植物成熟与衰老生理

1、关于植物成熟与衰关于植物成熟与衰老生理老生理现在学习的是第一页，共66页受精卵受精极核珠被子房壁胚乳胚种皮果皮种子果实种被现在学习的是第二页，共66页植物的可食部分？植物的可食部分？现在学习的是第三页，共66页真正的种子真正的种子类似种子的果实类似种子的果实现在学习的是第四页，共66页种种 皮皮现在学习的是第五页，共66页中中 果果 皮皮现在学习的是第六页，共66页 主要是花托主要是花托现在学习的是第七页，共66页第十章第十章 植物的成熟和衰老生理植物的成熟和衰老生理n第一节第一节 种子和果实的成熟种子和果实的成熟n第二节第二节 种子和延存器官的休眠种子和延存器官的休眠n第三节第三节 衰老衰老

2、n第四节第四节 植物器官的脱落植物器官的脱落现在学习的是第八页，共66页第一节第一节 种子和果实的成熟种子和果实的成熟n一、种子成熟时的生理、生化变化一、种子成熟时的生理、生化变化n二、果实成熟时的生理、生化变化二、果实成熟时的生理、生化变化现在学习的是第九页，共66页一、种子成熟时的生理、生化变化一、种子成熟时的生理、生化变化 种子的成熟过程，种子的成熟过程，实质上就是胚从小长大，以及实质上就是胚从小长大，以及营养物质在种子中变化和积累的过程。营养物质在种子中变化和积累的过程。（1 1）主要有机物的变化）主要有机物的变化（2 2）其他生理变化）其他生理变化（3 3）外界条件对种子成熟和化学成

3、分的影响）外界条件对种子成熟和化学成分的影响现在学习的是第十页，共66页n（1）主要有机物的变化n（糖类、蛋白质、脂肪） 糖类的变化 淀粉含量增加 淀粉种子（禾谷类种子）成熟过程中，可溶性糖含量逐渐降低，淀粉的积累迅速增加。现在学习的是第十一页，共66页现在学习的是第十二页，共66页n蛋白质含量增加蛋白质含量增加 非蛋白非蛋白N含量不断下降，蛋白含量不断下降，蛋白N含量不断上升。说明含量不断上升。说明蛋白蛋白N是由非蛋白是由非蛋白N转化而来。转化而来。n 脂肪的变化脂肪的变化 油料种子成熟过程中，糖类不断下降，脂肪含量油料种子成熟过程中，糖类不断下降，脂肪含量不断上升不断上升，说明脂肪由糖类转

4、化而来。说明脂肪由糖类转化而来。现在学习的是第十三页，共66页现在学习的是第十四页，共66页 油脂形成的特点：（1）先形成大量游离脂肪酸，随种子的成熟逐渐合成复杂的油脂。（2）种子成熟时，先形成饱和脂肪酸，再形成不饱和脂肪酸。 故芝麻、花生等油料种子随成熟度酸值下降，而碘值增高。 现在学习的是第十五页，共66页 （2）其他生理变化）其他生理变化 在种子成熟过程中：在种子成熟过程中：u 呼吸呼吸：有机物累积迅速时，呼吸作用也旺盛；：有机物累积迅速时，呼吸作用也旺盛；种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。u激素激素：玉米素，赤霉素，生长素，脱落酸。：玉米素，赤霉素，生

5、长素，脱落酸。u水分水分：随着种子的成熟而逐渐减少。：随着种子的成熟而逐渐减少。u植酸植酸：非丁（肌醇六磷酸钙镁盐）的合成：非丁（肌醇六磷酸钙镁盐）的合成现在学习的是第十六页，共66页 ZTGAIAA现在学习的是第十七页，共66页（3）外界条件对种子成熟和化学成分的影响）外界条件对种子成熟和化学成分的影响n 光照 光照强度影响种子内有机物的积累、蛋白质含量和含油率。n 温度 温度高，呼吸消耗大，温度低，不利于物质运输与转化。温度适宜利于物质的积累，促进成熟。 温度还影响种子的化学成分：现在学习的是第十八页，共66页 适当的低温有利于油脂的积累；昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。 不同地区大豆

6、的品质不同地区品种 Pr质量分数/% 油脂质量分数/%北方春大豆 39.9 20.8黄淮海流域夏大豆 41.7 18.0长江流域春夏 42.5 16.7 秋大豆 北方油料种子油脂品质较南方好。现在学习的是第十九页，共66页n 空气相对湿度 高，延迟种子成熟；低，加速成熟；大气干旱，阻碍物质运输，合成E活性降低，水解E活性增高，干物质积累减少。n 土壤含水量 “风旱不实现象”：干燥与热风使种子灌浆不足现在学习的是第二十页，共66页风旱不实的种子中蛋白质的相对含量较高 可溶性糖来不及转化为淀粉，与糊精胶结在一起，形成玻璃状籽粒，而蛋白质的积累受阻较小。北方小麦种子蛋白质含量较南方高（面筋多，韧性强

