз) симпластного. Для гороха, ячменя, фасоли вода передвигается от клетки к клетке при любых условиях, для кукурузы – по апопласту. По апопласту обычно передвигаются Ca 2+ и бор. По симпласту – фосфат.

  Эндодерма Играет роль полупроницаемой мембраны осмотической ячейки Высокое водное сопротивление (R) = Эндодерма Играет роль полупроницаемой мембраны осмотической ячейки Высокое водное сопротивление (R) = низкая проводимость (L p )Низкое водное сопротивление (R) = высокая проводимость (L p )Корневое давление

  КУТИКУЛА (экстрацеллюлярный слой восковых веществ)Верхний эпидермис Столбчатый мезофилл Нижний эпидермис. Губчатый мезофилл КУТИКУЛА (экстрацеллюлярный слой восковых веществ)Верхний эпидермис Столбчатый мезофилл Нижний эпидермис. Губчатый мезофилл УСТЬИЦЕ

  КУТИКУЛА (экстрацеллюлярный слой восковых веществ)Преобладающие компоненты: сложные эфиры неразветвленных алкан-1 -олов (четные КУТИКУЛА (экстрацеллюлярный слой восковых веществ)Преобладающие компоненты: сложные эфиры неразветвленных алкан-1 -олов (четные С 24 -С 28 ) и алкан-1 -оевых кислот (четные С 20 – С 24 ) Примеси и минорные компоненты: свободные неразветвленные алкановые спирты, альдегиды, кислоты (четные С 20 -С 28 ), иногда – соответствующие кетоны. Часто алканы (нечетные С 25 – С 31 )

  Hosta ‘ Love Pat’ Hosta ‘Queen Josephine ’Микроструктура воска придает  «пластмассовый» Hosta ‘ Love Pat’ Hosta ‘Queen Josephine ’Микроструктура воска придает «пластмассовый» блеск и устойчивость к болезням

  УСТЬИЦА – ОСОБЫЕ КЛЕТКИ ЭПИДЕРМИСА 1. СОДЕРЖАТ ХЛОРОПЛАСТЫ 2. НЕТ ПЛАЗМОДЕСМ УСТЬИЦА – ОСОБЫЕ КЛЕТКИ ЭПИДЕРМИСА 1. СОДЕРЖАТ ХЛОРОПЛАСТЫ 2. НЕТ ПЛАЗМОДЕСМ

 Состояние устьиц зависит от:  •  Водного потенциала клеток листа;  • Состояние устьиц зависит от: • Водного потенциала клеток листа; • Концентрации СО 2 в подъустьичной щели; • Циркадного (суточного) ритма; • Фоторецепторов (фототропин и фитохром) • Абсцизовой кислоты (АБК) – гормона растений, вызывающего быстрое закрытие устьиц ; Диаметр устьичных щелей 3 -12 мкм расположены (у 75% видов) на нижней стороне листаклеточная стенка более толстая ( ДВУДОЛЬНЫЕ )замыкающие клетки устьица

  ОБРАЗОВАНИЕ МАЛАТА  В КЛЕТКАХ УСТЬИЦ (С-3!)  ДЕНЬ:   ОБРАЗОВАНИЕ МАЛАТА В КЛЕТКАХ УСТЬИЦ (С-3!) ДЕНЬ: ГЛИКОЛИЗ КРАХМАЛ ГЛЮКОЗА ФЕП-К МДГ ФЕП + НСО 3 — ОАА МАЛАТ Фн НАДФН НАДФ + НОЧЬ: МАЛИК- ЭНЗИМ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ СО 2 МАЛАТ ПИРУВАТ ГЛЮКОЗА КРАХМАЛ НАД + НАДН

 Открывание устьиц ( 2 -3 часа) Н + АТФ АДФ К + Н Открывание устьиц ( 2 -3 часа) Н + АТФ АДФ К + Н + Cl — Н +малат. Cl — in К + in+ — К + in-канал К + Cl — Н 2 О Синий свет, ИУК, низкие конц. СО 2 –факторы открывания

  К + out Cl - out. Са 2+ Закрывание устьиц (30 мин) К + out Cl — out. Са 2+ Закрывание устьиц (30 мин) малат мтх Н 2 О Высокая конц. СО 2 , АБК- (образуется при водном дефиците), снижение водного потенциала клеток листа- факторы закрывания малат СО 2 НАДН ПК глюкоза крахмал Ночь:

  Гуттация Каждый лист таро ( Colocasia esculenta ) в течение суток выделяет Гуттация Каждый лист таро ( Colocasia esculenta ) в течение суток выделяет до 100 мл воды, причем интенсивность гуттации достигает 200 капель в минуту

  Гуттация Реабсорбция минеральных веществ  Гуттация Реабсорбция минеральных веществ

  Лист: ВЕРХНИЙ КОНЦЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ водного потока. 1. Транспирация (контакт с атмосферой) 2. Лист: ВЕРХНИЙ КОНЦЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ водного потока. 1. Транспирация (контакт с атмосферой) 2. Фиксация СО 2 (образование органических осмотиков) 1. Гуттация 2. Рециркуляция воды (активный отток по флоэме) 3. Рост молодого листа Корень: НИЖНИЙ КОНЦЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ водного потока. 1. Создание корневого давления (загрузка ксилемы) 2. Рециркуляция воды (активный обмен ксилемы с флоэмой) 3. Рост молодого корня

  Эндодерма Играет роль полупроницаемой мембраны осмотической ячейки Высокое водное сопротивление (R) = Эндодерма Играет роль полупроницаемой мембраны осмотической ячейки Высокое водное сопротивление (R) = низкая проводимость (L p )Низкое водное сопротивление (R) = высокая проводимость (L p )Механизм возникновения корневого давления

  почва раст. атм. Механизм работы верхнего концевого двигателя -0, 5 бар Лист почва раст. атм. Механизм работы верхнего концевого двигателя -0, 5 бар Лист -15 бар Стебель -5 бар Корень -2 бар -1000 бар (при относительной влажности воздуха 50%) -70 бар (при относительной влажности воздуха 99%) – даже во время дождя влажность воздуха редко превышает 99%, т. о. листья и при дожде теряют воду)

  Схема флоэмного и ксилемного транспорта Схема флоэмного и ксилемного транспорта

  Взаимосвязь ксилемного и флоэмного транспорта Взаимосвязь ксилемного и флоэмного транспорта

  Строение флоэмы Строение флоэмы

  Афидная методика (от Aphid – тля ) Афидная методика (от Aphid – тля )

  Состав флоэмного и ксилемного экссудата Компонент  или свойство Флоэма Ксилема Сахара Состав флоэмного и ксилемного экссудата Компонент или свойство Флоэма Ксилема Сахара 100 – 300 г/л 0 Аминокислоты ( glu, asp, gln, а sn) 5 – 40 г/л 0, 1 – 2 г/л Неорганические соли 1 – 5 г/л 0, 2 – 4 г/л Всего растворено 250 – 1200 m. M π = 0, 6 – 3, 0 M П a 0, 02 – 0, 2 m. M π = 0. 02 – 0, 2 M П a р. Н 7. 3 – 8. 0 5. 0 – 6.

  Вещества, не транспортируемые (А) и транспортируемые по флоэме (В) Не транспортируются: Углеводы Вещества, не транспортируемые (А) и транспортируемые по флоэме (В) Не транспортируются: Углеводы с альдегидной или кетонной группой (глюкоза, манноза, фруктоза…) Транспортируются: Сахароза – чаще всего; У некоторых видов: Галактопроизводные (раффиноза, стахиоза) — тыквенные Сахароспирты (маннит, сорбит) – розоцветные Уреиды – у видов с симбиотичесой фиксацией азота. Кроме того, короткие РНК, сигнальные молекулы (системин и др).

  Клетки-спутницы бывают трех типов. Зачем? A – обычные и промежуточные клетки-спутницы у Клетки-спутницы бывают трех типов. Зачем? A – обычные и промежуточные клетки-спутницы у Mimulus cardinalis В – трансферные клетки у Pisum sativum С — промежуточные клетки у Alonsoa warscewicziij с множеством плазмодесм

  Симпластная и апопластная загрузка флоэмы Симпластная и апопластная загрузка флоэмы

  У трансгенного табака  с активной инвертазой загрузки флоэмы не получилось… Сосуд У трансгенного табака с активной инвертазой загрузки флоэмы не получилось… Сосуд ксилемы Трансферная клетка-спутница ( Transfer Cell)Ситовидный элемент флоэмы. Апопластическая загрузка флоэмы Клетка флоэмной паренхимы Плазмодесмы, контактирующ ие с мезофиллом. Transfer Cells : 1. Единичные плазмодесмы 2. Толстая клеточная стенка (складки!) 3. Развитый единый хондриом 4. Сахарозно-протонный симпортер + Н + -АТФаза на мембране (р. Н > 7!) 5. Преимущественный продукт транспорта – сахароза

