第十章植物成熟與衰老生理

第十章植物成熟與衰老生理第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月受精卵受精極核珠被子房壁胚乳胚種皮果皮種子果實種被第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物的可食部分？第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月真正的種子類似種子的果實第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月種皮第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月中果皮第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月主要是花托第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第十章植物的成熟和衰老生理第一節(jié)種子和果實的成熟第二節(jié)種子和延存器官的休眠第三節(jié)衰老第四節(jié)植物器官的脫落第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)種子和果實的成熟一、種子成熟時的生理、生化變化二、果實成熟時的生理、生化變化第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月一、種子成熟時的生理、生化變化

種子的成熟過程，實質上就是胚從小長大，以及營養(yǎng)物質在種子中變化和積累的過程。（1）主要有機物的變化（2）其他生理變化（3）外界條件對種子成熟和化學成分的影響第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）主要有機物的變化（糖類、蛋白質、脂肪）糖類的變化—淀粉含量增加

淀粉種子（禾谷類種子）成熟過程中，可溶性糖含量逐漸降低，淀粉的積累迅速增加。第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質含量增加

非蛋白N含量不斷下降，蛋白N含量不斷上升。說明蛋白N是由非蛋白N轉化而來。脂肪的變化

油料種子成熟過程中，糖類不斷下降，脂肪含量不斷上升，說明脂肪由糖類轉化而來。第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月油脂形成的特點：（1）先形成大量游離脂肪酸，隨種子的成熟逐漸合成復雜的油脂。（2）種子成熟時，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15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）其他生理變化在種子成熟過程中：

呼吸：有機物累積迅速時，呼吸作用也旺盛；種子接近成熟時，呼吸作用逐漸降低。激素：玉米素，赤霉素，生長素，脫落酸。水分：隨著種子的成熟而逐漸減少。植酸：非丁（肌醇六磷酸鈣鎂鹽）的合成第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

ZTGAIAA第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）外界條件對種子成熟和化學成分的影響光照

光照強度影響種子內有機物的積累、蛋白質含量和含油率。溫度

溫度高，呼吸消耗大，溫度低，不利于物質運輸與轉化。溫度適宜利于物質的積累，促進成熟。溫度還影響種子的化學成分：第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

適當的低溫有利于油脂的積累；晝夜溫差大有利于不飽和脂肪酸的形成。

不同地區(qū)大豆的品質不同地區(qū)品種Pr質量分數/%油脂質量分數/%北方春大豆39.920.8黃淮海流域夏大豆41.718.0長江流域春夏42.516.7

秋大豆

北方油料種子油脂品質較南方好。第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣相對濕度

高，延遲種子成熟；低，加速成熟；大氣干旱，阻礙物質運輸，合成E活性降低，水解E活性增高，干物質積累減少。土壤含水量

“風旱不實現(xiàn)象”：干燥與熱風使種子灌漿不足第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月風旱不實的種子中蛋白質的相對含量較高

可溶性糖來不及轉化為淀粉，與糊精膠結在一起，形成玻璃狀籽粒，而蛋白質的積累受阻較小。北方小麥種子蛋白質含量較南方高（面筋多，韌性強，口感好）。礦質元素

N肥提高蛋白質含量，N過多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、果實成熟時的生理、生化變化1、果實的生長（1）生長曲線S形曲線：肉質果實雙S形曲線：一些核果（2）單性結實定義：不經受精作用而形成不含種子的果實。天然的單性結實：香蕉、無籽西瓜、葡萄刺激性單性結實：刺激（如生長素類、赤霉素類）第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月什么時候的水果最好吃？第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、呼吸驟變（Respiratoryclimacteric）（1）定義當果實成熟到一定程度時，呼吸速率首先降低，然后突然增高，最后又下降，此時果實便進入完全成熟期。這個呼吸高峰，便稱為呼吸驟變。（2）驟變型果實與非驟變型果實驟變型果實：蘋果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果等非驟變型果實：橙、鳳梨、葡萄、草莓、檸檬等。區(qū)別：

