植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理

第一篇第一篇 水分和水分和矿质营养养第一章第一章 水分生理水分生理第二章第二章 矿质营养养第三章第三章 光合作用光合作用第四章第四章 呼吸作用呼吸作用第五章第五章 同化物的运同化物的运输第六章第六章 次次级代代谢产物物第二篇第二篇 物物质代代谢和能量和能量转换第三篇第三篇 生生长和和发育育第七章第七章 细胞信号胞信号转导第八章第八章 生生长物物质第九章第九章 生生长生理生理第十章第十章 生殖生理生殖生理第十一章第十一章 成熟和衰老生理成熟和衰老生理第十二章第十二章 抗性生理抗性生理绪论第一篇 第一章 水分生理第三章 光合作用第二篇 第三篇 第七1第十一章 植物的成熟和衰老生理2植物受精后各部分发育目标：3植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理4植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理51.淀粉的合成：淀粉的合成：合成淀粉的合成淀粉的酶酶活性增加，活性增加，可溶性糖可溶性糖转变为不溶性糖不溶性糖。淀粉磷酸化淀粉磷酸化酶酶在淀粉合成在淀粉合成中起中起主主导作用作用。1.淀粉的合成：一、主要有机物的变化6增增强强淀粉磷酸化淀粉磷酸化酶酶活性的条活性的条件如下：件如下：I.淀粉磷酸化淀粉磷酸化酶酶的的最适最适PH值是是6.5；II.该酶酶活性活性最适温度是最适温度是2646度度；III.磷酸含量磷酸含量要适当。磷酸供要适当。磷酸供给过多会影响淀粉合成速度，多会影响淀粉合成速度，过少不利于糖的运少不利于糖的运输。增强淀粉磷酸化酶活性的条件如下：72.蛋白蛋白质的合成：的合成：I.总氮氮变化不大化不大，非蛋白，非蛋白质态氮不断下降，蛋白氮不断下降，蛋白质氮的含量不氮的含量不断增加。断增加。II.蛋白蛋白质由由非蛋白氮化物非蛋白氮化物转变而来，因此成熟种子的而来，因此成熟种子的RNA含量含量增加增加，以合成丰富的蛋白，以合成丰富的蛋白质。2.蛋白质的合成：83.脂肪的形成：脂肪的形成：油料种子在成熟油料种子在成熟过程中，脂肪增加而糖程中，脂肪增加而糖类减少。减少。脂肪是脂肪是由糖由糖类转化而来的化而来的。油脂形成有两个特点：油脂形成有两个特点：总之，在种子成熟过程中，可溶性糖类转化为不溶性糖类，总之，在种子成熟过程中，可溶性糖类转化为不溶性糖类，非蛋白质氮转变为蛋白质，而脂肪则是由糖类转化而来的。非蛋白质氮转变为蛋白质，而脂肪则是由糖类转化而来的。3.脂肪的形成：总之，在种子成熟过程中，可溶性糖类转化为不溶9二、其他生理变化10植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理11 三、外界条件对种子成熟和化学成分的影响12植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理13由于由于肉肉质果果实在食用上具有重要意在食用上具有重要意义，对这类果果实成熟成熟时的生的生理生化理生化变化研究最多。化研究最多。由于肉质果实在食用上具有重要意义，对这类果实成熟时的生理生化141.肉肉质果果实的生的生长具有具有生生长大周期大周期，呈，呈S型生型生长曲曲线。1.肉质果实的生长具有生长大周期，呈S型生长曲线。一、果实152.但也有一些但也有一些核果及某些非核果核果及某些非核果的生的生长曲曲线，则呈呈双双S型型，即在，即在生生长的的中期有一个中期有一个缓慢期慢期。这个个时期正好是期正好是珠心和珠被生珠心和珠被生长停止停止，幼胚生幼胚生长强强烈的烈的时期，期，这时核也正在核也正在变硬硬。2.但也有一些核果及某些非核果的生长曲线，则呈双S型，即在生163.单性性结实（1）单性性结实：不：不经受精作用而雌蕊的子房形成无籽果受精作用而雌蕊的子房形成无籽果实。