  Симпластическая загрузка флоэмы Сосуд ксилемы Промежуточная клетка-спутница ( Intermediary Cell )Плазмодесм ы, Симпластическая загрузка флоэмы Сосуд ксилемы Промежуточная клетка-спутница ( Intermediary Cell )Плазмодесм ы, контактирую щие с мезофиллом Ситовидный элемент флоэмы. Intermediary Cells : 1. Обильные плазмодесменные поля 2. Толстая клеточная стенка (ровная!) 3. Развитый единый хондриом 4. Специфические ферменты синтеза 5. Разнообразные продукты транспорта фотоассимилятов (смесь!)

  Alonsoa meridionalis  (Scrophulariaceae)  Вещества, содержащиеся во флоэмном экссудате Alonsoa meridionalis Alonsoa meridionalis (Scrophulariaceae) Вещества, содержащиеся во флоэмном экссудате Alonsoa meridionalis , m. M (C. Knop, 1998) Сахароза 174 85 85 Галактинол traces Мезо-инозитол traces Раффиноза 249 51 51 Стахиоза 397 68 68 Морфология проводящей системы листа Alonsoa Промежуточные клетки со множеством плазмодесм – симпластная загрузка

  Роль промежуточных клеток в симпластной загрузке флоэмы:  «полимеризационная модель» M esophyll Роль промежуточных клеток в симпластной загрузке флоэмы: «полимеризационная модель» M esophyll C ell IC S ieve E lement sucrose galactinol raffinose stachyose SEL: 1 -3 k. Da. SEL: <0. 7 k. Da 1. Синтез сахарозы и галактинола в мезофилле 2. Передвижение сахарозы и галактинола в промежуточные клетки через плазмодесмы 3. Синтез стахиозы и раффинозы в промежуточных клетках 4. Невозможность обратного перемещения стахиозы и раффинозы в мезофилл (из-за размера молекул и особенностей плазмодесм )

  Промежуточные клетки всегда присутствуют в листьях, содержащих стахиозу, и наоборот Семейства Клетки-спутницы Промежуточные клетки всегда присутствуют в листьях, содержащих стахиозу, и наоборот Семейства Клетки-спутницы Наличие стахиозы Bignoniaceae: Catalpa bignonioides IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Buddlejaceae: Buddleja davidii IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Celastraceae (4) IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Cucurbitaceae (5) IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Lamiaceae (2) IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Oleaceae (2) IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Onagraceae (3) IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Verbenaceae: Verbena hybrida IC (промежуточные клетки) Стахиоза и др. Apiaceae: Petroselinum crispum OC (обычные клетки) нет Araliaceae: Hedera helix OC (обычные клетки) нет Brassicaceae: Arabidopsis thaliana (Columbia) OC (обычные клетки) нет Chenopodiaceae (4) OC (обычные клетки) нет Rosaceae (4) OC (обычные клетки) следы стахиозы Violaceae (2) OC (обычные клетки) следы стахиозы Solanaceae (2) OC, TC (обычные и трансферные клетки) нет Asteraceae (2) TC (трансферные клетки) нет Boraginaceae(3) TC (трансферные клетки) нет Fabaceae (10) TC (трансферные клетки) нет. Симпластическая загрузка флоэмы Апопластическая загрузка флоэмы

  Взаимосвязь ксилемного и флоэмного транспорта Гетеробарический лист:  1. Разгрузка ксилемы по Взаимосвязь ксилемного и флоэмного транспорта Гетеробарический лист: 1. Разгрузка ксилемы по апопласту 2. Загрузка флоэмы по симпласту Изобарический лист: 1. Разгрузка ксилемы по симпласту 2. Загрузка флоэмы по апопласту

  Способы загрузки и разгрузки ксилемы и флоэмы зависит от многих факторов – Способы загрузки и разгрузки ксилемы и флоэмы зависит от многих факторов – жизненных форм, условий существования, типа органов

  Способы загрузки и разгрузки ксилемы и флоэмы зависит от многих факторов – Способы загрузки и разгрузки ксилемы и флоэмы зависит от многих факторов – жизненных форм, условий существования, типа органов Температура