成熟和衰老生理名詞解釋

1、一、名詞解釋 1 .單性結(jié)實( part henocarpy) :有些植物的胚珠不經(jīng)受精,子房仍然能繼續(xù)發(fā)育成為沒有種子的果實,稱為單性結(jié)實。 2 .天然單性結(jié)實( natural parthenocarpy ) :不經(jīng)授粉、受精作用或其他任何外界刺激而形成無籽果實,稱為天然單性結(jié)實。 3 .刺激性單性結(jié)實( irritative parthenocarpy ) :在外界環(huán)境條件的刺激下而引起的單性結(jié)實,稱為刺激性單性結(jié)實。 4 .假單性結(jié)實( pseudo-part henocarpy) :有些植物授粉受精后由于某種原因而使胚敗育,但子房和花托繼續(xù)發(fā)育成無籽果實,稱為假單性結(jié)實。 5 .頑拗

2、性種子( recalcitran t seed ) :指成熟時有較高的含水量,貯藏中忌干燥和低溫的種子,如椰子、龍眼種子等。 6 .休眠( dormancy) :休眠是指植物生長極為緩慢或暫時停頓的一種現(xiàn)象。它是植物抵抗和適應(yīng)不良環(huán)境的一種保護(hù)性的生物學(xué)特性。 7 .強(qiáng)迫休眠( epistotic dormancy ) :由于環(huán)境條件不適宜而引起的休眠稱為強(qiáng)迫休眠。 8 .生理性休眠( physiological dormancy) :在適宜的環(huán)境條件下,因為植物本身的原因引起的休眠稱為生理性休眠或深沉休眠,如剛收獲的小麥種子的休眠。 9 .硬實( hard seed) :有些豆科植物種子的種

3、皮厚而堅實,不透水、不透氣,稱為“硬實”。 10 .后熟( after-ripening) :是指成熟種子離開母體后,需要經(jīng)過一系列的生理生化變化后才能完成生理成熟,而具備發(fā)芽的能力。 11 .層積處理( stratification) :解除種子休眠的方法,即將種子埋于濕沙中置于5左右環(huán)境中13個月的處理,可使一些木本植物種子中抑制發(fā)芽的物質(zhì)含量下降,而促進(jìn)發(fā)芽的GA 并有促進(jìn)胚后熟的作用。,萌發(fā)率提高,等物質(zhì)含量升高CT K和12 .呼吸高峰( respiratory climacteric ) :在果實成熟之前,呼吸速率達(dá)到最高峰,稱為呼吸高峰。13 .躍變型果實( climacteri

4、c fruits ) :指在成熟期出現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象的果實。如香蕉、蘋果等。14 .非躍變型果實( nonclimacteric fruits ) :指在成熟期不出現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象的果實。如柑橘、檸檬等。 15 .反義轉(zhuǎn)基因果實( antisense t ransgenic fruits) :用反義RNA技術(shù)將ACC合成酶或ACC氧化酶cDNA的反義系統(tǒng)導(dǎo)入番茄而獲得的耐貯藏的轉(zhuǎn)基因果實。 16 .非丁( phytin) :在成熟種子中,植酸與Ca、Mg等結(jié)合形成植酸鈣鎂鹽,稱為非丁。 17 .衰老( senescence ) :衰老是植物生命周期的最后階段,是成熟的細(xì)胞、組織、器官和整個植株自然

5、地終止生命活動的一系列機(jī)能衰敗過程。 18 .老化( aging) :老化是指有機(jī)體發(fā)育過程中,在結(jié)構(gòu)和生理功能方面出現(xiàn)進(jìn)行性的衰退變化,其特點是機(jī)體對環(huán)境的適應(yīng)能力逐漸減弱,但不立即死亡。 19 .脫落( abscission ) :脫落是指植物細(xì)胞、組織或器官(如葉片、花、果實、種子或枝條等)自然離開母體的現(xiàn)象。 20 .離區(qū)( abscission zone )與離層( abscission layer) :離區(qū)指的是分布在葉柄、花柄、果柄等基部一段區(qū)域中經(jīng)橫向分裂而形成的幾層細(xì)胞。離層是離區(qū)中發(fā)生脫落的部位。 21 .自由基( free radical) :帶有未配對電子的離子、原子、

