十一植物的休眠成熟和衰老生理
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。
11 植物的衰老、脱落与休眠
三、 休眠的生理生化变化(自学) 形态结构上：生长停止，芽鳞形成，但花芽 继续分化。 生理生化上： 1 .呼吸：整个休眠期，呼吸速率是倒置的单峰 曲线。认为芽鳞形成限制了芽对氧气的利用 是休眠的原因之一；缺氧达到一定程度时， 无氧呼吸的产物乙醇、乙醛等又能打破休眠。 即: 缺氧程度低，促进休眠； 严重缺氧,利于解除休眠。
2.物质代谢失衡 特点:多种物质合成代谢↓，分解代谢↑ 3.细胞膜结构异常 4.细胞器异常甚至解体
5.呼吸失常 ⑴速率失常,先升后降或失去稳态，或出现类似 呼吸高峰的特征; ⑵呼吸商变化,呼吸基质由糖转变为氨基酸; ⑶氧化磷酸化解偶联 ,P/O比下降，产生ATP减 少。 6.光合速率下降 叶绿素含量及a/b比值下降,叶 绿体外膜消失，类囊体膜解体。 7.植株抗逆性整体下降。
3.生物体内自由基的产生: 细胞壁和所有细胞器都可以产生自由基。 叶绿体：NADP+不足时，以O2为电子受体，产 O2ˉ· , 激发态叶绿素将能量传给分子氧，形成 1 O2。 线粒体：O2还原成H2O时，单电子还原产生 O2ˉ·和OH· 、H2O2和活性氧。
ˉ 在 发生歧化反应时也会生成1O 和H O O2 · 2 2 2
4.光照影响休眠的机理： 与内源激素合成有关。 冬眠植物:短日照→ABA合成→GA/ABA↓ →休 眠 长日照→GA合成→ GA/ABA ↑ →解除休眠 夏休眠的机理不详
(二)温度与休眠 1.休眠期的低温需要量:植物在冬眠期对低温有质 和量的要求。 质:0~7.2 ℃为有效低温。 量:完成冬眠所需要的最低低温时数。 北方植物＞南方植物 不能满足植物休眠的低温需要量，延长休眠。 在0~7.2 ℃范围内,较低温度可以减少低温时数。
整体衰老---竹子开花
3.衰老的意义
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。
成熟和衰老生理名词解释
一、名词解释1 .单性结实( part henocarpy) :有些植物的胚珠不经受精,子房仍然能继续发育成为没有种子的果实,称为单性结实。
2 .天然单性结实( natural parthenocarpy ) :不经授粉、受精作用或其他任何外界刺激而形成无籽果实,称为天然单性结实。
3 .刺激性单性结实( irritative parthenocarpy ) :在外界环境条件的刺激下而引起的单性结实,称为刺激性单性结实。
4 .假单性结实( pseudo-part henocarpy) :有些植物授粉受精后由于某种原因而使胚败育,但子房和花托继续发育成无籽果实,称为假单性结实。
5 .顽拗性种子( recalcitran t seed ) :指成熟时有较高的含水量,贮藏中忌干燥和低温的种子,如椰子、龙眼种子等。
6 .休眠( dormancy) :休眠是指植物生长极为缓慢或暂时停顿的一种现象。
它是植物抵抗和适应不良环境的一种保护性的生物学特性。
7 .强迫休眠( epistotic dormancy ) :由于环境条件不适宜而引起的休眠称为强迫休眠。
8 .生理性休眠( physiological dormancy) :在适宜的环境条件下,因为植物本身的原因引起的休眠称为生理性休眠或深沉休眠,如刚收获的小麦种子的休眠。