7、，口感好）。n矿质元素 N肥提高蛋白质含量，N过多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。现在学习的是第二十一页，共66页 二、果实成熟时的生理、生化变化二、果实成熟时的生理、生化变化 1、果实的生长、果实的生长 （1）生长曲线）生长曲线 S形曲线：形曲线：肉质果实肉质果实 双双S形曲线形曲线：一些核果：一些核果 （2）单性结实）单性结实 定义：不经受精作用而定义：不经受精作用而 形成不含种子的果实。形成不含种子的果实。 天然的单性结实天然的单性结实：香蕉、无籽西瓜、葡萄：香蕉、无籽西瓜、葡萄 刺激性单性结实刺激性单性结实：刺激（如生长素类、赤霉素类）：刺激（如生长素类、赤霉素类）现在学习的是第

8、二十二页，共66页什什么么时时候候的的水水果果最最好好吃吃？现在学习的是第二十三页，共66页 2、呼吸骤变（、呼吸骤变（Respiratory climacteric） （1）定义）定义 当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先降低，然当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先降低，然后突然增高，最后又下降，此时果实便进入完全成熟期。后突然增高，最后又下降，此时果实便进入完全成熟期。这个呼吸高峰，便称为呼吸骤变。这个呼吸高峰，便称为呼吸骤变。 （2）骤变型果实与非骤变型果实）骤变型果实与非骤变型果实 骤变型果实：骤变型果实：苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果等苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果等 非骤变型果

9、实：非骤变型果实：橙、凤梨、葡萄、草莓、柠檬等。橙、凤梨、葡萄、草莓、柠檬等。 区别：区别： a: 前者含有复杂的贮藏物质，在摘果后达到完全可食前者含有复杂的贮藏物质，在摘果后达到完全可食 状态前，贮藏物质强烈水解，呼吸加强。状态前，贮藏物质强烈水解，呼吸加强。 b: 骤变型果实成熟比较迅速骤变型果实成熟比较迅速现在学习的是第二十四页，共66页 引起呼吸骤变的原引起呼吸骤变的原因是什么？因是什么？现在学习的是第二十五页，共66页现在学习的是第二十六页，共66页 （3） 呼吸骤变是由于果实中产生乙烯的结果。呼吸骤变是由于果实中产生乙烯的结果。乙烯可增加果皮细胞的透性，加强内部氧化过乙烯可增加果皮

10、细胞的透性，加强内部氧化过程，促进果实的呼吸作用，加速果实成熟。程，促进果实的呼吸作用，加速果实成熟。 （4）后熟作用）后熟作用 呼吸骤变期间果实内部的变化是果实的后呼吸骤变期间果实内部的变化是果实的后熟作用。熟作用。 呼吸骤变的出现，标志着果实成熟达到了呼吸骤变的出现，标志着果实成熟达到了可食的程度。可食的程度。 （5）实践意义）实践意义 人工催熟，促进棉铃吐絮，延迟果实成熟等。人工催熟，促进棉铃吐絮，延迟果实成熟等。现在学习的是第二十七页，共66页华番一号华番一号n利用基因工程技术构建反义乙利用基因工程技术构建反义乙烯形成酶（烯形成酶（EFE）基因载体）基因载体，通过农杆菌，通过农杆菌Ti

11、质粒介导转质粒介导转化，获得转基因番茄植株。化，获得转基因番茄植株。 n可贮藏可贮藏4050天，较对照延天，较对照延长贮藏期长贮藏期2030天。天。 现在学习的是第二十八页，共66页 3、肉质果实成熟时色、香、味的变化、肉质果实成熟时色、香、味的变化 （1）果实变甜）果实变甜 淀粉淀粉 可溶性糖。可溶性糖。 （2）酸味减少）酸味减少 有机酸含量下降。有机酸含量下降。 （3）涩味消失）涩味消失 单宁被氧化或凝结成不溶于水的胶状物质。单宁被氧化或凝结成不溶于水的胶状物质。现在学习的是第二十九页，共66页n3、肉质果实成熟时色、香、味的变化n（4）香味产生n产生一些具有香味的物质。主要是酯类。n（5