6、分子以及基團(tuán)的總稱。根據(jù)自由基中是否含有氧,可將自由基分為氧自由基和非氧自由基。 22 .程序性細(xì)胞死亡( programmed cell deat h , PCD ) :是指胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化及許多病理過程中,細(xì)胞遵循其自身的“程序”,主動結(jié)束其生命的生理性死亡過程。 六、簡答題1 .植物器官脫落與植物激素有何關(guān)系? 1 .生長素:試驗證明,葉片年齡增長,生長素含量下降,從而不能阻止脫落的發(fā)生。Addicott等( 1955年)提出脫落的生長素梯度學(xué)說,認(rèn)為不是葉片內(nèi)生長素的絕對含量,而是橫過離層區(qū)兩邊生長素的濃度梯度影響脫落。梯度大時,即遠(yuǎn)軸端生長素含量高,不易脫落;梯度小時,即近軸端生長

7、素含量高于或等于遠(yuǎn)軸端的量,則促進(jìn)脫落。此外,已證明有些果實的自然脫落與生長素含量的降低也密切相關(guān)。在生長素產(chǎn)生少的時期,往往引起大量落果。脫落酸:幼果和幼葉的脫落酸含量低,當(dāng)接近脫落時,它的含量最高。主要原因是可促進(jìn)分解細(xì)胞壁的酶的活性,抑制葉柄內(nèi)生長素的傳導(dǎo)。乙烯:棉花子葉在脫落前乙烯生成量增加一倍多,感病植株乙烯釋放量增多,會促進(jìn)脫落。赤霉素:促進(jìn)乙烯生成,也可促進(jìn)脫落。細(xì)胞分裂素延緩衰老,抑制脫落。 2 .油料種子的油脂形成有什么特點?2 .有兩個特點。成熟期所形成的大量游離脂肪酸,隨著種子的成熟逐漸合成復(fù)雜的油脂。種子成熟時先形成飽和脂肪酸,然后再轉(zhuǎn)變成不飽和脂肪酸。 3 .北方小麥

8、與南方小麥相比,哪個蛋白質(zhì)含量高?為什么?3 .北方小麥蛋白質(zhì)含量高。因為水分供應(yīng)不良對淀粉合成的影響比對蛋白質(zhì)的影響大。在小麥成熟期,北方雨量及土壤水分比南方少,所以北方小麥蛋白質(zhì)含量高。 4 .導(dǎo)致脫落的外界因素有哪些? 4 .氧濃度:氧分壓過高過低都能導(dǎo)致脫落。高氧促進(jìn)乙烯的形成,低氧抑制呼吸作用。溫加速葉片脫落。,高溫還會引起水分虧缺,高溫促進(jìn)呼吸消耗。此外,異常溫度加速器官脫落:度水分:干旱缺水會引起葉、花、果的脫落。這是一種保護(hù)性反映,以減少水分散失。干旱會促進(jìn)乙烯、脫落酸增加,促進(jìn)離層形成,引起脫落。光照:光照弱,脫落增加,長日照可以延遲脫落,短日照促進(jìn)脫落。礦質(zhì)元素:缺Zn、N

9、、P、K、Fe等都可能導(dǎo)致脫落。 5 .到了深秋,樹木的芽為什么會進(jìn)入休眠狀態(tài)?5 .到了深秋,導(dǎo)致樹木形成休眠芽進(jìn)入休眠狀態(tài)的原因主要是由于日照時數(shù)的縮短。秋天的短日照作為進(jìn)入休眠的信號,這一信號由葉片中的光敏色素感受后,便促進(jìn)甲羥戊酸合成ABA,并轉(zhuǎn)移到生長點,抑制mRNA和tRNA的生物合成,因而也就抑制了蛋白質(zhì)與酶的生物合成,進(jìn)而抑制芽的生長,使芽進(jìn)入休眠狀態(tài)。 6 .氣象條件如何影響種子的化學(xué)成分?6 .風(fēng)旱不實現(xiàn)象:就是干燥和熱風(fēng)使種子灌漿不足而減產(chǎn)的現(xiàn)象。因為葉細(xì)胞必須在水分充足時才能將光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)椒N子,在“干熱風(fēng)”襲來造成萎蔫的情況下,同化物便不能繼續(xù)流向正在灌漿的籽粒;干旱

