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【转载】生物疑难解答:植物组培为什么一般使用蔗糖而不是葡萄糖?  

2015-05-22 22:46:04|  分类: 教学资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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由于教材中质壁分离和复原实验的影响,不少师生认为,蔗糖不能被植物细胞吸收,其实蔗糖分子是可以进入植物细胞的。植物细胞能够吸收蔗糖,但很缓慢。蔗糖既能通过扩散作用,亦能通过主动运输进入细胞。自由扩散速度较慢,因此在细胞内能量充足的情况下,蔗糖通常是以载体运输的方式进入细胞内的:当载体蛋白与质膜外侧的H+结合的同时,由于另一蔗糖分子(还可以是Cl-、K+、NO3-、氨基酸等)结合,同一方向运输入细胞内。

    在质壁分离实验中,所用材料为表皮细胞,代谢并不旺盛,故载体效率不高。质壁分离实验中蔗糖能够进入细胞,但速度缓慢,故短时间内不会复原,如果细胞不死亡长时间后会复原。 

植物组织培养中,培养基中的蔗糖浓度较低,而质壁分离实验中的蔗糖浓度很高,质壁分离的时间短,细胞吸收蔗糖的量很少,在短时间内不足以影响细胞液渗透压,由此才出现质壁分离现象。在蔗糖浓度较低时,蔗糖以被动扩散的形式进入植物细胞,植物细胞内有蔗糖转化酶,在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用。
  培养基中添加蔗糖而不是葡萄糖,是以大量实验为基础的。大量实验表明,蔗糖能支持绝大多数植物离体培养物的旺盛生长,因此被作为植物组织培养的标准碳源而广泛应用,大多数合成培养基也均以蔗糖作为唯一的碳源。其中的原因可能有下列几个方面:

      ①同样作为碳源和能源物质,蔗糖较葡萄糖能更好地维持培养基内的低渗环境。配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,若采用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良。同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可较长时间地保持相对稳定。

      ②植物组织培养过程中,要特别注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最适合的是葡萄糖,而较少利用蔗糖,因此采用蔗糖作为培养基的碳源,可在一定程度上减少微生物的污染。

      ③从能源供应来说,相同物质的量浓度下,蔗糖比葡萄糖提供的能量多。

    ④诱导作用。在培养基成分中,增加生长素的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时,2%蔗糖使分化出的全部是木质部,4%蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部,3%蔗糖则可以分化出两者。所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。

因此,在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。

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