第十一章植物成熟和衰老的生理
植物的成熟和衰老生理

胚珠没有受精直接由子房形成不含有种子的果实。 天然单性结实:无子香蕉、葡萄(天然枝条突变) 刺激性单性结实: 生长素物质处理
二、呼吸跃变(respiratory climacteric): 当果实成熟到一定程度时,呼吸速率首先减低,然后突然
增高,最后又下降进入完全成熟期,这个呼吸高峰就称作 呼吸跃变。 呼吸跃变的出现,标志着果实成熟达到可食的程度。
4. 红葡萄酒中含有丰富的单宁酸,可预防蛀牙及防止辐射伤害。饮用葡萄酒 对女性有很好的美容养颜的功效,可养气活血,使皮肤富有弹性;
5. 红葡萄酒中含有较多的抗氧化剂,能消除或对抗氧自由基,所以具有抗老 防病的作用,经常饮用还可预防老年痴呆;
6. 葡萄皮中含有白藜芦醇,其抗癌性能在数百种人类常食的植物中最好。这 种成分可以防止正常细胞癌变,并能抑制癌细胞的扩散。红葡萄酒正是由葡 萄全果酿制的,故是预防癌症的佳品。
红景天苷
缺血/再灌注 JNK 活化
细胞色素 c 释放
Caspase-3 酶活化
酪醇 红景天苷 活性氧爆发
酪醇 心肌凋亡
心脏衰竭
二、植物器官的脱落
(一)概念 脱落是植物细胞、组织或器官脱离母体的过程。
(二)脱落的生理变化 1、脱落的细胞学: 在特定部位产生了离层。 离区是指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂 而形成的几层细胞。 离层是离区中发生脱落的部位。 2、脱落的生物化学 纤维素酶、果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶。
辛味。能散能行,有发散解表、行气行血的作用
如麻黄、薄荷,或治疗气血阻滞的药物,如木香、红花等,都有辛味。
甘味。能补能和能缓,有滋补和中、调和药性及缓急止痛的作用。
治疗虚证的滋补强壮药,如党参、熟地(滋补); 和拘急疼痛、调和药性的药物,如山药(滋补)、泽泻(利尿)、茯苓(调和)和甘草等
第十一章植物的成熟与衰老生理

本章主要内容: 一、种子的发育 二、果实的发育与成熟 三、植物的休眠 四、衰老与脱落
第一节 种子和果实的成熟生理
一、种子生长和成熟的生理生化变化
种子的发育
合子 胚珠
胚 种子
子 房 果实 初生胚乳核 胚乳
胚从小长大
种子的成熟
营养物质在种子中的积累与贮藏
(一)主要有机物质的变化
丙二醛对蛋白质的交联作用。
脂质过氧化的最终产物丙二醛(MDA)能与蛋白 质等生物大分子产生交联反应。
由丙二醛引发的这种交联反应既可在蛋白质分子内 进行,也可在蛋白质分子间进行。丙二醛与两个蛋 白质分子交联形成的物质叫脂褐素(LPF)。
分子内交联:
NH2 O=CH-CH2-CH=O + P
NH2
分子间交联:
2.各种物质的转化
甜味增加:淀粉转变为糖(蔗糖、果糖、葡萄糖); 酸味减少:有机酸合成被抑制:转变为糖;与K等离子中和; 涩味消失:单宁被过氧化物酶氧化或凝结成不溶性物质; 香味产生:产生酯类、酸、醇、醛等物质 果实由硬变软:不溶性原果胶水解为可溶性果胶、果胶酸等;
淀粉转变为可溶性糖。
色泽变艳:叶绿素降解,类胡萝卜素显现,花青素合成;
第五节 衰老与脱落
一、植物衰老的概念及类型及意义
(一)植物衰老的概念
衰老是指一个器官或整个植株的生理功能衰退,最后 导致自然死亡的一系列老化过程. 基本特征:生活力的下降。
在生理上的表现: 促进衰老与成熟的激素增多;抑制衰老、促进生长的 激素减少;合成代谢降低,分解代谢加强,物质外运。
在外观上的表现: 叶片褪绿,器官脱落,最后死亡。
生物自由基
非含氧自由基:如CH3 . 无机氧自由基,如超氧自由基
考研农学门类联考《414植物生理学与生物化学》植物生理学-植物的休眠、成熟和衰老生理【圣才出品】