10、缺水時,籽粒中合成酶活性降低,而水解酶活性增強(qiáng),妨礙貯藏物質(zhì)的積累;由于水分向籽粒運(yùn)輸與分配減少,使籽粒過早干縮和過早成熟,造成籽粒瘦小,產(chǎn)量大減?！案蔁犸L(fēng)”也可使種子在較早時期干縮,合成過程受阻,可溶性糖來不及轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸奂幢缓辰Y(jié)在一起,形成玻璃狀而不形成粉狀的籽粒。溫度:溫度對油料種子的含油量和油脂品質(zhì)的影響也很大。種子成熟期間,適當(dāng)?shù)牡蜏赜欣谟椭睦鄯e,溫度較低而晝夜溫差大時,有利于不飽和脂肪酸的形成。所以,一般產(chǎn)于南方高溫條件下的油料種子,含油率較低,油脂中的飽和脂肪酸含量高,故碘值、蛋白質(zhì)含量較高;北方較低溫度條件下的油料種子則相反。干性油的油脂中不飽和脂肪酸含量高,油脂品質(zhì)好。

11、又如水稻在高溫下成熟時米質(zhì)疏松,腹白大,質(zhì)量差;相反,溫度較低時,有機(jī)物質(zhì)累積較多,質(zhì)量較好,所以一般晚稻米的質(zhì)量要比早稻米的好。 7 .躍變型果實與非躍變型果實有何區(qū)別? 7 . (1 )在果實是否表現(xiàn)出呼吸躍變現(xiàn)象方面: 躍變型果實,在成熟期出現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象,屬于這一類的果實有蘋果、梨、杏、無花果、香蕉、番茄等。 非躍變型果實,在成熟期不發(fā)生呼吸躍變現(xiàn)象。這類果實又可分為呼吸漸減型(如柑橘、葡萄、櫻桃等)和呼吸后期上升型(如某些品種的柿子、桃等)。(2 )乙烯生成的特性不同:躍變型果實中乙烯生成有兩個調(diào)節(jié)系統(tǒng),系統(tǒng)負(fù)責(zé)躍變前果實中低速率的基礎(chǔ)乙烯生成;系統(tǒng)負(fù)責(zé)伴隨成熟過程(躍變)中乙烯自我

12、催化且大量生成。非躍變型果實乙烯生成速率相對較低,變化平穩(wěn),整個過程中只有系統(tǒng)活動,缺乏系統(tǒng)。(3)兩類果實對乙烯反應(yīng)不同:對于躍變型果實,外源乙烯只在躍變前起作用,誘導(dǎo)呼吸上升;同時啟動系統(tǒng),形成乙烯自我催化,促進(jìn)乙烯大量增加,但不改變呼吸躍變頂峰的高度;它所引起的反應(yīng)是不可逆的,一旦反應(yīng)發(fā)生后,即可自動進(jìn)行下去,即使將乙烯除去,反應(yīng)仍可進(jìn)行,而且反應(yīng)的程度與所用乙烯的濃度無關(guān)。非躍變型果實相反,外源乙烯在整個成熟期間都能起作用,促進(jìn)呼吸增加,其反應(yīng)大小與所用乙烯濃度高低成比例;是可逆的,當(dāng)處理乙烯除去后,其影響也就消失,呼吸下降恢復(fù)原有水平,同時不會促進(jìn)乙烯增加。 8 .目前有關(guān)植物衰老機(jī)

13、理的假說有哪些,并敘述自由基傷害假說的基本內(nèi)容。8 .關(guān)于植物衰老機(jī)理的假說有三種:一是營養(yǎng)虧缺假說,二是植物激素調(diào)控理論,三是自由基傷害假說。自由基傷害假說認(rèn)為衰老過程即氧代謝失調(diào)、自由基累積的過程。研究表明,植物細(xì)胞通過多種途徑產(chǎn)生超氧陰離子自由基、羥自由基和過氧化氫、單線態(tài)氧等活性氧。同時,植物細(xì)胞本身具有清除自由基活性氧的酶保護(hù)系統(tǒng)和非酶保護(hù)系統(tǒng)。在正常情況下,細(xì)胞自由基活性氧的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡狀態(tài),自由基活性氧濃度很低,不會引起傷害。但在植物衰老劣變結(jié)果自由基活性氧的,這種平衡遭到破壞,等逆境條件下SO2高鹽、特別是處于干旱、,過程中濃度超過了傷害“閾值”導(dǎo)致蛋白質(zhì)、核酸的氧化