a:前者含有復雜的貯藏物質，在摘果后達到完全可食狀態(tài)前，貯藏物質強烈水解，呼吸加強。

b:驟變型果實成熟比較迅速第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

引起呼吸驟變的原因是什么？第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）呼吸驟變是由于果實中產生乙烯的結果。乙烯可增加果皮細胞的透性，加強內部氧化過程，促進果實的呼吸作用，加速果實成熟。（4）后熟作用呼吸驟變期間果實內部的變化是果實的后熟作用。呼吸驟變的出現(xiàn)，標志著果實成熟達到了可食的程度。（5）實踐意義人工催熟，促進棉鈴吐絮，延遲果實成熟等。第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月華番一號利用基因工程技術構建反義乙烯形成酶（EFE）基因載體，通過農桿菌Ti質粒介導轉化，獲得轉基因番茄植株。可貯藏40－50天，較對照延長貯藏期20－30天。第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、肉質果實成熟時色、香、味的變化（1）果實變甜淀粉可溶性糖。（2）酸味減少有機酸含量下降。（3）澀味消失單寧被氧化或凝結成不溶于水的膠狀物質。第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、肉質果實成熟時色、香、味的變化（4）香味產生產生一些具有香味的物質。主要是酯類。（5）由硬變軟果膠質變?yōu)榭扇苄缘墓z；果肉細胞中淀粉粒消失。（6）色澤變艷葉綠素破壞，類胡蘿卜素仍較多；形成花色素。

（7）維生素含量升高第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月4、果實成熟時蛋白質和激素的變化（1）蛋白質含量上升（2）激素變化開花與幼果生長時期：生長素、赤霉素、細胞分裂素含量增高。蘋果果實成熟時：乙烯含量達到高峰。葡萄、柑橘成熟時：脫落酸含量最高。第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)種子和延存器官的休眠植物的休眠：植物在個體發(fā)育過程中生長和代謝均暫時極不活躍的現(xiàn)象強迫性休眠：環(huán)境因素生理性休眠：植物自身因素第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月一、種子休眠的原因和破除種子的休眠：種子成熟后，即使在適宜的外界條件下仍不能萌發(fā)的現(xiàn)象。1、種皮限制2、種子未完成后熟3、胚未完全發(fā)育4、抑制物質存在

第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1、種皮限制種皮不透水：苜蓿、紫云英（豆科、藜科、錦葵科）種皮不透氣：椴樹種子種皮太硬：莧菜種子、核果類處理方式：

物理：機械方法擦破種皮

化學：98%硫酸處理皂莢種子1小時，清水洗凈后40℃溫水泡86小時第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、種子未完成后熟第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月表胚休眠種子休眠解除所需層積條件第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、胚未完全成熟第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)剛收獲的(b)濕土中貯藏6個月第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月4、抑制物質存在第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月不同作物含有的不同發(fā)芽抑制物質玫瑰果皮、種皮、薔薇果ABA桃種子ABA花生葉、種子ABA大麥小麥果實醛類油菜果皮芥子油番茄果汁咖啡酸、阿魏酸棉花棉鈴ABA檸檬——檸檬醛第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、延存器官休眠的打破和延長第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月延長休眠期品種選育藥劑調控青鮮素抑制小麥種子發(fā)芽抑萌劑減少穗發(fā)芽催熟劑、乙烯利促進種子成熟，降低穗發(fā)芽馬鈴薯和大蒜一起貯藏減少發(fā)芽環(huán)境因素高溫、低濕、缺氧，休眠期延長第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月縮短和解除休眠品種選育種子處理（根據休眠的特點對癥下藥）機械方法處理：切割、針刺、去殼等物理方法處理：干燥處理、層積處理化學物質處理赤霉素、細胞分裂素、乙烯氧化劑，呼吸抑制劑等環(huán)境調節(jié)根據發(fā)芽需要條件給予適宜的溫度、濕度、光照條件使其萌發(fā)第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第十章植物的成熟和衰老生理第一節(jié)種子和果實的成熟第二節(jié)種子和延存器官的休眠第三節(jié)衰老第四節(jié)植物器官的脫落第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)衰老一、植物的衰老定義：指一個器官或整個植株生理功能逐漸惡化，最終自然死亡的過程。二、衰老時的生理、生化變化植物在衰老過程中，其外部表現(xiàn)為生長速率下降、葉色發(fā)黃，同時在其內部也發(fā)生了一系列生理生化變化，主要表現(xiàn)為：第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、衰老時的生理、生化變化⒈光合色素喪失葉綠素含量不斷下降，葉綠素a/b比值減小，最后導致光合能力喪失。⒉核酸的變化