第 11 章 植物的休眠、成熟和衰老生理
一、单项选择题 1.在淀粉种子成熟过程中,可溶性糖含量( )。 A.逐渐降低 B.逐渐增高 C.变化不大 D.不确定 【答案】B 【解析】考查种子发育过程中的物质变化。淀粉种子以贮藏淀粉为主,在发育过程中, 由淀粉转变为可溶性糖。因此答案选 B。
2.叶片衰老时,植物体内的 RNA 含量( )。 A.显著下降 B.显著上升 C.变化不大 D.不确定 【答案】A 【解析】衰老促进编码核酸酶基因的表达,从而引起核酸的降解,RNA 总量迅速下降。 因此答案选 A。
15.参与阻止种子发生胎萌现象的主要物质是( )。 A.IAA B.GA C.ABA D.乙烯 【答案】C 【解析】ABA 是诱导种子休眠和抑制萌发的重要物质,GA 对打破芽休眠最有效, ABA/GA 比值高,诱导休眠。因此答案选 C。
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16.人工用湿润沙土将种子分层堆埋在室外,经低温预冷处理,其作用是使植物种子 ( )。
5.直接诱导芽休眠的环境因子为( )。 A.光周期 B.养分
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C.光强 D.水分 【答案】A 【解析】诱导芽休眠的环境因子有光周期、低温等。因此答案选 A。
6.油料种子发育过程中,最先积累的贮藏物质是( )。 A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.甘油 【答案】A 【解析】种子的发育包括胚的发育和胚乳的发育。胚乳的主要功能是积累贮藏物质,为 胚的发育提供营养。不论是淀粉类种子还是油料种子,首先累积的是碳水化合物,然后再转 为脂肪或蛋白质。因此答案选 A。
11 第11章 植物的成熟与衰老--复习材料+自测题

第 11 章 植物的成熟与衰老一、教学大纲基本要求了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长;掌握被子植物中存在的两种自交不亲和性及其特点, 了解克服不亲和的方法;了解胚和胚乳的发育,以及种子中贮藏物质的积累过程;熟悉果实的生长模式、单性结实 现象和果实成熟时的变化;掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法; 熟悉植物衰老时的生理生化变化和引起衰老的 原因、影响衰老的因素;掌握器官脱落的细胞学及生物化学过程,并了解影响脱落的内外因素及调控方法。
二、本章知识要点果实的生长模式主要有单“ S ”形生长曲线和双“ S ”形生长曲线两类。
果实的细胞数目和细胞大小是决 定果实大小的主要因子,尤其是后者。
许多果实在成熟过程中发生以下变化:呼吸跃变、淀粉水解成蔗糖、葡萄糖、 果糖等可溶性糖;有机酸含量减少,糖酸比上升;多聚半乳糖醛酸酶 (PG) 等胞壁水解酶活性上升,果实软化;形 成微量挥发性物质,散发出特有的香味;单宁等物质转化,涩味下降;叶绿素含量下降,花色苷和类胡萝卜素等增 加。
使果实表现出特有的色、香、味。
休眠是生理或环境因素引起植物生长暂时停止的现象,种子休眠主要是由于胚未成熟、种 ( 果 ) 皮的限制以 及萌发抑制物的存在引起的。
解除种子休眠的方法有:机械破损、浸泡冲洗、层积、药剂、激素、光照和 X 射线 等处理。
种子活力是指种子萌发速度、生长能力和对逆境的适应性;种子老化是指种子活力的自然衰退;种子劣变则是 指种子生理机能的恶化。
正常性种子通常在干燥低温下可以长期贮藏,而顽拗性种子在贮藏中忌干燥和低温。
存在 这种区别的一个重要原因是前者含有较多的 LEA 蛋白,而后者较少。
