植物的成熟與衰老

關(guān)于植物的成熟與衰老第1頁，課件共65頁，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）成熟過程中，可溶性糖含量逐漸降低，淀粉的積累迅速增加。第2頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月小麥開花后主要物質(zhì)的變化第3頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共65頁，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。說明蛋白質(zhì)是由非蛋白N轉(zhuǎn)化而來。3、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(zhuǎn)化而來。第6頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

第7頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

油脂形成的兩個特點：（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，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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

在種子成熟過程中，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。二、其他生理變化一、貯藏物質(zhì)的變化第9頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月1、呼吸速率的變化—與有機物積累速率呈平行關(guān)系第10頁，課件共65頁，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，課件共65頁，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)有機物向籽粒的運輸和積累。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

種子成熟時幼胚中具有濃厚的細(xì)胞質(zhì)而無液泡，自由水含量很少。第12頁，課件共65頁，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

光照強度影響種子內(nèi)有機物的積累、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，課件共65頁，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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

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

可溶性糖來不及轉(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，口感好）。

5、礦質(zhì)元素

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

一、果實的生長特點S型生長曲線：蘋果、梨、香蕉、番茄等雙S型生長曲線：桃、杏、李、櫻桃等珠心和珠被生長停止，營養(yǎng)向種子集中.第17頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

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

天然單性結(jié)實：植株或枝條突變

刺激性單性結(jié)實：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：如NAA，2，4-D、

GA處理

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

轉(zhuǎn)化為糖有機酸呼吸氧化為CO2和H2O

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

過氧化物E

過氧化物寧凝結(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，課件共65頁，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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、呼吸躍變呼吸躍變：指果實發(fā)育到一定程度時，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：蘋果、香蕉、桃、梨、

杏、芒果、番木瓜等

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

呼吸躍變是由于果實中產(chǎn)生乙烯的結(jié)果第28頁，課件共65頁，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。

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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三、影響果實發(fā)育的環(huán)境因素溫度光照氣體組分礦質(zhì)營養(yǎng)濕度第30頁，課件共65頁，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)條件下暫時停止生長的現(xiàn)象。

一、種子休眠的原因和破除※

（一）種皮的限制

種皮堅硬、透水、透氣性差。如紫云英、椴樹、莧菜、苜蓿等。第31頁，課件共65頁，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。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，課件共65頁，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)生的生理生化過程。

后熟方法：1、低溫后熟：某些樹木種子（如薔薇科植物和松柏類種子）1-5℃層積處理1-3個月即可。2、干燥后熟：一些禾谷類植物種子曬干貯藏幾周或幾個月即可。經(jīng)過后熟，種皮透性加大，酶活性及呼吸作用增強。ABA下降，CTK和GA上升，大分子有機物轉(zhuǎn)為可溶物。第33頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共65頁，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個月第35頁，課件共65頁，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）對環(huán)境的適應(yīng)

2）有利于衍繁后代第36頁，課件共65頁，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，而赤霉素是在長日照下形成的。人們認(rèn)為，植物的休眠或生長，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，產(chǎn)生赤霉素使植株繼續(xù)生長；而冬季來臨前日照短，產(chǎn)生脫落酸，使芽進(jìn)入休眠。第37頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三、延存器官休眠的打破和延長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

延長：

0.4%萘乙酸甲酯粉劑處理噴施PP333

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

:是指細(xì)胞、器官或整個植株生理功能衰退，最終自然死亡的過程。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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、衰老時的生理生化變化※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，課件共65頁，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，有呼吸躍變現(xiàn)象。第41頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA第42頁，課件共65頁，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，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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、植物衰老的原因（一）營養(yǎng)虧缺理論該理論認(rèn)為，在自然條件下，單稔植物一旦開花結(jié)實后，全株就衰老死亡。這是因為生殖器官是一個很大的“庫”，壟斷了植株營養(yǎng)的分配，聚集營養(yǎng)器官的養(yǎng)料，引起植物營養(yǎng)體的衰老。第45頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）DNA損傷假說

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

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

內(nèi)容：植物體內(nèi)產(chǎn)生過多的自由基，對生物膜、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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

（四）植物激素調(diào)節(jié)假說

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)致膜脂過氧化、抗氰呼吸增強、物質(zhì)消耗過多，促進(jìn)衰老。第48頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、環(huán)境條件對植物衰老的影響

1、光照

（1）光強

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，課件共65頁，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)生和膜脂過氧化，加速植物衰老。3、氣體

O2濃度過高，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，課件共65頁，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，課件共65頁，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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共65頁，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程。第54頁，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月二、環(huán)境因子對脫落的影響

1、溫度—過高和過低促進(jìn)脫落

2、水分—干旱引起器官的脫落

3、光照—光照強或長日照→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，課件共65頁，創(chuàng)作于2023年2月三、脫落時的細(xì)胞及生化變化(一)脫落時細(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