蔗糖可以进入细胞壁,但不能进入细胞膜.可能的途径就是在胞外将其分解为葡萄糖后进入细胞加以利用.
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蔗糖分子能否进入植物细胞呢?
为了解决这个疑惑,笔者查阅了有关资料,得出初步的答案如下:
早在20世纪40年代,有人曾做过这样的实验:将标记的蔗糖溶液直接喷洒到叶表面,剥去一小片叶表皮或角质层,蔗糖溶液就能进入细胞,这与外植体从培养基中吸收蔗糖极其相似.另外也有学者证明了:在0.3g/ml蔗糖溶液中,植物细胞发生质壁分离后可自动复原.这些实验都充分表明了植物细胞可以吸收蔗糖.
那么,蔗糖到底如何被细胞吸收的呢?
第一种说法:蔗糖通过次级主动运输形式直接被植物细胞吸收.次级主动运输是细胞利用初级主动运输的ATP酶或质子泵建立的质子梯度进行的物质运输,并非直接利用ATP水解释放的能量.经科学家研究,其吸收过程大致如下:质子泵将质子泵出细胞,胞外形成较高的质子浓度,建立起细胞内外的浓度梯度;这样,胞外的质子顺着浓度梯度趋向于向胞内扩散,细胞膜上的特殊载体除运输质子外,连同蔗糖一起转运至细胞内.
第二种说法:在植物细胞的细胞壁、细胞质和液泡都存在着蔗糖酶,蔗糖首先被水解为葡萄糖和果糖,这些单糖分子再以主动运输方式进入细胞.
植物细胞的培养基成分问题
研究人员在叶片的韧皮部发现了一系列蔗糖运输载体,包括菠菜蔗糖载体(Riesmeier等,1992)、马铃薯蔗糖载体StSUT1(Riesmeier等,1993)、车前草蔗糖-H+共运输载体PmSUC2(Gahrtz等,1994)和2个拟南芥蔗糖运输载体suc1和suc2(Sauer和Stolz,1994).
在教材中的质壁分离实验中,的确谈到蔗糖不能通过原生质层.实质上是蔗糖进入的速度非常慢,而不是完全不能进入.蔗糖进入的原因是一种主动运输形式.
还有一种可能,洋葱表皮细胞的细胞膜上没蔗糖载体,而植物组织培养中所培养的细胞含有运输蔗糖的载体.