12、）由硬变软n果胶质变为可溶性的果胶；果肉细胞中淀粉粒消失。n（6）色泽变艳n叶绿素破坏，类胡萝卜素仍较多；形成花色素。n （7）维生素含量升高现在学习的是第三十页，共66页 4、果实成熟时蛋白、果实成熟时蛋白质和激素的变化质和激素的变化 （1）蛋白质含量上升）蛋白质含量上升 （2）激素变化）激素变化 开花与幼果生长时期：生开花与幼果生长时期：生长素、赤霉素、细胞分裂素长素、赤霉素、细胞分裂素含量增高。含量增高。 苹果果实成熟时：乙烯含苹果果实成熟时：乙烯含量达到高峰。量达到高峰。 葡萄、柑橘成熟时：脱落葡萄、柑橘成熟时：脱落酸含量最高。酸含量最高。现在学习的是第三十一页，共66页 第二节第二节

13、 种子和延存器官的休眠种子和延存器官的休眠 植物的休眠：植物的休眠：植物在个体发育过程中生长和代谢均暂植物在个体发育过程中生长和代谢均暂时极不活跃的现象时极不活跃的现象 强迫性休眠：强迫性休眠：环境因素环境因素 生理性休眠：生理性休眠：植物自身因素植物自身因素现在学习的是第三十二页，共66页n一、种子休眠的原因和破除n种子的休眠：种子成熟后，即使在适宜的外界条件下仍不能萌发的现象。n1、种皮限制 2、种子未完成后熟n3、胚未完全发育 4、抑制物质存在 现在学习的是第三十三页，共66页1、种皮限制种皮不透水：苜蓿、紫云英（豆科、藜科、锦葵科）种皮不透气：椴树种子种皮太硬：苋菜种子、核果类处理方式

14、： 物理：机械方法擦破种皮 化学：98%硫酸处理皂荚种子1小时，清水洗净后40温水泡86小时现在学习的是第三十四页，共66页现在学习的是第三十五页，共66页2、种子未完成后熟现在学习的是第三十六页，共66页现在学习的是第三十七页，共66页表 胚休眠种子休眠解除所需层积条件现在学习的是第三十八页，共66页3、胚未完全成熟现在学习的是第三十九页，共66页现在学习的是第四十页，共66页(a)刚收获的 (b)湿土中贮藏6个月现在学习的是第四十一页，共66页4、抑制物质存在现在学习的是第四十二页，共66页不同作物含有的不同发芽抑制物质不同作物含有的不同发芽抑制物质玫瑰玫瑰 果皮、种皮、蔷薇果果皮、种皮、

15、蔷薇果 ABA桃桃 种子种子 ABA花生花生 叶、种子叶、种子 ABA大麦小麦大麦小麦 果实果实 醛类醛类油菜油菜 果皮果皮 芥子油芥子油番茄番茄 果汁果汁 咖啡酸、阿魏酸咖啡酸、阿魏酸棉花棉花 棉铃棉铃 ABA柠檬柠檬 柠檬醛柠檬醛现在学习的是第四十三页，共66页二、延存器官休眠的打二、延存器官休眠的打 破和延长破和延长现在学习的是第四十四页，共66页延长休眠期延长休眠期u品种选育品种选育u药剂调控药剂调控青鲜素抑制小麦种子发芽青鲜素抑制小麦种子发芽抑萌剂减少穗发芽抑萌剂减少穗发芽催熟剂、乙烯利促进种子成熟，降低穗发芽催熟剂、乙烯利促进种子成熟，降低穗发芽马铃薯和大蒜一起贮藏减少发芽马铃薯和

16、大蒜一起贮藏减少发芽u环境因素环境因素高温、低湿、缺氧，休眠期延长高温、低湿、缺氧，休眠期延长现在学习的是第四十五页，共66页缩短和解除休眠缩短和解除休眠u品种选育品种选育u种子处理（根据休眠的特点对症下药）种子处理（根据休眠的特点对症下药）机械方法处理：切割、针刺、去壳等机械方法处理：切割、针刺、去壳等物理方法处理：干燥处理、层积处理物理方法处理：干燥处理、层积处理化学物质处理化学物质处理l赤霉素、细胞分裂素、乙烯赤霉素、细胞分裂素、乙烯l氧化剂，呼吸抑制剂等氧化剂，呼吸抑制剂等u环境调节环境调节根据发芽需要条件给予适宜的温度、湿度、光照条件使其根据发芽需要条件给予适宜的温度、湿度、光照条件