（2）分）分类：天然天然单性性结实和和刺激刺激性性单性性结实。（3）原因：）原因：果果实生生长与与受精后子房生受精后子房生长素含量增多素含量增多有关。有关。天然的天然的单性性结实：指：指不需要不需要经过受精受精作用就作用就产生生无籽果无籽果实的。的。同一种植物，同一种植物，无籽品种无籽品种的的子房中生子房中生长素素含量含量较有籽品种有籽品种为高高。3.单性结实17刺激性刺激性单性性结实：指必需：指必需给以以某种刺激某种刺激才能才能产生无籽果生无籽果实。生生产上常用上常用植物生植物生长物物质处理理。生生长素素类（IAA、NAA、2,4-D）诱导。赤霉素诱导赤霉素诱导刺激性单性结实：指必需给以某种刺激才能产生无籽果实。赤霉素诱18假假单性性结实：某些植物在受精后，因种种原因：某些植物在受精后，因种种原因胚胚发育育中止，而子房中止，而子房继续发育育，产生无籽果生无籽果实。假单性结实：某些植物在受精后，因种种原因胚发育中止，而子房继191.当果当果实成熟到一定程度成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然呼吸速率首先是降低，然后突然增高，最后又下降后突然增高，最后又下降，此此时果果实使使进入入完全成熟完全成熟。这个呼吸高峰，便称个呼吸高峰，便称为呼呼吸吸跃变。1.当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然增高20具呼吸跃变的跃变型果实有：苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、杧果和21不具呼吸跃变的非跃变型果实有：橙、凤梨、葡萄、草莓和柠檬等。222.跃变型果型果实和非和非跃变型果型果实的主的主要区要区别2.跃变型果实和非跃变型果实的主要区别233.果果实发生呼吸生呼吸跃变的原因：的原因：果果实中中产生生乙乙烯的的结果。乙果。乙烯可可增加果皮增加果皮细胞的透性胞的透性，加，加强强内部氧化内部氧化过程，程，促促进果果实的的呼吸作用呼吸作用，加速果，加速果实成熟。成熟。3.果实发生呼吸跃变的原因：245.后熟作用后熟作用：出：出现呼吸呼吸跃变期期间果果实内部的内部的变化。化。6.应用：用：调节呼吸呼吸跃变的来的来临以以推推迟或提早果或提早果实成熟成熟。5.后熟作用：出现呼吸跃变期间果实内部的变化。25植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理26外施乙外施乙烯利使棉利使棉铃打霜以前开花，以降低霜降打霜以前开花，以降低霜降带来的来的损失失外施乙烯利使棉铃打霜以前开花，以降低霜降带来的损失27柠檬酸柠檬酸苹果酸苹果酸酒石酸酒石酸异柠檬酸异柠檬酸三、肉质果实成熟色香味变化柠檬酸苹果酸酒石酸异柠檬酸28植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理29柠檬醛柠檬醛乙酸戊酯乙酸戊酯柠檬醛乙酸戊酯30植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理31果果实成熟成熟过程中，五大程中，五大类植物激素有植物激素有规律地参与反律地参与反应。果实成熟过程中，五大类植物激素有规律地参与反应。四、果实成熟32种子休眠种子休眠：成熟种子或器官在合适的萌：成熟种子或器官在合适的萌发条件下仍不萌条件下仍不萌发的的现象。象。一、种子休眠的原因和破除一、种子休眠的原因和破除（一）种皮限制（一）种皮限制 种子休眠：成熟种子或器官在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。第33趟擦法使紫云英种皮磨损趟擦法使紫云英种皮磨损 氨水处理松树氨水处理松树种子种子 浓硫酸处理皂荚浓硫酸处理皂荚种子种子1h，清水洗，清水洗净，浸泡温水净，浸泡温水2.破除方法：物理方法+化学方法来破坏种皮。