14、破壞,特別是膜脂中的不飽和雙鏈酸最易受自由基的攻擊發(fā)生過氧化作用;過氧化過程產(chǎn)生新的自由基,會進(jìn)一步促進(jìn)膜脂質(zhì)過氧化,膜的完整性受到破壞,最后導(dǎo)致植物傷害或死亡。 9 .影響果實著色的因素有哪些? 9 .果實著色與花色素苷、類胡蘿卜素等色素分子在果皮中積累有關(guān),因而凡是影響色素分子合成與積累的因素都會影響果實著色,主要的影響因素如下。碳水化合物的積累:花色素苷的生物合成與碳水化合物的轉(zhuǎn)化有關(guān),因此促進(jìn)光合作用以及有利于糖分積累的因素都能促進(jìn)果實著色。溫度:高溫往往影響花色素苷的合成,因而不利于果實著色。我國南方蘋果著色很差的原因主要就在于此。光:類胡蘿卜素和花色素苷的合成需要光,如紫色的葡萄只

15、有在陽光照射下才能顯色,蘋果也要在直射光下才能著色。氧氣:果實的褐變主要是由于酚被氧化生成褐黑色的醌類所致。植物生長物質(zhì):乙烯、2 , 4-D、多效唑、B9、茉莉酸甲酯等都對果實著色有利。 10 .頑拗性種子不耐脫水的主要原因有哪些?如何保存? 10 .頑拗性種子成熟時有較高的含水量,貯藏時不耐干燥與低溫。頑拗性種子不耐脫水的主要原因可能與缺少LEA蛋白有關(guān),LEA蛋白有很高的親水性,易被干旱誘導(dǎo)合成,推測LEA蛋白可作為脫水保護(hù)劑穩(wěn)定細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。由于頑拗性種子植物大多生長在溫濕地區(qū),體內(nèi)LEA蛋白合成與積累不多,因而表現(xiàn)出對脫水的敏感性。一旦脫水,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞,影響萌發(fā),導(dǎo)致生活力的迅速

16、喪失。目前貯存頑拗性種子主要采用適溫保濕法,以防止脫水傷害和低溫傷害,從而使種子壽命延長至幾個月甚至一年。另一種比較有希望的方法是用液氮貯藏離體胚(或 。)胚軸 11 .簡述果實個體發(fā)育中呼吸速率有哪些變化?11 .果實個體發(fā)育期中呼吸速率的變化可分為三個時期: 呼吸強(qiáng)盛期:這是細(xì)胞分裂正在迅速進(jìn)行時的幼果所特有的,對蘋果來說這一時期發(fā)生在受精后34周的時期內(nèi)。 呼吸降落期:在這一時期的果實,細(xì)胞分裂已基本停止,已形成的細(xì)胞正在迅速膨大并出現(xiàn)細(xì)胞間隙,這時果實的體積增大很快,但呼吸速率則逐漸下降。 呼吸躍變期:果實體積長成后,果實即開始進(jìn)入成熟階段。當(dāng)果實采收后,呼吸即降到最低水平;但在成熟之

17、前,呼吸又進(jìn)入一次高潮,幾天之內(nèi)達(dá)到最高峰,稱做呼吸高峰;然后又下降直至很低的水平。果實成熟前出現(xiàn)呼吸高峰的現(xiàn)象,稱為呼吸躍變。發(fā)生呼吸躍變的時期,稱為呼吸躍變期。 12 .器官脫落有哪些類型?器官脫落有什么生物學(xué)意義? 12 .器官脫落有三種類型:一是正常脫落,由于衰老或成熟引起的脫落,比如果實和種子的成熟脫落。二是脅迫脫落,由于逆境引起的脫落。三是生理脫落,因植物自身的生理活動而引起的脫落,如營養(yǎng)生長與生殖生長競爭而造成的脫落。器官脫落具有重要的生物學(xué)意義,是植物在一定環(huán)境條件下的自我調(diào)控手段。如干旱、結(jié)果太多、礦質(zhì)營養(yǎng)虧缺等引起的落花落果,有利于淘汰掉發(fā)育不良的果實,保證留存果實的營養(yǎng)供

18、給。干旱引起的落葉,可減少蒸騰,增強(qiáng)抗旱力。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度看,脫落給生產(chǎn)帶來損失。所以,過多的脫落是要防止和避免的。 七、論述題 1 .試述乙烯與果實成熟的關(guān)系及作用機(jī)理 1 .果實的成熟是一個復(fù)雜的生理過程,果實的成熟與乙烯的誘導(dǎo)有關(guān)。伴隨果實成熟,乙烯產(chǎn)生量逐漸增加,增加到一定閾值,誘導(dǎo)果實成熟;如果促進(jìn)或抑制果實內(nèi)乙烯的合成,也會相應(yīng)地促進(jìn)或延遲果實成熟;用人為方法除去果實內(nèi)部的乙烯或人工應(yīng)用乙烯利,也可相應(yīng)地推遲或促進(jìn)果實成熟;番茄突變體的研究也表明,突變體R in失去了乙烯合成能力,突變體Nor乙烯生成量僅為正常番茄的5 %12 % ,使本來為躍變型的果實變?yōu)榉擒S變型的果實,成熟受

