植物的成熟與衰老

關(guān)于植物的成熟與衰老第1頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)種子的發(fā)育

一、貯藏物質(zhì)的變化

1、糖類的變化—淀粉含量增加

淀粉種子（禾谷類種子）成熟過(guò)程中，可溶性糖含量逐漸降低，淀粉的積累迅速增加。第2頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小麥開(kāi)花后主要物質(zhì)的變化第3頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、蛋白質(zhì)含量增加

非蛋白N含量不斷下降，蛋白N含量不斷上升。說(shuō)明蛋白質(zhì)是由非蛋白N轉(zhuǎn)化而來(lái)。3、脂肪的變化

油料種子成熟過(guò)程中，糖類不斷下降，脂肪含量不斷上升，說(shuō)明脂肪由糖類轉(zhuǎn)化而來(lái)。第6頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第7頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

油脂形成的兩個(gè)特點(diǎn)：（1）先形成大量游離脂肪酸，隨種子的成熟逐漸合成復(fù)雜的油脂。（2）種子成熟時(shí)，先形成飽和脂肪酸，再形成不飽和脂肪酸。

故芝麻、花生等油料種子隨成熟度酸值下降，而碘值增高。

第8頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在種子成熟過(guò)程中，可溶性糖轉(zhuǎn)化為不溶性糖，非蛋白氮轉(zhuǎn)化為蛋白氮，脂肪由糖類轉(zhuǎn)化而來(lái)。二、其他生理變化一、貯藏物質(zhì)的變化第9頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、呼吸速率的變化—與有機(jī)物積累速率呈平行關(guān)系第10頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、內(nèi)源激素的種類和含量不斷變化ZTGAIAA鮮重受精第11頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

玉米素可能是調(diào)節(jié)籽粒的細(xì)胞分裂；GA和IAA可能是調(diào)節(jié)有機(jī)物向籽粒的運(yùn)輸和積累。此外，籽粒成熟期IBA大量增加，可能和籽粒的休眠有關(guān)。

3、含水量隨種子的成熟而逐漸減少

種子成熟時(shí)幼胚中具有濃厚的細(xì)胞質(zhì)而無(wú)液泡，自由水含量很少。第12頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

三、影響種子發(fā)育的環(huán)境因素

1、光照

光照強(qiáng)度影響種子內(nèi)有機(jī)物的積累、蛋白質(zhì)含量和含油率。

2、溫度

溫度高，呼吸消耗大，溫度低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化。溫度適宜利于物質(zhì)的積累，促進(jìn)成熟。溫度還影響種子的化學(xué)成分：第13頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

適當(dāng)?shù)牡蜏赜欣谟椭姆e累；晝夜溫差大有利于不飽和脂肪酸的形成。

不同地區(qū)大豆的品質(zhì)不同地區(qū)品種Pr質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%北方春大豆39.920.8黃淮海流域夏大豆41.718.0長(zhǎng)江流域春夏42.516.7

秋大豆

北方油料種子油脂品質(zhì)較南方好。第14頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、空氣相對(duì)濕度

高，延遲種子成熟；低，加速成熟；大氣干旱，阻礙物質(zhì)運(yùn)輸，合成E活性降低，水解E活性增高，干物質(zhì)積累減少。

4、土壤含水量

“風(fēng)旱不實(shí)現(xiàn)象”：（1）干燥與熱風(fēng)使種子灌漿不足第15頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）風(fēng)旱不實(shí)的種子中蛋白質(zhì)的相對(duì)含量較高

可溶性糖來(lái)不及轉(zhuǎn)化為淀粉，與糊精膠結(jié)在一起，形成玻璃狀籽粒，而蛋白質(zhì)的積累受阻較小。北方小麥種子蛋白質(zhì)含量較南方高（面筋多，韌性強(qiáng)，口感好）。

5、礦質(zhì)元素

N肥提高蛋白質(zhì)含量，N過(guò)多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。第16頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)果實(shí)的發(fā)育※