趟擦法34（二）种子未完成后熟（二）种子未完成后熟 1.有些种子的胚已有些种子的胚已经发育完全，但在适宜条件下也不能萌育完全，但在适宜条件下也不能萌发它它们一定要一定要经过休眠休眠，在胚内部，在胚内部发生某些生理生化生某些生理生化变化才能萌化才能萌发。种子后熟作用种子后熟作用：种子在：种子在休眠期内休眠期内发生的生理生化生的生理生化过程。程。“沙藏沙藏”/层积处理层积处理：有些种子必须用有些种子必须用湿沙湿沙将种子将种子分层堆积分层堆积在在低低温温（5）的地方）的地方1-3个月，个月，经过后熟经过后熟才能才能萌发。萌发。（二）种子未完成后熟“沙藏”/层积处理：有些种子必须用湿沙将35种子内的淀粉、蛋白质、脂肪等有机物的种子内的淀粉、蛋白质、脂肪等有机物的合成作用加强，呼吸合成作用加强，呼吸减弱，酸度降低减弱，酸度降低经过后熟作用后，种皮透性增加，呼吸增强，有机物开始水解。经过后熟作用后，种皮透性增加，呼吸增强，有机物开始水解。后熟期间发生的生理生化变化种子内的淀粉、蛋白质、脂肪等有机物36（三）胚未完全（三）胚未完全发育育新采收珙桐种子新采收珙桐种子层积1-2年才年才发芽。芽。（三）胚未完全发育37（四）抑制物（四）抑制物质的存在的存在 有些植物的果有些植物的果实或种子存在抑制种子萌或种子存在抑制种子萌发的物的物质（香豆素、香豆素、ABA等），以等），以防止种子的萌防止种子的萌发。生生长抑制抑制剂抑制种子萌抑制种子萌发有重要的生物学意有重要的生物学意义（避开避开恶劣劣环境、防止早萌境、防止早萌等。）等。）充足水量冲洗掉充足水量冲洗掉生生长抑制抑制剂才能才能发芽。（沙漠里的芽。（沙漠里的滨藜属植藜属植物和番茄）物和番茄）沙漠里的滨藜属植物沙漠里的滨藜属植物GA处理番茄导致早萌，处理番茄导致早萌，ABA可可以抑制该现象发生以抑制该现象发生（四）抑制物质的存在 沙漠里的滨藜属植物GA处理番茄38二、延存器官休眠的打破和延长39植物衰老植物衰老：一个器官或整个植株生命：一个器官或整个植株生命功能逐功能逐渐衰退衰退过程，程，趋向自然死亡向自然死亡的的阶段。段。衰老是受植物衰老是受植物遗传控制的、主控制的、主动和有序的和有序的发育育过程，程，环境因境因素可素可诱导衰老（如秋季的衰老（如秋季的短日和低温短日和低温）。）。植物衰老：一个器官或整个植株生命功能逐渐衰退过程，趋向自然死40根据植物生根据植物生长习性，开花植物有两性，开花植物有两类不同的衰老方式：不同的衰老方式：多稔植物如多年生木本植物及多稔植物如多年生木本植物及草本植物草本植物一稔植物如所有一、二年生植一稔植物如所有一、二年生植物和一些多年生植物（竹）物和一些多年生植物（竹）根据植物生长习性，开花植物有两类不同的衰老方式：多稔植物如多41（一）蛋白（一）蛋白质显著下降著下降原因：原因：蛋白蛋白质合成能力减弱合成能力减弱；是蛋白是蛋白质分解加快分解加快（各（各类水解水解酶酶活性增活性增强强），两者可能同），两者可能同时进行。行。叶叶绿体蛋白体体蛋白体现尤尤为明明显，因而，因而导致致细胞胞结构降解。构降解。去去顶并用并用CTK处理理（一）蛋白质显著下降 一、衰老时的生理生化变化去顶并用CTK42（二）核酸含量（二）核酸含量变化化（二）核酸含量变化43（三）光合速率下降（三）光合速率下降（三）光合速率下降44（四）呼吸速率下降（四）呼吸速率下降 （四）呼吸速率下降 45二、影响衰老的外界条件46植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理47（一）（一）营养养亏亏缺理缺理论1.营养养亏亏缺理缺理论：生殖器官生殖器官是一个巨大的是一个巨大的“库”，从其他器官从其他器官获得大得大量量营养物养物质，致使其他器官缺乏，致使其他器官缺乏营养而死亡。养而死亡。2.