19、到阻礙;利用反義RNA技術(shù)將ACC合成酶或ACC氧化酶的cDNA反義系統(tǒng)導(dǎo)入番茄,轉(zhuǎn)基因番茄果實的乙烯合成嚴(yán)重受抑,不出現(xiàn)吸收高峰,果實不能正常成熟。從上可見,果實成熟與乙烯作用直接有關(guān),尤其是躍變型果實。乙烯促進(jìn)果實成熟的原因可能是:乙烯與細(xì)胞膜結(jié)合,改變了膜的透性,誘導(dǎo)呼吸高峰出現(xiàn),加速了果實的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,促進(jìn)了果實成熟;乙烯引起與成熟相關(guān)的酶的活性變化,如乙烯處理后,纖維素酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、磷酸酯酶的活性增強(qiáng);乙烯誘 導(dǎo)與 成熟相 關(guān)的 酶的合 成,包括 與呼 吸酶 相關(guān) 的mRNA的合成。 2 .種子成熟時,主要發(fā)生哪些生理生化變化?2 .種子成熟時的主要生理生化變化與種子

20、萌發(fā)時的基本相反。(1 )種子成熟時貯藏物質(zhì)的變化:大體上和種子萌發(fā)時的變化相反,植物營養(yǎng)器官制造的養(yǎng)料以可溶性的低分子化合物如蔗糖和氨基酸等運(yùn)往種子;在種子內(nèi)逐漸轉(zhuǎn)化為不溶性的高分子化合物淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等并貯藏起來。油料種子在成熟過程中,一般先積累糖類,然后才積累脂肪和蛋白質(zhì)。其脂肪代謝具有以下特點: 隨著種子的成熟,脂肪含量不斷提高,而淀粉和可溶性糖含量相應(yīng)下降。說明脂肪是由碳水化合物轉(zhuǎn)化來的。 種子的酸價逐漸降低,表明種子成熟初期含較多的游離脂肪酸,在成熟過程中游離脂肪酸逐漸減少。 種子的碘價逐漸提高,表明種子成熟初期先形成飽和脂肪酸,然后再轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙柡椭舅?先在豆莢中合成蛋白,使

21、組成油脂的脂肪酸不飽和程度與數(shù)量增加。豆科種子在成熟過程中質(zhì),成為暫時的貯存狀態(tài);然后以酰胺態(tài)運(yùn)至種子,轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?再由氨基酸合成蛋白質(zhì)。當(dāng)種子成熟脫水時,肌醇六磷酸(植酸)常與Ca、Mg等結(jié)合形成非丁(植酸鈣鎂)。很多種子中的磷以非丁的形式積累。(2 )呼吸作用變化:種子成熟過程是有機(jī)物質(zhì)合成積累的過程,需要大量的能量供應(yīng),因而種子中有機(jī)物的積累與呼吸速率密切相關(guān)。試驗證明,干物質(zhì)積累迅速時,呼吸速率旺盛;種子接近成熟時干物質(zhì)積累緩慢,呼吸速率就逐漸降低。(3 )水分含量、狀態(tài)的變化:隨著種子成熟,其含水量逐漸下降,自由水逐漸減少,束縛水相對增加,原生質(zhì)膠體由溶膠態(tài)漸變?yōu)槟z狀態(tài),種子逐漸

22、轉(zhuǎn)入代謝微弱的休眠狀態(tài)。(4 )激素變化:小麥種子成熟過程中,植物激素最高含量順序的出現(xiàn),可能與它們的作用有關(guān)。首先出現(xiàn)的是玉米素,可能調(diào)節(jié)籽粒的細(xì)胞分裂過程;然后是GA,隨后是IAA,可能調(diào)節(jié)有機(jī)物向籽粒的運(yùn)輸和積累;此外,籽粒成熟期ABA大量增加,可能調(diào)節(jié)籽粒生長后期的成熟和休眠。 3 .種子休眠的原因是什么?人工如何控制? 3 . (1 )種子休眠的原因:種皮障礙在三個方面影響種子休眠:不透水,不透氣,對胚具有機(jī)械阻礙作用。胚未發(fā)育完全。一般植物種子成熟時,胚已分化發(fā)育完全。但有些植物如白蠟、銀杏、人參等種子,雖然完全成熟,并已脫離母體,但胚的生長和分化未完成,采收后胚尚需要吸收胚乳中養(yǎng)