许多植物或其器官以芽休眠的形式渡过不良条件。
短日照、 ABA 等对芽休眠有促进作用。
GA 能有效地解 除芽休眠,而青鲜素等能防止芽萌发。
衰老是植物发育的组成部分,是植物在自然死亡之前的一系列恶化过程。
它可以在细胞、组织、器官以及整体 水平上发生。
植物生理学课件第十一章 植物的成熟和衰老生理

(四)抑制物质的存在
有些植物的果实或种子存在抑制种子萌发的物质(香豆素、 ABA等),以防止种子的萌发。
生长抑制剂抑制种子萌发有重要的生物学意义(避开恶劣环 境、防止早萌等。)
充足水量冲洗掉生长抑制剂才能发芽。(沙漠里的滨藜属植 物和番茄)
GA处理番茄导致早萌,ABA可 以抑制该现象发生
沙漠里的滨藜属植物
“沙藏”/层积处理: 有些种子必须用湿沙 将种子分层堆积在低 温(5℃)的地方1-3 个月,经过后熟才能 萌发。
后熟期间发生的生理生化变化
种子内的淀粉、蛋白质、脂肪等有机物的合成作用加强,呼吸 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。
(三)胚未完全发育
新采收珙桐种子层积1-2年才发芽。
外施乙烯利使棉铃打霜以前开花,以降低霜降带来的损失
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
柠檬醛
乙酸戊酯
四、果实成熟时植物激素的变化
果实成熟过程中,五大类植物激素有规律地参与反应。
第三节 植物休眠的生理
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。
一、种子休眠的原因和破除 (一)种皮限制
Байду номын сангаас
2.蛋白质的合成:
I. 总氮变化不大,非蛋白质态氮不断下降,蛋白质氮的含量不 断增加。
II.蛋白质由非蛋白氮化物转变而来,因此成熟种子的RNA含量 增加,以合成丰富的蛋白质。
3.脂肪的形成:
油料种子在成熟过程中,脂肪增加而糖类减少。脂肪 是由糖类转化而来的。
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, 非蛋白质氮转变为蛋白质,而脂肪则是由糖类转化而来的。
全国硕士研究生招生考试农学门类联考植物生理学与生物化学章节题库-植物生理学-第11章 植物的休眠、成

7.植物本身生理活动如营养生长和生殖生长竞争、源库不协调等可引起叶片、花、 果实发44
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C.生理脱落
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D.非自然脱落
【答案】C
【解析】植物器官衰老的结局最终是脱落,但某一特定器官脱落了并不代表整株植物
4.休眠可由植物自身发育进程控制和外界环境条件控制所引起,后者称为( )。 A.深休眠 B.生理休眠 C.强迫休眠 D.内因性休眠 【答案】C 【解析】休眠有两种类型:由于种子自身内在的生理原因造成的休眠,称为生理休眠 或深休眠。由不利的环境条件如低温、干旱等造成的休眠,生长被迫处于极其缓慢或短暂 静止状态,这种休眠称强迫休眠。
11.叶片衰老时,离层细胞代谢增强,( )的活性增加。 A.淀粉酶、纤维素酶
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B.纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶
C.核酸酶、纤维素酶
D.蛋白酶、多聚半乳糖醛酸酶
【答案】B
【解析】叶片、花、果实等离开母体发生脱落的部位为离区,在离区中有几层细胞具