不能不能说明下列明下列问题：（1）即使供）即使供给已开花已开花结实植株充分养料，也无法使植株免于衰老；植株充分养料，也无法使植株免于衰老；（2）雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后，不能）雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后，不能结实，谈不不上上积集集营养体养分，但雄株仍然衰老死亡。养体养分，但雄株仍然衰老死亡。（一）营养亏缺理论三、植物衰老的原因48（二）植物激素（二）植物激素调控理控理论 1.植物激素植物激素调控理控理论：一稔植物的衰老是由一种或多种激素：一稔植物的衰老是由一种或多种激素综合控制的。合控制的。2.关于关于这个理个理论，主要有两种解，主要有两种解释：（二）植物激素调控理论49细胞死亡分胞死亡分类：细胞死亡分类：第五节 程序性细胞死亡50一、程序性一、程序性细胞死亡胞死亡发生的种生的种类程序性程序性细胞死亡也分胞死亡也分为2类：玉米根低氧玉米根低氧胁迫下的通气迫下的通气组织。一、程序性细胞死亡发生的种类玉米根低氧胁迫下的通气组织。51程序性程序性细胞死胞死亡亡对维持植物持植物的正常生的正常生长发育非常重要，育非常重要，没有程序性没有程序性细胞死亡就不可胞死亡就不可能形成植物体，能形成植物体，不能不能进行正常行正常的生理活的生理活动。超敏反应超敏反应毛状体发育毛状体发育导管形成导管形成根管形成根管形成通气组织形成通气组织形成叶片衰老叶片衰老胚乳囊退化胚乳囊退化胚囊形成胚囊形成胚乳、糊粉层胚乳、糊粉层程序性细胞死亡对维持植物的正常生长发育非常重要，没有程序性细52（1）导管形成管形成（1）导管形成53（2）雌配子体的形成）雌配子体的形成高等植物高等植物大大孢子母子母细胞胞经减数分裂形成减数分裂形成4个个细胞胞，其中，其中3个个细胞退化死亡胞退化死亡。XXX（2）雌配子体的形成XXX54（3）糊粉）糊粉层细胞退化胞退化谷物成熟谷物成熟时，所有胚乳，所有胚乳细胞都死亡，只有糊粉胞都死亡，只有糊粉层细胞胞还存在。存在。种子种子发芽芽时，合成分泌水解，合成分泌水解酶酶到胚乳，水到胚乳，水解淀粉等，解淀粉等，为胚胚发芽提供养分芽提供养分后，后，糊粉糊粉层细胞立即胞立即死亡死亡。（3）糊粉层细胞退化55（4）过敏反敏反应的防的防护作用作用过敏反敏反应：植物受到病原物侵染：植物受到病原物侵染时，导致致细胞死亡。胞死亡。此反此反应中，中，细胞核和胞核和质浓缩，DNA片段化，片段化，细胞死亡，胞死亡，于是阻断病菌于是阻断病菌继续侵入。侵入。抗病性烟草接种抗病性烟草接种TMV后，后，SA合成增加，启合成增加，启动细胞死亡的信号途径胞死亡的信号途径,阻止阻止TMV的的扩散。散。（4）过敏反应的防护作用抗病性烟草接种TMV后，SA合成增加56二、程序性细胞死亡的特征57期间发生的生理化学变化58植物生理学ppt课件第十一章-植物的成熟和衰老生理59三、程序性三、程序性三、程序性三、程序性细细胞死亡的机理胞死亡的机理胞死亡的机理胞死亡的机理三、程序性细胞死亡的机理60脱落脱落：植物：植物细胞胞组织或器官或器官与植物体分离与植物体分离的的过程。程。正常条件下正常条件下，适当脱落是，适当脱落是为了了淘汰掉一部分衰弱淘汰掉一部分衰弱的的营养器养器官或官或败育的花果，育的花果，以保持一定株型或保存部分种子以保持一定株型或保存部分种子，器官，器官脱落是植物脱落是植物自我自我调节的手段。的手段。胁迫条件下迫条件下，叶花和幼果也会，叶花和幼果也会提早脱落提早脱落，是植物，是植物对外界外界环境的境的一种适一种适应。脱落：植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。第六节 植物器61一、环境因子对脱落的影响62（一）脱落（一）脱落时细胞的胞的变化化离区离区：叶柄、花柄和果柄的：叶柄、花柄和果柄的基部基部有益有益特化区域特化区域，由几，由几层排列排列紧密的密的离离层细胞胞组成。成。