一、果實(shí)的生長(zhǎng)特點(diǎn)S型生長(zhǎng)曲線：蘋(píng)果、梨、香蕉、番茄等雙S型生長(zhǎng)曲線：桃、杏、李、櫻桃等珠心和珠被生長(zhǎng)停止，營(yíng)養(yǎng)向種子集中.第17頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

單性結(jié)實(shí)：不經(jīng)受精作用而形成無(wú)籽果實(shí)的現(xiàn)象。

天然單性結(jié)實(shí)：植株或枝條突變

刺激性單性結(jié)實(shí)：環(huán)境刺激，如短日照或較低的夜溫

人工誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)：如NAA，2，4-D、

GA處理

假性單性結(jié)實(shí)：胚敗育，花托發(fā)育成的假果單性結(jié)實(shí)第18頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、果實(shí)發(fā)育過(guò)程中的生理生化變化（一）有機(jī)物的積累和轉(zhuǎn)化1、果實(shí)變甜—淀粉變?yōu)榭扇苄蕴堑?0頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、酸味減少

轉(zhuǎn)化為糖有機(jī)酸呼吸氧化為CO2和H2O

被K+、Ca2+等中和第21頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、澀味消失單

過(guò)氧化物E

過(guò)氧化物寧凝結(jié)為不溶性的膠狀物質(zhì)4、香味產(chǎn)生具有香味的物質(zhì)—脂肪族的酯和芳香族的酯，及一些特殊的醛類

5、由硬變軟第22頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月果肉細(xì)胞壁中層的果膠質(zhì)可溶性果膠果肉細(xì)胞相互分離淀粉?？扇苄蕴?/p>

6、色澤變艷果皮中葉綠素破壞，類胡蘿卜素較多存在，或者形成花青素，呈黃、橙、紅色。

7、維生素含量增高第23頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、呼吸躍變呼吸躍變：指果實(shí)發(fā)育到一定程度時(shí)，呼吸速率首先降低，然后突然增高，最后又逐漸下降的現(xiàn)象。

躍變型果實(shí)：蘋(píng)果、香蕉、桃、梨、

杏、芒果、番木瓜等

非躍變型果實(shí)：草莓、葡萄、檸檬、柑橘、黃瓜、鳳梨等第24頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不具有呼吸躍變的果實(shí)具有呼吸躍變的果實(shí)第25頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

呼吸躍變是由于果實(shí)中產(chǎn)生乙烯的結(jié)果第28頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙烯誘導(dǎo)呼吸作用的原因可能是：1、乙烯與細(xì)胞膜結(jié)合，增加膜的透性，氣體交換加速，氧化作用加強(qiáng)。

2、誘導(dǎo)呼吸E的mRNA的合成，提高呼吸E含量和活性，并顯著誘導(dǎo)抗氰呼吸。第29頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、影響果實(shí)發(fā)育的環(huán)境因素溫度光照氣體組分礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)濕度第30頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)植物的芽休眠

休眠（dormancy）：成熟種子、鱗莖和芽在適宜的萌發(fā)條件下暫時(shí)停止生長(zhǎng)的現(xiàn)象。

一、種子休眠的原因和破除※

（一）種皮的限制

種皮堅(jiān)硬、透水、透氣性差。如紫云英、椴樹(shù)、莧菜、苜蓿等。第31頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

破除方法：1、自然情況，細(xì)菌和真菌分泌酶類水解種皮的多糖和其它組成成分，使種皮變軟，透水、透氣性增強(qiáng)。2、生產(chǎn)上采用物理、化學(xué)方法如：磨擦、98%濃硫酸及2%氨水處理、去除種皮等。第32頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）種子未完成后熟