9 .硬实( hard seed) :有些豆科植物种子的种皮厚而坚实,不透水、不透气,称为“硬实”。
10 .后熟( after-ripening) :是指成熟种子离开母体后,需要经过一系列的生理生化变化后才能完成生理成熟,而具备发芽的能力。
11 .层积处理( stratification) :解除种子休眠的方法,即将种子埋于湿沙中置于5℃左右环境中1～3个月的处理,可使一些木本植物种子中抑制发芽的物质含量下降,而促进发芽的GA 和CT K等物质含量升高,萌发率提高,并有促进胚后熟的作用。
12 .呼吸高峰( respiratory climacteric ) :在果实成熟之前,呼吸速率达到最高峰,称为呼吸高峰。
植物的成熟和衰老生理
三、植物的休眠
植物的休眠: 指植物在一年中，不良环境或季节来临时，植物的某些器官
或整株处于生长极为缓慢或者暂停的状态，并出现保护性结构或 形成贮藏器官，以利抵抗和适应恶劣的外界环境条件的现象。
（一）休眠的器官和生理类型
种子休眠 器官 芽休眠
变态地下器官休眠
1.芽休眠(bud dormancy)
4. 基因工程---调控衰老基因表达
感谢下 载
3.种子休眠
一、二年生植物多以种子为休眠器官。
休眠的生理类型
1.真正休眠：又叫深休眠, 生理休眠（physiological dormancy）
是一种自发性的休眠。 在深休眠的中期阶段，植物的生长活动接近最低点，含水量极 低，这时即使给予适应的外界环境条件，也不生长。
2.强迫休眠：又叫相对休眠。 当植物遇到不良环境条件时，出现生长缓慢或停止状态，给
第十一植物的成熟和衰老生理
第一节 种子和果实的成熟生理
种子发育 种子成熟
受精卵 胚珠 子房壁 子房
胚 种子 果皮 果实
胚从小长大 营养物质在种子中的积累与贮藏
• 一、主要有机物的变化
• 1、糖类的变化— 淀粉含量增加
• 淀粉种子（禾谷类种子和豆类种子）成熟过程中，可溶性糖含量逐渐降低，淀粉的积 累迅速增加
呼吸作用减弱。
• 内源激素：
玉米素（CK） → GA → IAA → ABA
（参与细胞分裂） （调节有机物运输和积累） （参与种子休眠）
• 依次出现高峰，脱落酸在籽粒成熟期含量大大增加。
• 水分：
随种子成熟过程进行，种子含水量逐渐下降，而干物质重 量逐渐增加。
三、外界条件对种子成分及成熟过程的影响
植物的成熟和衰老生理习题答案
植物的成熟和衰老生理习题答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]第九章植物的成熟和衰老生理一、名词解释1．果实的双S曲线：一些核果及某些非核果类植物在生长的中期有一个缓慢期，呈双S型。
2．后熟作用：种子在休眠期内发生的生理生化过程。
3．单性结实：不经过受精作用，子房直接发育成无籽果实的现象。
4．呼吸骤变：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，最后又下降，这个陡增陡降的呼吸现象称为呼吸骤变，又称呼吸跃变。
5．衰老：指一个器官或整株植物生命功能逐渐衰退的过程。
6．脱落：指植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。
7．种子休眠：成熟种子在合适的萌发条件下仍不菜发的现象，故也称深休眠。
8．强迫休眠：成熟种子因环境不适而引起的休眠叫做强迫休眠或浅休眠。