14.禾谷类种子与豆类种子相比,萌发时吸水( )。 A.更多 B.更少 C.一样 D.无规律 【答案】B 【解析】不同种子萌发时吸水量不同。含蛋白质较多的种子如豆科的大豆、花生等吸 水较多;而禾谷类种子如小麦、水稻等以含淀粉为主,吸水较少。
分生能力,排列整齐,高尔基体和内质网丰富,此细胞层为离层。器官衰老时,离层细胞
代谢强,纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶等胞壁降解酶活性增强,使离层变得松软,在外力
作用下器官就会发生脱落。
12.植物的休眠器官有( )。 A.花,果实 B.果实,种子 C.种子,芽 D.花,种子 【答案】C 【解析】休眠有多种形式,一、二年生植物大多以种子为休眠器官;多年生落叶树以 休眠芽过冬;而多种二年生或多年生草本植物则以休眠的根系、鳞茎、球茎、块根、块茎 等度过不良环境。
植物的成熟和衰老

。Байду номын сангаас二次迅速生长主要是
内果皮细胞膨大和营养物 质大量积累时期。
2、呼吸骤(跃)变 (1)概念:
(2)举例: 骤变型果实:香蕉 梨 苹果 桃 木瓜 芒果、牛油果等 非骤变型果实:橙 凤梨 葡萄 草莓 柠檬
乙烯诱导骤变型果实呼吸峰的形成
机理:乙烯增加了果皮细胞的透性,加强内部
氧化过程,促进果呼吸,加速成熟
先合成游离脂肪酸,逐渐合成油脂
由饱和脂肪酸变为不饱和脂肪酸。
4.其他的生理变化
1)呼吸速率
2)水分:减少,干重增加,总重减少
3)植物激素:
玉米素——赤霉素——生长素——脱落酸
5、外界条件对种子成熟和成分的影响 1)湿度:风旱不实 土壤水分供应不足,种子灌浆较困难; 通常淀粉含量少,而蛋白质含量高。 2)温度: 成熟期适当低温有利于油脂的积累, 低温、昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸形成。
壁和胶层分解、膨大,致使离层细胞变圆、排列疏松, 维管束折断,引起脱落。
2、脱落的生化变化
主要是离层的细胞壁和中胶层水解, 使细胞分离称为离层;形成保护层。 (1)纤维素酶:乙烯和ABA促进该酶活性 (2)果 胶 酶:乙烯促进该酶活性
四、脱落与植物激素
1. 生长素 生长素梯度学说
2、乙烯
乙烯的效应依赖于组织对它的敏感性 当离层细胞处于敏感状态时,低浓度乙烯即能促进纤维素酶及 其他水解酶的合成,导致叶片脱落
(3)推迟或提早果实成熟的措施: 果实后熟:呼吸跃变期间果实内部的变化。
延迟果实成熟:降低温度和氧气浓度(控制气体法)
加速果实成熟: 提高温度和氧气浓度,温水浸泡、喷酒法、 熏烟、乙烯利催熟
3、果实成熟时的色香味的变化
(1)甜味增加,酸味减少
植物的成熟和衰老生理

植物的成熟和衰老生理大家好,欢迎大家来到农业叨叨叨!今天跟大家分享一下植物的成熟和衰老生理。
植物受精后,受精卵发育成胚,胚珠发育成种子,子房壁发育成果皮,子房发育成果实。
种子和果实的好坏直接决定产量和品质,所以了解植物成熟生理非常有必要。
植物种子一般分为两类,1、含淀粉为主的淀粉种子,如:小麦、玉米、水稻等。
2、含脂肪高的油料种子,如:花生、大豆、芝麻,油菜籽等。
种子成熟的过程就是受精卵形成的胚从小到大,以及营养物质在种子中的转化和积累的过程。
如:小麦里的淀粉就是葡萄糖、蔗糖转变的,大豆中的脂肪也是由糖类转化而成。
糖类也就是碳水化合物是植物叶片产生的光合营养,种子的产量和品质与叶片光合能力有重要的关系。
所以保持叶片的光合能力是我们实际农业生产中最重要的任务。
下面咱们看一下影响种子成熟的外界条件:1、风旱,也就是热干风,比如小麦在灌浆期遭遇热干风,叶片失水萎蔫,光合营养也就是碳水化合物就不能继续流向正在灌浆的籽粒,水解酶活性增强妨碍干物质的累积,造成籽粒干缩和过早成熟。