后熟（after-ripening）：種子在休眠期內(nèi)發(fā)生的生理生化過(guò)程。

后熟方法：1、低溫后熟：某些樹(shù)木種子（如薔薇科植物和松柏類種子）1-5℃層積處理1-3個(gè)月即可。2、干燥后熟：一些禾谷類植物種子曬干貯藏幾周或幾個(gè)月即可。經(jīng)過(guò)后熟，種皮透性加大，酶活性及呼吸作用增強(qiáng)。ABA下降，CTK和GA上升，大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)為可溶物。第33頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）胚未完全發(fā)育(a)剛收獲的(b)濕土中貯藏6個(gè)月第35頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）抑制物質(zhì)的存在有些植物種子的子葉(菜豆)、胚乳(鳶尾)、種皮(蒼耳、甘藍(lán))、果肉(番茄、西瓜)里存在一些酚類、醛類、ABA、有機(jī)酸、植物堿、揮發(fā)油等萌發(fā)抑制劑，抑制萌發(fā)。休眠的意義：1）對(duì)環(huán)境的適應(yīng)

2）有利于衍繁后代第36頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、休眠與植物激素脫落酸能促進(jìn)多種多年生木本植物和種子休眠?，F(xiàn)已證明，脫落酸是在短日照下形成的，而赤霉素是在長(zhǎng)日照下形成的。人們認(rèn)為，植物的休眠或生長(zhǎng)，是由脫落酸和赤霉素這兩種激素調(diào)節(jié)的。因此，夏季日照長(zhǎng)，產(chǎn)生赤霉素使植株繼續(xù)生長(zhǎng)；而冬季來(lái)臨前日照短，產(chǎn)生脫落酸，使芽進(jìn)入休眠。第37頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、延存器官休眠的打破和延長(zhǎng)打破馬鈴薯塊莖的休眠：GA處理：0.5~1mg.L-1的GA溶液中浸

泡10分鐘硫脲處理：0.5%硫脲浸薯塊8~12小時(shí)

延長(zhǎng)：

0.4%萘乙酸甲酯粉劑處理噴施PP333

通氣安全貯藏第38頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月衰老（senescence）

:是指細(xì)胞、器官或整個(gè)植株生理功能衰退，最終自然死亡的過(guò)程。衰老的方式有兩類:

一類是多年生的木本和草本植物另一類是一次性開(kāi)花死亡的植物第四節(jié)植物衰老的生理一、衰老的概念與方式第39頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、衰老時(shí)的生理生化變化※1、蛋白質(zhì)含量顯著下降—分解大于合成可溶性蛋白和膜蛋白水解加速，總量下降。如煙草衰老三天，Pr下降15%。2、核酸含量降低—分解大于合成

RNA、DNA均下降，DNA下降較緩慢，如煙草衰老三天，

RNA下降16%，DNA下降3%。第40頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、光合速率下降葉綠體破壞，色素降解，Rubisco分解，光合電子傳遞和光合磷酸化受阻。4、呼吸速率下降呼吸速率下降較光合速率慢。有些葉片衰老時(shí)，有呼吸躍變現(xiàn)象。第41頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月RNA第42頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5、生物膜結(jié)構(gòu)變化

膜脂不飽和度下降，脂肪酸鏈加長(zhǎng)，膜由液晶態(tài)凝固態(tài)選擇透性功能喪失，透性加大，膜脂過(guò)氧化加劇，細(xì)胞自溶，膜結(jié)構(gòu)解體。

6、激素變化—激素平衡打破

ABA和ETH增加，IAA、GA、CTK下降。第43頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

三、植物衰老的原因（一）營(yíng)養(yǎng)虧缺理論該理論認(rèn)為，在自然條件下，單稔植物一旦開(kāi)花結(jié)實(shí)后，全株就衰老死亡。這是因?yàn)樯称鞴偈且粋€(gè)很大的“庫(kù)”，壟斷了植株?duì)I養(yǎng)的分配，聚集營(yíng)養(yǎng)器官的養(yǎng)料，引起植物營(yíng)養(yǎng)體的衰老。第45頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（二）DNA損傷假說(shuō)

內(nèi)容：植物衰老是由于基因表達(dá)在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中引起差誤（氨基酸排列順序錯(cuò)誤或多肽鏈折疊的錯(cuò)誤）積累所造成的。當(dāng)錯(cuò)誤的產(chǎn)生超過(guò)某一閾值時(shí)，機(jī)能失常，導(dǎo)致衰老。