二、填空题1．糖类2．乙烯3．双S4．单宁5．淀粉转变为糖6．种皮限制种子未完成后熟胚未完全发育抑制物质的存在7．合成能力减弱分解加快8．迅速下降9．延缓加速10．磷酸肌醇（植酸）三、选择题1．A 2．A 3．B 4．C 5．A 6．A、B 7．B 8．C 9．A 10．A 11．B 12．B四、是非判断与改正1．（） 2．（′）有关 3．（） 4．（） 5．（′）含量低6．（′）饱和脂肪酸 7．（） 8．（） 9．（′）含有很多有机酸五、问答题1．试述乙烯与果实成熟的关系及其作用机理。
果实的成熟是一个复杂的生理过程，果实的成熟与乙烯的诱导有关。
果实开始成熟时，乙烯的释放量迅速增加，未成熟的果实与已成熟的果实一起存放，未成熟果实也加快成熟达到可食状态。
用乙烯或能产主乙烯的乙烯利处理未成熟果实，也能加速果实成熟，人为地将果实中的乙烯抽去，果实的成熟便受阻。
乙烯诱导果实成熟的原因可能在下列几方面：①乙烯与细胞膜的结合，改变了膜的透性，诱导呼吸高峰的出现，加速了果实内的物质转化，促进了果实成熟；②乙烯引起酶活性的变化，如乙烯处理后，纤维素酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和磷酸酯酶的活性增强；③乙烯诱导新的RNA合成。
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。
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3.种皮(果皮)的限制
坚厚的种皮、果皮，或上附有致密的蜡质和角质。由于 种壳的机械压制或由于种(果)皮不透水、不透气阻碍胚的生 长而呈现休眠，如莲子、椰子、苜蓿、紫云英等。
4.抑制物的存在
低 分 子 量 的 有 机 物 ， 如 具 挥 发 性 的 氰 氢 酸 (HCN) 、 氨 (NH3)、芥子油；醛类化合物中的柠檬醛、肉桂醛；酚类化合 物中的水杨酸、没食子酸；生物碱中的咖啡碱、古柯碱；不 饱和羧酸中的花楸酸以及脱落酸等。
2.种子休眠与植物激素的关系
• 脱落酸能促进多种多年生木本植物和种子休眠。
• 植物的休眠或生长，是由脱落酸和赤霉素调节 的。在光敏色素作用下，长日照形成赤霉素， 短日照形成脱落酸
• 穗发芽：可在成熟时喷施B9，延缓种子萌发。
3.种子休眠的解除及萌发
(1)机械破损
适用于有坚硬种皮的种子。可用沙子与种子摩擦、划伤 种皮或者去除种皮等方法来促进萌发。如紫云英种子加沙和 石子各1倍进行摇擦处理,能有效促使萌发。
(2)清水漂洗
西瓜、甜瓜、番茄、辣椒和茄子等种子外壳含有萌发抑 制物，播种前将种子浸泡在水中，反复漂洗，流水更佳，让 抑制物渗透出来，能够提高发芽率。
(3)层积处理
一些木本植物的种子要求低温、湿润的条件来解除休眠。 用层积处理(将种子埋在湿沙中置于1～10℃温度中，经1～3个 月的低温处理就能有效地解除休眠)。在层积处理期间种子中的 抑制物质含量下降，而GA和CTK的含量增加。
吸水率（％） 60 186 120 157
在一定温度范围内，温度高时，吸水快，萌发也快。 早春早稻浸种要3～4d，夏天，晚稻浸种1d就吸足水分。
2.温度
种子萌发有温度三基点。
虽然在最适温时萌发最快，但由于消耗较多，幼苗长得瘦 弱。一般适宜播种期以土温稍高于最低温为宜。
表10-2 几种农作物种子萌发的温度范围
• 纸上荧光法;---适合十字花科植物的种子.有荧光圈 的是死种子.