23、料,繼續(xù)生長,達(dá)到發(fā)育完全方能萌發(fā)。種子未完成后熟。某些植物種子如薔薇科的蘋果、桃、櫻桃和松柏類種子,胚的分化發(fā)育雖已完成,但生理上尚未成熟,經(jīng)一段后熟期后,才能破除休眠。種子內(nèi)含有抑制萌發(fā)的物質(zhì)。有些植物種子不能萌發(fā),是由于種子或果實內(nèi)含有抑制物質(zhì)。這些物質(zhì)種類很多,因植物而異。如ABA、水楊酸、香豆素、氨、氰化物、芥子油、植物堿及醛酚等。如梨、柑橘等果實的果肉,甘藍(lán)種子的種皮,蘋果種子的胚乳及菜豆種子的子葉中均含有抑制物質(zhì)。還應(yīng)指出,不少種子休眠有多個原因,如松柏類種子的種子休眠(2 )同時胚也需要經(jīng)過后熟。不適宜的環(huán)境條件也是種子休眠的原因。,種皮不透氧的破除: 機(jī)械破損:對種皮過厚或緊

24、實不透水的種子,可用碾擦破種皮,例如苜種子。 低溫濕沙層積法(沙藏法) :對于胚已長成或胚已分化完成,但需要完成生理后熟的種子,如蘋果、桃、梨及松柏類種子。 曬種或加熱處理:棉花、小麥等種子,在播種前曬種或在3540高溫下經(jīng)一定的時間,可促進(jìn)后熟,提高發(fā)芽率。 化學(xué)藥劑處理:可以用生長調(diào)節(jié)劑處理,如剛收獲的馬鈴薯塊莖切塊,沖洗過后,用0 .51mg/ L的GA3處理1030分鐘,就能破除休眠,使其萌發(fā)。 清水沖洗:如番茄、西瓜等種子,從果實中取出后,用水沖洗干凈,以除去附著在種子上的抑制物質(zhì)而解除休眠。(3 )延長休眠、抑制發(fā)芽除打破植物的休眠外,在生產(chǎn)實踐中,也有需要延長休眠防止發(fā)芽的問題。

25、在生產(chǎn)上,某些作物種子的休眠期是較短的,可在成熟時噴施ABA或PP3 3 3等植物生長延緩劑,延緩種子萌發(fā)。 4 .肉質(zhì)果實成熟時,有哪些生理生化變化?發(fā)生變化的原因是什么? 4 . ( 1)果實色澤的變化:未熟果實表皮細(xì)胞具有葉綠體,呈現(xiàn)綠色。成熟時葉綠素消失,類胡蘿卜素的顏色呈現(xiàn)出來,因而果實底色由綠變黃。同時,由于花青素的新合成,它在酸性溶液中呈紅色,在堿性溶液中呈藍(lán)色,在中性溶液中呈紫色;因不同果實細(xì)胞液pH不同,而呈現(xiàn)不同色澤。在足夠的糖、較高溫度和一定光照下形成花青素較多,因而光照充足、日夜溫差較大的地區(qū)有利果實著色。( 2)果實硬度的變化:果肉細(xì)胞具有由纖維素等組成的堅硬細(xì)胞壁,

26、其中沉積了不溶于水的原果膠。成熟時水解酶類形成,原果膠酶水解原果膠產(chǎn)生可溶性果膠,果膠酶分解果膠形成果膠酸,果膠酸酶又分解果膠酸或果膠形成半乳糖醛酸。同時,胞間層的果膠酸鈣也進(jìn)行分解,使細(xì)胞彼此分離,組織軟化。另外,細(xì)胞壁纖維素長鏈水解變短,果實內(nèi)含物由不溶態(tài)變?yōu)榭扇軕B(tài)(如淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?等也與軟化有關(guān)。( 3)果實香氣的形成:果實成熟時常常有芳香氣散發(fā)出來。這些物質(zhì)主要是酯類,包括脂肪族和芳香族的酯;另外還有一些特殊果實味( 4 )香蕉為乙酸戊酯等。,橘子為檸檬醛檸檬、,甲基丁酯-2-蘋果為乙基,的醛類和酮類道的變化:果實成熟時甜味增加、酸味減少、澀味消失,是良好食用品質(zhì)的重要標(biāo)志,與果