2、干旱也使种子里的可溶性糖(葡萄糖、蔗糖等)来不及转变为淀粉,被糊精粘结在一起,形成玻璃状而不是粉状籽粒,所以在种子灌浆期一定要水分充足才能有利于碳水化合物的运输、转变和积累。
3、低温有利于油料种子中油脂的积累。
在种子成熟时温度较低而昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成,反之温度高昼夜温差小有利于饱和脂肪酸的形成。
因为不饱和脂肪酸对人体有好处,所以说好的油料种子都来自于纬度较高或海拔较高的地区,也就是高寒地区。
还有一部分农作物是肉质果实有食用价值,如:苹果、番茄、菠萝、草莓等。
果实的生长与受精后子房的生长素含量增多有关。
也有一些果实不经过受精而子房膨大形成的果实叫单性结实,单性结实有天热单性结实和刺激性单性结实。
天然单性结实如:香蕉、也有一些变异的无籽葡萄等。
同一种植物中,无籽种的子房中生长素含量更高。
刺激性单性结实必须要用生长素类诱导,如:生长素、赤霉素、2.4-D等实现无籽结实。
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一、种子成熟生理
淀粉种子 油料种子 豆类种子
1、主要有机物的变化
淀粉种子: 可溶性糖 ↓ 淀粉↑,纤维素、半纤维素↑
油料种子: 可溶性碳水化合物↓ 脂肪↑
豆类种子: 含氮化合物↓ 蛋白质↑
油料种子成 熟过程中, 酸价降低, 碘值升高。
酸价与碘值
酸价:中和1g油脂的脂肪酸所需的KOH的 毫克数。酸价高,说明油质差,即发生酸败。 碘值:100g油脂中不饱和脂肪酸吸收碘的克 数。
入完全成熟,达到可食状态。 • 引起呼吸跃变的原因:
①Eth增加果实细胞膜的透性。使底物与 酶接触,增强呼吸作用。
②Eth促进水解酶的形成。加强底物水解, 增强呼吸作用。
3、肉质果实成熟时的色香味变化
• 果实变甜 • 酸味减少 • 涩味消失 • 香味产生 • 由硬变软 • 色泽变艳
淀粉转变为蔗糖等可溶性糖。 有机酸转变为糖或被中和。 单宁被氧化分解。 酯类和醛类有机化合物合成。 果胶质变为果胶,淀粉被分解。 叶绿素被破坏,花色素苷合成。
• ETH引起呼吸链电子传递转向抗氰呼吸,造 成物质的空耗浪费。
• ETH增加细胞膜透性,形成活性氧,使膜脂 过氧化。
Ethylene promotes leaf senescence in wild-type (WT) Arabidopsis, but not in the ethylene-insensitive etr1 mutant
长曲线。 • 一些核果及某些非核果呈双S形生长曲线,
在生长的中期有一个缓慢期。为什么?
S形生长曲线的果实
双S形生长曲线的果实
珠心和珠被生长停止, 营养成分向种子集中
• 单性结实(parthenocarpy):不经受精作 用而形成不含种子的果实。有天然的单性 结实和刺激性单性结实两种。
• 刺激性单性结实多用生长素类(NAA、2,4D)处理。
2、其他生理变化
•含水量在种子成熟过程中逐渐减少。 •呼吸速率在干物质积累时升高,成熟时降低。 •内源激素在种子成熟过程中,ZT(调节籽
粒细胞分裂)、GA、IAA(抽穗、调节物质 向籽粒运输)、ABA(籽粒休眠)依次出现 峰值。
二、果实成熟生理
1、果实的生长 • 肉质果实的生长具有生长大周期,呈S形生
三、种子和延存器官的休眠生理
• 种子是植物的延存器官,是个体发育的终 点和起点。
• 休眠(ncy):成熟种子、鳞茎和芽 在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。
1、种子休眠的原因和破除
• 种皮限制 种皮不透水,不透气或太坚硬,
如紫云英、 椴树、苋菜、苜蓿等。