17、使其萌发萌发现在学习的是第四十六页，共66页第十章第十章 植物的成熟和衰老生理植物的成熟和衰老生理n第一节第一节 种子和果实的成熟种子和果实的成熟n第二节第二节 种子和延存器官的休眠种子和延存器官的休眠n第三节第三节 衰老衰老n第四节第四节 植物器官的脱落植物器官的脱落现在学习的是第四十七页，共66页第三节第三节 衰老衰老 一、植物的衰老一、植物的衰老 定义：定义：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程。终自然死亡的过程。 二、衰老时的生理、生化变化二、衰老时的生理、生化变化 植物在衰老过程中，其外部表现为生长速率下降、植物在衰老过程中

18、，其外部表现为生长速率下降、叶色发黄，同时在其内部也发生了一系列生理生化变叶色发黄，同时在其内部也发生了一系列生理生化变化，主要表现为：化，主要表现为：现在学习的是第四十八页，共66页二、衰老时的生理、生化变化二、衰老时的生理、生化变化光合色素丧失光合色素丧失 叶绿素含量不断下降，叶绿素叶绿素含量不断下降，叶绿素a/b比值比值减小，最后导致光合能力丧失。减小，最后导致光合能力丧失。核酸的变化核酸的变化 RNA总量下降，尤其是总量下降，尤其是rRNA的减少最为的减少最为明显。明显。DNA含量也下降，但下降速率较含量也下降，但下降速率较RNA小。小。蛋白质的变化蛋白质的变化 蛋白质分解超过合成，游

19、离氨基酸积累。蛋白质分解超过合成，游离氨基酸积累。核糖核酸酶、蛋白酶、酯酶、纤维素酶的含量或活性核糖核酸酶、蛋白酶、酯酶、纤维素酶的含量或活性增加。增加。现在学习的是第四十九页，共66页二、衰老时的生理、生化变化二、衰老时的生理、生化变化呼吸作用异常呼吸作用异常 呼吸速率先下降、后上升，又迅速下降，呼吸速率先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率比光合速率降低的慢。但降低速率比光合速率降低的慢。激素变化激素变化 促进生长的植物激素如促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含等含量减少，而诱导衰老的植物激素量减少，而诱导衰老的植物激素ABA和和Eth含量升高。含量升高。细胞结构的变化细胞结构的变

20、化 膜结构破坏，膜选择透性丧失，细胞膜结构破坏，膜选择透性丧失，细胞由于自溶而解体。由于自溶而解体。现在学习的是第五十页，共66页 三、影响衰老的外界条件三、影响衰老的外界条件 1、光、光：光能延缓叶片的衰老。：光能延缓叶片的衰老。 2、温度、温度：低温和高温都会加快叶片衰老。：低温和高温都会加快叶片衰老。 3、水分、水分：干旱促使叶片衰老，加速蛋白质降解和提高呼：干旱促使叶片衰老，加速蛋白质降解和提高呼吸速率，叶绿体片层结构破坏，光合磷酸化受抑制，光吸速率，叶绿体片层结构破坏，光合磷酸化受抑制，光合速率下降。合速率下降。 4、营养、营养：营养缺乏导致叶片衰老。：营养缺乏导致叶片衰老。现在学习

21、的是第五十一页，共66页 四、植物衰老的原因四、植物衰老的原因 1、营养亏缺理论、营养亏缺理论 生殖器官是一个很大的生殖器官是一个很大的“库库”，垄断了植株营养，垄断了植株营养的分配，聚集了营养器官的养料的分配，聚集了营养器官的养料,引起植物营养体的衰引起植物营养体的衰老。老。 但此理论不能解释下列问题但此理论不能解释下列问题: 即使供给已开花结实植株充分养料，也无法使植株即使供给已开花结实植株充分养料，也无法使植株免于衰老。免于衰老。 雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后,不能结不能结实，谈不上积累营养体养分，但雄株仍然衰老死亡。实，谈不上积累营养体养分，

22、但雄株仍然衰老死亡。现在学习的是第五十二页，共66页 2、植物激素调控理论、植物激素调控理论 植物营养生长时，根系合成的细胞分裂素运植物营养生长时，根系合成的细胞分裂素运到叶片，促使蛋白质合成，推迟植株衰老。到叶片，促使蛋白质合成，推迟植株衰老。 但是植株开花、结实时但是植株开花、结实时 根系合成的根系合成的CTK数量减少，叶片得不到足够的数量减少，叶片得不到足够的CTK； 花和果实内花和果实内CTK含量增大，成为植株代谢旺盛含量增大，成为植株代谢旺盛的生长中心，促使叶片的养料运向果实，这就的生长中心，促使叶片的养料运向果实，这就是叶片缺乏是叶片缺乏CTK导致衰老的原因。导致衰老的原因。 另一

