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[教育学]第十二章 植物的成熟和衰老生理
第十二章 植物的成熟和衰老生理 Chapter 12 the physiology of maturation and senescence in plants 目的与要求 了解种子和果实成熟的生理变化; 了解植物休眠和脱落的生理变化; 了解程序性细胞死亡的特征; 了解植物器官的脱落生理。 第一节 种子的成熟生理 一、主要有机物的变化 1、碳水化合物的变化 由可溶性糖类转化为不溶性糖类 2、蛋白质的变化 由非蛋白氮转变为蛋白质 3、脂肪的变化 由糖类转化而来 碘值增加,酸值下降 油料种子成熟过程中脂肪含量增加,总糖含量下降,其油脂变化特点: 随着种子的成熟,成熟期所形成的大量游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂; 种子成熟时先形成饱和脂肪酸,再转变为不饱和脂肪酸。 种子成熟过程中,碘值增加,酸值下降。 二、其他生理变化 1、呼吸速率 先升后降,呈单峰曲线 2、植物激素 不同激素最高含量的出现顺序变化不同:玉米素、赤霉素、生长素、脱落酸。 3、含水量 随着种子的成熟逐渐减少。 三、外界条件对种子成熟和化学成分的影响 1、水分 风旱不实的种子蛋白质的相对含量较高,而淀粉含量少。 2、温度 成熟期适当低温有利于油脂的积累;低温且昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。 3、营养条件 N肥:提高蛋白质含量 P肥:促进脂肪的形成 K肥:加速糖转化,增加淀粉含量 第二节 果实成熟生理 一、果实的生长 1、 S形生长曲线:肉质果实(如苹果、番茄、菠萝、草莓等) 2、双S形生长曲线:核果类(如桃、杏、樱桃)及某些非核果(如葡萄) 3、单性结实(parthenocarpy) 指不经受精而雌蕊的子房形成无子果实的现象。 天然性单性结实 刺激性单性结实:生长素类、赤霉素 二、呼吸跃变 呼吸跃变(respiratory climacteric):在果实成熟过程中,呼吸速率先降低,然后突然升高后再下降的现象。 跃变型果实:鳄梨、香蕉、梨、苹果、桃等 非跃变型果实:葡萄、草莓、橙、柠檬等 跃变型果实含有复杂的贮藏物质(淀粉或脂肪),成熟迅速,成熟前果实内乙烯含量显著升高。 生产实践中可通过降低温度和氧浓度延迟呼吸跃变的发生,或通过提高温度和氧浓度、增施乙烯来刺激呼吸跃变的发生。 三、肉质果实成熟时的色香味变化 果实变甜 淀粉转化为可溶性糖 酸味减少 有机酸含量下降 涩味消失 丹宁被氧化或凝结成不溶于水的胶状物质 香味产生 产生具有香味的物质:酯类、醛类。 由硬变软 果胶质变为可溶性果胶;果肉细胞中淀粉粒消失 色泽变艳 叶绿素破坏,类胡萝卜素仍较多;形成花色素苷 四、果实成熟时植物激素的变化 开花与幼果生长时期:生长素、赤霉素、细胞分裂素含量增高。 苹果果实成熟时,乙烯含量达到高峰 葡萄、柑橘成熟时,ABA含量最高 第三节 植物休眠的生理 休眠(dormancy):成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下暂时停止生长的现象。 二、器官休眠的打破和延长 1、激素处理:赤霉素处理可打破休眠(最有效);萘乙酸甲酯可延长休眠。 2、低温处理打破休眠。 3、化学试剂(如硫酸、双氧水等)可打破休眠。 4、机械损伤、热水处理等。 第四节 植物衰老的生理 衰老(senescence):指细胞、器官或整个植株生理功能衰退、趋向自然死亡的过程。受植物遗传控制的、主动和有序的发育过程。 二、影响衰老的条件 一、衰老时的生理生化变化 三、植物衰老的原因 1、营养亏缺理论:认为生殖生长过旺会导致植物营养体的衰老。 2、植物激素调控理论:认为植物衰老是多种植物激素综合作用的结果。 细胞分裂素是延缓植物衰老最有效的植物激素; 乙烯和脱落酸是促进植物衰老的植物激素; 生长素和赤霉素对部分植物的衰老有延缓作用。 第五节 程序性细胞死亡 细胞死亡 细胞坏死和细胞程序性死亡的体征 细胞坏死和细胞程序性死亡的比较 程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD) 指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的、有序的死亡,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用。也称细胞凋亡。 高度的自控性,发生部位和发生程序的准确性(具备生理性和选择性),在细胞死亡过程中常有新的生物大分子合成。 PCD对维持植物正常生长发育必不可少 ,
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