• 种子未完成后熟作用 如苹果、桃等。 • 胚未发育完全 如珙桐等。 • 抑制物质存在 如香豆素、脱落酸等可抑
2、呼吸跃变
• 呼吸跃变(respiratory climacteric) 当果实成熟到一定程度时,呼吸速率降低, 然后突然增高,最后又下降的现象。
• 跃变型果实 苹果、香蕉、梨、桃、芒果等。 成熟比较迅速。
• 非跃变型果实 橙、葡萄、草莓和柠檬等。 成熟比较缓慢。
2、呼吸跃变
• 呼吸跃变的本质: 果实中复杂有机物的分解,使果实进
ApMr 1a2y,62,0200707
Dec 6, 2005
衰老的方式
• 整体衰老型 一次开花结实死亡的叫单稔植物 (monocarpic plant)。如一年生、 二年生和一些多年生植物(竹)。
衰老的方式
多年生的木本和草本植物叫多稔植物 (polycarpic plant)。
• 地上部衰老型
长日照LD
短日照SD
赤霉素GA
脱落酸ABA
打破休眠, 促进生长
诱导休眠, 抑制生长
四、植物衰老的生理
• 衰老(senescence):指细胞、组织、器 官或整个植株生理功能衰退,最后自然死 亡的过程。
• 衰老受遗传控制和环境胁迫。是一种正常 的生命现象,是有层次的,是随时进行的, 是植物对环境的一种反应。
2、影响衰老的条件
• 光照 光照延缓衰老。 • 温度 低温和高温加速衰老。 • 水分 干旱加速衰老。 • 营养 N肥不足,加速叶片衰老;Ca2+有
稳定膜的作用,延缓衰老;一定浓度的 Ag+、Ni2+也能延缓叶片衰老。
2、影响衰老的条件
• 植物激素 细胞分裂素显著延长保绿时间, 推迟离体叶子衰老,防止果树生理落果的 作用。
卡萝尔·格雷德
伊丽莎白·布莱克本
杰克·绍斯塔克
他们发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的。研究成 果揭示,端粒变短,细胞就衰老(停止分裂,凋亡);如 果端粒酶活性很高,端粒的长度就能得到保持,细胞的老 化就被延缓(保持分裂)。
ETH与衰老
• ETH含量上升,使CTK、GA、IAA含量下降, 导致激素不平衡,促进衰老。
In summer
In winter
衰老的方式
• 脱落性衰老型
落叶树木。叶片在特定的时期脱 落,秋天较常见。
衰老的方式
• 渐进衰老型
衰老只发生在成熟的器官组织中。 幼嫩器官在成熟器官的衰老中不 断发育。
1、衰老时的生理生化变化
• 蛋白质含量显著下降 • 核酸含量降低 • 光合速率下降 • 呼吸速率下降 • 物质转移 • 细胞结构明显衰退
大家好
受精卵
胚
开
授粉
受精极核
胚乳
花
受精
胚珠
种子
子房壁
果皮
子房
果实
随着植株年龄 的增长,植物要发 生衰老和脱落现象。
伴随着形态上 的变化,生理生化 上也发生剧烈的变 化。
第十一章 植物成熟与衰老生理
一、种子成熟生理 二、果实成熟生理 三、种子和延存器官的休眠生理 四、植物衰老的生理 五、程序性细胞死亡 六、植物器官的脱落
3、植物衰老的原因
• 营养亏缺理论 认为营养亏缺造成衰老。 • 激素调控理论 认为各种激素相对不平衡
引 起 衰 老 。 CTK 、 GA 及 IAA 延 缓 衰 老 , ABA、ETH促进衰老。ABA增加是引起叶 片衰老的重要原因。
• DNA损伤假说 认为基因表达蛋白质过程
中引起差误造成衰老。
09年诺贝尔生理学或医学奖
制莴苣种子萌发。
2、延存器官休眠的打破和延长
• 磨擦、浓硫酸及氨水处理种子破除休眠。 • 层积处理使种子完成后熟作用。 • GA处理打破块茎休眠。PP333、萘乙酸甲
酯处理延长块茎休眠。 • 大量水洗,冲刷,去除抑制物质。
3、休眠与植物激素
植物的休眠或生长,受GA和ABA调节。
甲瓦龙酸Mevalonic acid