23、种解释是另一种解释是花或种子中形成促进衰老的激花或种子中形成促进衰老的激素（脱落酸和乙烯），运到植株营养体所致。素（脱落酸和乙烯），运到植株营养体所致。现在学习的是第五十三页，共66页3.活性氧伤害理论衰老时自由基生成增多，而清除降低，导致衰老现在学习的是第五十四页，共66页第四节第四节 植物器官的脱落植物器官的脱落 一、器官脱落一、器官脱落 定义：定义：指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。 脱落形式：脱落形式：正常脱落、胁迫脱落、生理脱落正常脱落、胁迫脱落、生理脱落 二、环境因子对脱落的影响二、环境因子对脱落的影响 （1）温度：）温度：高温、低温都

24、易引起脱落。高温、低温都易引起脱落。 （2）水分：）水分：干旱、水涝都易引起脱落。干旱、水涝都易引起脱落。 （3）光照：）光照：日照缩短是落叶树秋季落叶的信号之一。日照缩短是落叶树秋季落叶的信号之一。如路灯下的植株，因路灯延长光照时间，不落叶或落如路灯下的植株，因路灯延长光照时间，不落叶或落叶较晚。强光抑制或延缓脱落。叶较晚。强光抑制或延缓脱落。现在学习的是第五十五页，共66页 三、脱落的解剖学和生理基础三、脱落的解剖学和生理基础 （1）离层与脱落）离层与脱落 离区离区：指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段：指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞。区域中经横向分裂而形

25、成的几层细胞。 离层离层：脱落的过程是：脱落的过程是水解水解离区的细胞壁和中胶离区的细胞壁和中胶层，使细胞分离，成为离层。层，使细胞分离，成为离层。 促使细胞壁物质的促使细胞壁物质的合成和沉积合成和沉积，保护分离的断面，保护分离的断面，形成形成保护层保护层。 离层细胞分离后，叶柄只靠维管束与枝条连离层细胞分离后，叶柄只靠维管束与枝条连接，在重力或风的压力下，维管束易折断。接，在重力或风的压力下，维管束易折断。 现在学习的是第五十六页，共66页现在学习的是第五十七页，共66页 （2）与脱落有关的酶）与脱落有关的酶 纤维素酶：纤维素酶：定位在离层，乙烯和脱落酸促进该酶活性定位在离层，乙烯和脱落酸促

26、进该酶活性 。 果胶酶：果胶酶：果胶是中胶层的主要成分。乙烯促进果胶果胶是中胶层的主要成分。乙烯促进果胶酶活性。酶活性。现在学习的是第五十八页，共66页 （3）离层形成与生长素的关系）离层形成与生长素的关系 生长素梯度学说：生长素梯度学说： 决定脱落的不是生长素绝对含量，而是相对浓度，决定脱落的不是生长素绝对含量，而是相对浓度，即离层两侧生长素浓度梯度起着调节脱落的作用。当远即离层两侧生长素浓度梯度起着调节脱落的作用。当远基端浓度高于近基端时，器官不脱落；当两端浓度差异基端浓度高于近基端时，器官不脱落；当两端浓度差异小或不存在时，器官脱落；当远基端浓度低于近基端时，小或不存在时，器官脱落；当远

27、基端浓度低于近基端时，加速脱落。加速脱落。现在学习的是第五十九页，共66页现在学习的是第六十页，共66页v 离层细胞活动受多种激素影响离层细胞活动受多种激素影响 脱落酸：脱落酸：叶片接近脱落时，脱落酸含量最高。叶片接近脱落时，脱落酸含量最高。 脱落酸促进脱落的原因：脱落酸促进脱落的原因： 1）脱落酸能促进分解细胞壁的酶的分泌）脱落酸能促进分解细胞壁的酶的分泌 2）能抑制叶柄内生长素的传导）能抑制叶柄内生长素的传导 短日照短日照有利于脱落酸的合成，所以短日照是叶片脱有利于脱落酸的合成，所以短日照是叶片脱落的环境信号。落的环境信号。 乙烯乙烯：乙烯释放量增多，会促进脱落。：乙烯释放量增多，会促进脱落。 乙烯促进脱落的原因：乙烯促进脱落的原因： 1）诱导离层果胶酶和纤维素酶合成，增加膜透性。）诱导离层果胶酶和纤维素酶合成，增加膜透性。 2）促使生长素钝化和抑制生长素向离层输导。）促使生长素钝化和抑制生长素向离层输导。现在学习的是