27、實內(nèi)碳水化合物、有機(jī)酸、單寧變化密切相關(guān)。 碳水化合物的轉(zhuǎn)化:由葉子運(yùn)來的糖,主要以淀粉形式貯存于果肉細(xì)胞中,因而果實生硬而無甜味。伴隨成熟,淀粉降解,果糖、葡萄糖、蔗糖等可溶性糖增加,因而果實甜味增加。 有機(jī)酸的變化:未成熟的果實含有很多有機(jī)酸,因而具有酸味。果實中主要是檸檬酸、蘋果酸、酒石酸,以上三種酸稱為果酸。此外,果實中還含有少量琥珀酸、延胡索酸、草酸和水楊酸等。果實成熟過程中含酸量的減少,是因為一部分酸用于結(jié)構(gòu)物質(zhì)的合成,一部分酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘?或因呼吸氧化分解,或為鉀、鈣等中和形成有機(jī)酸鹽所致。因此,果實酸味減少而甜味相對增加,糖酸比提高。 單寧的變化:未成熟的果實往往具有澀味,這是由于

28、細(xì)胞中糖類經(jīng)不完全氧化形成單寧的緣故。成熟后期,單寧被氧化成無澀味的過氧化物,或單寧凝結(jié)成不溶于水的膠狀物質(zhì),因而澀味消失。 5 .試述果實成熟調(diào)控的分子生物學(xué)進(jìn)展。5 .目前對果實成熟分子水平上的研究工作主要是以番茄為材料并圍繞調(diào)控乙烯等幾個主要影響果實成熟衰老的因子進(jìn)行的。Rattenapanone等( 1978年)最先證明番茄 果實成熟中mRNA發(fā)生變化,發(fā)現(xiàn)至少有6種存在于未成熟果實中的mRNA。后來的研究確認(rèn)這些新增加的mRNA中被鑒定為PG基因, ACC氧化酶基因, ACC合成酶基因。這幾個基因成為目前研究果實乙烯生物合成、作用機(jī)理及控制成熟衰老的最為重要的基因。轉(zhuǎn)基因研究結(jié)果說明

29、,雖然PG對果膠降解十分重要,但肯定不是果實軟化的決定因素,果實的軟化可能不僅僅只與果膠的降解有關(guān)。由于乙烯是發(fā)動和促進(jìn)躍變型果實成熟的激素,所以人們將注意力轉(zhuǎn)向通過分子調(diào)控手段從根本上控制內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生,以阻止或延緩果實成熟,達(dá)到提高果實貯藏性的目的。Oeller等( 1991年)將ACC合成酶cDNA的反義系統(tǒng) 導(dǎo)入番茄,轉(zhuǎn)基因番茄果實的乙烯合成嚴(yán)重受抑,果實不能正只有,也無香味,天不變紅、不變軟12090不出現(xiàn)呼吸高峰。在常溫下或在植株上,常成熟通過外源乙烯或丙烯處理后才能誘導(dǎo)呼吸高峰出現(xiàn)和果實成熟,成熟果實在質(zhì)地、顏色、香味和硬度等方面與正常番茄無明顯差異。Hamilton等( 199

30、0年)將ACC氧化酶的反義基因p TOM 13轉(zhuǎn)入番茄,所得的轉(zhuǎn)基因植株在傷害和果實成熟時的乙烯增加都被抑制,而且抑制程度與轉(zhuǎn)入的基因數(shù)相關(guān)。轉(zhuǎn)基因番茄在美、英市場已批準(zhǔn)上市;此外,轉(zhuǎn)基因的桃子、蘋果、香蕉、甜瓜等已相繼獲得。在我國也積極開展了有關(guān)工作,如湯福強(qiáng)等( 1993年)獲得了控制番茄ACC合成酶表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。羅云波等( 1994年)進(jìn)一步 獲得 了轉(zhuǎn) 基因 番茄 果實,其乙 烯釋 放 量僅 為對 照 的10 % ,成熟速度明顯減慢,用外源乙烯處理后的品質(zhì)與對照無明顯差異。乙烯受體蛋白能被CO2、Agtisot hiocyanate (異硫氰酸鹽) ,以及DACP (重氮基環(huán)戊二烯