（二）芽的休眠和萌发
1.芽的休眠和萌发过程 植物生活史中芽生长暂
时停顿的现象。
2.芽的休眠和萌发与环境条件的关系
1.日照长度 诱发和控制芽休眠最重要的因素。对多年生植物而言， 通常长日照促进生长和芽的萌发，短日照引起伸长生长的 停止以及休眠芽的形成。反应受红光促进，远红光抑制 （光敏色素）。 2.温度 低温是诱导休眠的重要因子
• A.ABA升高，GA降低； • B. ABA降低，GA升高； • C. ABA和GA均降低； • D. ABA和GA均升高；
(6)生长调节剂处理
GA效果最为显著。
(7)光照处理
藜、莴苣、云杉、水浮莲、芹菜和烟草的某些品 种，种子吸胀后照光也可解除休眠。
(8)其他方法 用X射线、超声波、高低频电流、
3.芽的休眠和萌发与激素的关系
促进休眠的物质中最主要是脱落酸。短日之所以 能诱导芽休眠，这是因为短日照促进了脱落酸含量增 加的缘故。
电磁场等处理，也有破除种子休眠的作用。
4.环境条件对种子萌发的影响
1.水分
一般淀粉和油料种子吸水达风干重的30%～70%即可发芽， 蛋白质含量高的种子吸水量要超过干重时才能发芽。
几种作物种子萌发时最低吸水量占风干重的百分率
作物种类 水稻 小麦 玉米 油菜
吸水率（％） 35 60 40 48
作物种类 棉花 豌豆 大豆 蚕豆
• 在萌发的初期，油料种子中脂肪和可溶性糖含 量的变化为（ ）
A.脂肪含量升高，可溶性糖含量降低 B.脂肪和可溶性糖均降低 C.脂肪含量降低，可溶性糖含量升高 D.脂肪和可溶性糖均升高
5.种子生活力的测定方法
• 氯化Байду номын сангаас苯基四氮唑（TTC）法；染色的是活种子.
• 红墨水染色法;染色的是死种子
• 溴射香草酚蓝法(BTB);(蓝→黄)放出CO2使介质 pH值改变,变色的是活种子.
十一植物的休眠成熟和衰老生 理
2.种子未完成后熟
后熟作用 成熟种子离开母 体后，需要经过一系列的生理生 化变化后才能达到生理成熟而具 备发芽的能力。
莎草种子的后熟期长达7年。 油菜在田间已完成后熟作 用。粳稻、玉米、高粱的后熟也 较短，籼稻基本上无后熟期。 小麦后熟期稍长些，少则5 d(白皮)，多则35～55 d(红皮)。
(4)温水处理
棉花、小麦、黄瓜等经日晒和用35～40℃温水处理，可促 进萌发。油松、沙棘种子用70℃水浸种24h，可增加透性，促 进萌发。
(5)化学处理
棉花、皂荚、合欢、漆树、国槐等种子均可用浓硫酸处理 (2min～2 h后立即用水漂清)来增加种皮透性。
2008考研题
未 完 成 后 熟 的 种 子 在 低 温 层 积 过 程 中 ， ABA 和 GA含量的变化为：（ ）
种子萌发需要通过有氧呼吸来保障能量和物质的供应，因此在种子 萌发时，需要足够的氧气。
一般作物种子在氧浓度10%以上才能正常萌发，当氧浓度在5%以 下时，很多作物种子不能萌发。
含脂量高的种子,宜浅播。若播后遇雨，还要及时松土排水，改善 土壤的通气条件，否则会引起烂种。
4.光照
中光种子 萌发不受有无光照的影响，只要水、
光线对种子萌发的影响与光的波长有关。这一现象与光敏 色素有关。光敏色素吸收了红光或远红光后，分子结构上就发 生可逆变化,从而引起相应的生理生化反应。
2009年考研题
• 请设计实验证明光敏素参与需光种子的萌发的调 控,要求简要写出实验方法与步骤,预测并分析实 验结果。(实验题10分)
2010年考研题
温、氧条件满足了就能够萌发，多数农作物的种子， 如水稻、小麦、大豆、棉花等。中光种子的特性与 人类长期选择有关。
需光种子 在有光条件下萌发良好，在黑暗中
则不能发芽或发芽不好，如莴苣、紫苏、胡萝卜、 桦木以及多种杂草种子。
喜暗(或嫌光)种子 在有光条件下萌发不好，
在黑暗中反而发芽更好，如葱、韭菜、苋菜、番茄、 茄子、南瓜等。
作物种类 大、小麦类 玉米、高梁
水稻 棉花 大豆 黄瓜
最低温度(℃) 3～5 8～10
10～12 10～12
6～8 15～18
最适温度(℃) 20～28 32～35 30～37 25～32 25～30 31～37
最高温度(℃) 30～40 40～45 40～42 38～40 39～40 38～40
3.氧气