RNA總量下降，尤其是rRNA的減少最為明顯。DNA含量也下降，但下降速率較RNA小。⒊蛋白質的變化蛋白質分解超過合成，游離氨基酸積累。核糖核酸酶、蛋白酶、酯酶、纖維素酶的含量或活性增加。第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、衰老時的生理、生化變化⒋呼吸作用異常呼吸速率先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率比光合速率降低的慢。⒌激素變化促進生長的植物激素如IAA、CTK、GA等含量減少，而誘導衰老的植物激素ABA和Eth含量升高。⒍細胞結構的變化膜結構破壞，膜選擇透性喪失，細胞由于自溶而解體。第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、影響衰老的外界條件1、光：光能延緩葉片的衰老。2、溫度：低溫和高溫都會加快葉片衰老。3、水分：干旱促使葉片衰老，加速蛋白質降解和提高呼吸速率，葉綠體片層結構破壞，光合磷酸化受抑制，光合速率下降。4、營養(yǎng)：營養(yǎng)缺乏導致葉片衰老。第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月四、植物衰老的原因1、營養(yǎng)虧缺理論生殖器官是一個很大的“庫”，壟斷了植株營養(yǎng)的分配，聚集了營養(yǎng)器官的養(yǎng)料,引起植物營養(yǎng)體的衰老。

但此理論不能解釋下列問題:⑴即使供給已開花結實植株充分養(yǎng)料，也無法使植株免于衰老。⑵雌雄異株的大麻和菠菜，在雄株開雄花后,不能結實，談不上積累營養(yǎng)體養(yǎng)分，但雄株仍然衰老死亡。第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、植物激素調控理論

植物營養(yǎng)生長時，根系合成的細胞分裂素運到葉片，促使蛋白質合成，推遲植株衰老。

但是植株開花、結實時⑴根系合成的CTK數量減少，葉片得不到足夠的CTK；⑵花和果實內CTK含量增大，成為植株代謝旺盛的生長中心，促使葉片的養(yǎng)料運向果實，這就是葉片缺乏CTK導致衰老的原因。

另一種解釋是花或種子中形成促進衰老的激素（脫落酸和乙烯），運到植株營養(yǎng)體所致。第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3.活性氧傷害理論衰老時自由基生成增多，而清除降低，導致衰老第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)植物器官的脫落一、器官脫落定義：指植物細胞組織或器官與植物體分離的過程。脫落形式：正常脫落、脅迫脫落、生理脫落二、環(huán)境因子對脫落的影響

（1）溫度：高溫、低溫都易引起脫落。（2）水分：干旱、水澇都易引起脫落。（3）光照：日照縮短是落葉樹秋季落葉的信號之一。如路燈下的植株，因路燈延長光照時間，不落葉或落葉較晚。強光抑制或延緩脫落。第55頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、脫落的解剖學和生理基礎（1）離層與脫落

離區(qū)：指分布在葉柄、花柄、果柄等基部一段區(qū)域中經橫向分裂而形成的幾層細胞。

離層：脫落的過程是水解離區(qū)的細胞壁和中膠層，使細胞分離，成為離層。促使細胞壁物質的合成和沉積，保護分離的斷面，形成保護層。離層細胞分離后，葉柄只靠維管束與枝條連接，在重力或風的壓力下，維管束易折斷。

第56頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）與脫落有關的酶纖維素酶：定位在離層，乙烯和脫落酸促進該酶活性。果膠酶：果膠是中膠層的主要成分。乙烯促進果膠酶活性。第58頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）離層形成與生長素的關系生長素梯度學說：決定脫落的不是生長素絕對含量，而是相對濃度，即離層兩側生長素濃度梯度起著調節(jié)脫落的作用。當遠基端濃度高于近基端時，器官不脫落；當兩端濃度差異小或不存在時，器官脫落；當遠基端濃度低于近基端時，加速脫