离区离区茎组织茎组织（一）脱落时细胞的变化二、脱落时细胞及生化变化离区茎组织63I.离离层细胞核仁胞核仁变得很明得很明显，RNA含量增加，内含量增加，内质网增多，高网增多，高尔尔基体和小泡都增多。基体和小泡都增多。II.小泡聚小泡聚积在在质膜，膜，释放出放出酶酶到到细胞壁和中胶胞壁和中胶层。III.细胞壁和中胶胞壁和中胶层分解并膨大，以中胶分解并膨大，以中胶层最最为明明显。IV.离离层细胞胞变圆，排列疏松，扯断木，排列疏松，扯断木质部管胞，在外力作用下，部管胞，在外力作用下，器官就脱落。器官就脱落。离层细胞核仁变得很明显，RNA含量增加，内质网增多，高尔基体64（三）脱落的生化（三）脱落的生化（三）脱落的生化（三）脱落的生化变变化化化化 主要是主要是水解离水解离层的的细胞壁和中胶胞壁和中胶层，使，使细胞分离，胞分离，成成为离离层；促使；促使细胞壁物胞壁物质的合成和沉的合成和沉积，保，保护分离的断面，分离的断面，形成保形成保护层。在脱落在脱落发生之前，植物叶片或果生之前，植物叶片或果实内植物激素含量内植物激素含量发生生变化，在激素信号的作用下，离区内合成化，在激素信号的作用下，离区内合成RNA，翻，翻译成成蛋白蛋白质（酶酶），），呼吸加呼吸加强强，提供上述，提供上述变化的能量，因此化的能量，因此脱落是一个需氧脱落是一个需氧过程程。（三）脱落的生化变化 65脱落主要脱落主要脱落主要脱落主要酶酶酶酶类类：1纤维素素酶酶：纤维素素酶酶定位在离定位在离层，该酶酶在脱落在脱落过程中可能扮演主要角色。程中可能扮演主要角色。脱落主要酶类：66 2果胶果胶酶酶果胶甲果胶甲酯酶酶或称果胶或称果胶酶酶，主要是催化水解果胶酸的甲，主要是催化水解果胶酸的甲酯键，使离区内的可溶性果胶含量增多，离，使离区内的可溶性果胶含量增多，离层形成。形成。果胶果胶酶酶活性活性与与脱落脱落几乎几乎同步同步增加。增加。乙乙烯可促可促进果胶果胶酶酶活力和脱落。活力和脱落。2果胶酶67（）生（）生长素素“生生长素梯度素梯度”学学说：决定脱落的是离决定脱落的是离层两两侧生生长素素浓度梯度起度梯度起着着调节脱落的作用。脱落的作用。远基端基端浓度度近近基端，器官基端，器官不脱落不脱落；两端两端浓度度差异小或不存在差异小或不存在时，器官，器官脱落脱落；远基端基端浓度度近近基端，基端，加速脱落加速脱落。（）生长素三、脱落与植物激素68（二）脱落酸（二）脱落酸 脱落酸能促脱落酸能促进分解分解细胞壁胞壁酶酶的分泌的分泌，也能，也能抑制抑制叶柄内叶柄内生生长素的素的传导，所以促，所以促进器官脱落。器官脱落。短日照短日照有利于有利于脱落酸脱落酸的合成（短日照是叶片脱落的的合成（短日照是叶片脱落的环境境信号）。信号）。（二）脱落酸 69（三）乙（三）乙烯 1.乙乙烯含量与脱落有密切关系。含量与脱落有密切关系。（三）乙烯 70离层被消化叶片保留叶片保留阶段段叶叶片片合合成成高高浓度度AUX，降降 低低 脱脱落落区区对乙乙烯的的敏敏感感度度，进而而阻阻止止叶片脱落叶片脱落脱落脱落诱导阶段段叶叶 片片 合合 成成 AUX减减少少合合成成乙乙烯增增多多，叶叶柄柄对乙乙烯敏敏感感度度增增加加，进而而激激发叶叶片片脱脱落落生理生理过程。程。脱落脱落阶段段水水化化细胞胞壁壁，导致致细胞胞分分离离和和叶叶片片脱脱落落的的相相关关酶合合成成增增强叶叶片片合合成成，最最终离离层被被消消化化，叶叶片片脱落。脱落。离离层被消化被消化AUX和ETH的拮抗作用离层被消化叶片保留阶段脱落诱导阶段脱71（四）（四）GA和和CTK间接影响脱落。接影响脱落。GA促促进乙乙烯形成；形成；CTK延延缓衰老以抑制脱落。衰老以抑制脱落。（五）保花保果的措施：（五）保花保果的措施：（四）GA和CTK间接影响脱落。72掌握果掌握果实成熟成熟时的生理生化的生理生化变化化掌握种子休眠的概念掌握种子休眠的概念掌握植物衰老与脱落掌握植物衰老与脱落了解植物衰老与脱落的生理机制了解植物衰老与脱落的生理机制掌握果实成熟时的生理生化变化本章要点73