某些理化因子也使DNA受損。第46頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）自由基損傷假說(shuō)

內(nèi)容：植物體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的自由基，對(duì)生物膜、生物大分子及葉綠素有破壞作用，導(dǎo)致植物體的衰老、死亡。與衰老密切相關(guān)的E：超氧化物歧化E（SOD）和脂氧合E（LOX）。

SOD參與自由基的清除和膜的保護(hù)，而LOX催化膜脂中不飽和脂肪酸的氧化而使膜損傷。第47頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（四）植物激素調(diào)節(jié)假說(shuō)

一般認(rèn)為植物的衰老是由一種或多種激素綜合控制的。

CTK、GA及生長(zhǎng)素類延緩衰老，

ABA、ETH促進(jìn)植物的衰老。

ABA含量的增加是引起葉片衰老的重要原因。ABA抑制核酸和蛋白質(zhì)的合成，加速葉中RNA和蛋白質(zhì)的降解；而乙烯能增加膜透性、形成自由基、導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化、抗氰呼吸增強(qiáng)、物質(zhì)消耗過(guò)多，促進(jìn)衰老。第48頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

四、環(huán)境條件對(duì)植物衰老的影響

1、光照

（1）光強(qiáng)

光延緩衰老，暗中加速衰老。光抑制RNA、蛋白質(zhì)及葉綠素的降解和乙烯形成，延緩衰老；強(qiáng)光及紫外光加速自由基產(chǎn)生，促進(jìn)衰老。

（2）光質(zhì)

紅光延緩衰老，遠(yuǎn)紅光加速衰老；

（3）光周期

LD促進(jìn)GA合成，延緩衰老；SD促進(jìn)ABA合成，加速衰老。第49頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、溫度

低溫和高溫引起生物膜相變，并誘發(fā)自由基的產(chǎn)生和膜脂過(guò)氧化，加速植物衰老。3、氣體

O2濃度過(guò)高，自由基產(chǎn)生，O3污染環(huán)境，加速植物衰老；高濃度CO2抑制呼吸和乙烯生成，延緩衰老。第50頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4、水分

干旱促進(jìn)ETH和ABA形成，加速蛋白質(zhì)和葉綠素的降解，提高呼吸速率；自由基產(chǎn)生增多，加速衰老。

5、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)

N肥不足，加速葉片衰老；Ca2+有穩(wěn)定膜的作用，延緩衰老；一定濃度的Ag+、Ni2+也能延緩水稻葉片衰老。

6、細(xì)胞分裂素第51頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)細(xì)胞程序性死亡

植物體內(nèi)有許多細(xì)胞自然死亡過(guò)程是由細(xì)胞內(nèi)業(yè)已存在的、由基因編碼的程序控制，所以人們稱這種細(xì)胞自然死亡為細(xì)胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）。PCD是細(xì)胞分化的最后階段。第52頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第53頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)植物器官的脫落一、器官脫落的種類正常脫落

—由于衰老或成熟引起的脅迫脫落

—由于逆境條件引起的生理脫落

—因植物自身的生理活動(dòng)不協(xié)調(diào)引起的

脫落（abscission）：指植物組織或器官與植物體分離的過(guò)程。第54頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、環(huán)境因子對(duì)脫落的影響

1、溫度—過(guò)高和過(guò)低促進(jìn)脫落

2、水分—干旱引起器官的脫落

3、光照—光照強(qiáng)或長(zhǎng)日照→不脫落；弱光或短日照→脫落。

4、氧氣—高氧或缺氧都加速脫落；

5、淹水—促進(jìn)乙烯、纖維素酶、果膠酶合成，促進(jìn)脫落。第55頁(yè)，課件共65頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、脫落時(shí)的細(xì)胞及生化變化(一)脫落時(shí)細(xì)胞的變化

首先離層細(xì)胞核仁明顯,RNA增加,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和小泡增多。小泡聚集在質(zhì)膜，釋放出酶到細(xì)胞壁和中膠層，最后細(xì)胞壁和