31、)抑制,尤其是DACP被很多研究證明為乙烯受體蛋白的專一抑制劑。因此利用DACP對乙烯受體蛋白合成的專一抑制,可望在不久的將來克隆編碼乙烯受體蛋白的基因,進(jìn)而得到調(diào)節(jié)乙烯生理功能的新途徑。利用基因工程改變果實色澤,提高果實品質(zhì)方面的研究也取得一定進(jìn)展。如將反義p TO M5 n導(dǎo)入番茄,轉(zhuǎn)基因植株花呈淺黃色,成熟果實呈黃色,果實中檢測不到番茄紅素。 6 .試述衰老過程中植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生理生化的變化。 6 .衰老是導(dǎo)致植物自然死亡的一系列惡化過程,也是植物器官或整株生命活動自然結(jié)束的衰退過程。它可以在細(xì)胞、組織、器官以及整株水平上發(fā)生。(1 )細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化細(xì)胞衰老過程中,結(jié)構(gòu)上有明顯衰退,且有

32、一定順序。在葉細(xì)胞中,葉綠體破壞最早,其次是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體等,核和質(zhì)膜破壞較遲。葉子在衰老的早期,葉綠體變小,基粒數(shù)量減少,葉綠體內(nèi)核糖體數(shù)量急劇減少。葉衰老晚期的特征是葉綠素完全破壞,基粒類囊體完全破壞;液泡膜溶解,液泡中的酶分散到整個細(xì)胞質(zhì)中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體消失;此刻線粒體的數(shù)量大大減少,剩余但有時,細(xì)胞核有時也遭到破壞,在衰老的最后階段并不再有任何可見的結(jié)構(gòu)。,的線粒體膨脹即使在極其衰老的細(xì)胞中,核也保持完整無損,衰老的過程以質(zhì)膜的破壞而告終。雖然衰老時最早的可見信號表現(xiàn)在葉綠體中,但有試驗表明,葉綠體并不是啟動細(xì)胞衰老的部分,啟動葉綠體破壞的因子來自細(xì)胞質(zhì)。(2 )生理生化

33、的變化生活力顯著下降:明顯表現(xiàn)在生長速率上,生長速率下降是植物開始衰老的普遍現(xiàn)象,因而恢復(fù)生長的措施(如摘花、摘果)均可延緩植物衰老。蛋白質(zhì)含量顯著下降:它比葉綠素下降發(fā)生得早,但其變化沒有葉綠素劇烈。蛋白質(zhì)喪失的原因,一般認(rèn)為是合成能力下降,或分解增強(qiáng)的結(jié)果,也有認(rèn)為二者兼有之。核 酸含量下 降:在葉片衰 老過程中, RNA含量 也下降,與RNA合成能力降低和降解速度增快有關(guān)。各種核酸中, rRNA減少最明顯, DNA的下降速率較RNA為小。光合能力和呼吸速率下降:光合能力的下降是葉片衰老的主要指標(biāo),它在葉片完全展開后即開始,并伴隨著葉綠素含量的下降,葉色變黃。整株植物的光合速率在開花開始后

34、下降,在衰老過程中,葉綠素a較葉綠素b降解快,類胡蘿卜素比葉綠素降解晚。呼吸速率也隨葉齡而下降,但下降速度較光合速率為慢。有些植物葉片的呼吸保持平穩(wěn),但在后期出現(xiàn)一個呼吸高峰,以后呼吸則迅速下降,和躍變型果實表現(xiàn)相似。內(nèi)含物的轉(zhuǎn)移和再分配:葉子脫落前,衰老葉中的有機(jī)養(yǎng)料和礦質(zhì)大部分被運(yùn)到植物仍然生長的部位。試驗證明,植物衰老時物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的形式不同于一般生長狀態(tài),大分子的貯藏物質(zhì)不僅降解成小分子物質(zhì)的形式,在組織之間、細(xì)胞之間進(jìn)行著轉(zhuǎn)移,而且還發(fā)生著大分子物質(zhì)的大量而徹底的轉(zhuǎn)移。衰老的組織內(nèi)所含的內(nèi)含物大量向幼嫩的部分或子代轉(zhuǎn)移和再分配,這是生物學(xué)中的一個普遍規(guī)律。物質(zhì)向幼芽或子代轉(zhuǎn)移愈快,器官衰老得也愈快。 7 .器官脫落過程的解剖學(xué)特點及主要生理生化變化。7 .植物器官的脫落是一種生理活動的結(jié)果。在外表上,在許多脫落器官基部特定部位離區(qū)具有痕跡,內(nèi)部解剖上有離層的產(chǎn)具有很多淀粉粒和濃厚的,較小,細(xì)胞呈圓形,離層是脫落器官基部離區(qū)的一部分薄壁細(xì)胞生。細(xì)胞質(zhì)。離層在器官未長成前就已形成,并在器官長成中進(jìn)行幾次分裂;但