第九章植物的成熟与衰老生理

第九章植物的成熟与衰老生理一、种子成熟中的生理生化变化小分子变为大分子，溶胶变为凝胶1呼吸的变化•先升后降•前期合成代谢消耗能量，后期种子脱水各种代谢均下降。第一节种子和果实的成熟2贮藏物质的变化•种子中的贮藏物质主要有淀粉、蛋白质和脂类。一、种子成熟中的生理生化变化1）淀粉的变化一、种子成熟中的生理生化变化2贮藏物质的变化淀粉持续增加可溶性糖先升后降2）脂肪的变化首先积累可溶性糖和淀粉，其含量随着种子发育而下降，转变为脂肪。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。3）蛋白质的变化•由营养器官输入的氨基酸和酰胺，合成蛋白质一、种子成熟中的生理生化变化2贮藏物质的变化4）植酸（非丁）的变化•贮存磷的主要物质，P、Ca、Mg和肌醇共同组成植酸。二、外界条件对种子成分的影响1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成熟期适当低温有利于油脂的积累，而低温、昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。3氮肥能提高淀粉性种子的蛋白质含量。钾肥能促进糖类的运输，增加籽粒或其它贮存器官的淀粉含量。磷肥对脂肪的形成有良好作用。三、果实成熟中的生理生化变化1果实的生长A.S形生长曲线：肉质果实，慢－快－慢B.双S形生长曲线：核果和某些非核果，慢-快-慢-快-慢，缓慢生长期是内果皮木质化、果核变硬和胚迅速发育的时期。2呼吸骤（跃）变三、果实成熟中的生理生化变化当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先降低，然后突然升高，最后又下降的现象。3果实成熟时的色香味的变化A.果实变甜：淀粉转化为可溶性糖B.酸味减少：有机酸分解为CO2和水有机酸转化为糖有机酸被K＋、Ca2+中和C.色泽变化绿三、果实成熟中的生理生化变化分解黄类胡萝卜素红花色素苷D.香味的变化3果实成熟时的色香味的变化由挥发性低分子量物质构成如柑桔是柠檬醛、香蕉是乙酸戊酯E.涩味的变化•单宁的分解三、果实成熟中的生理生化变化3果实成熟时的色香味的变化3果实成熟时的色香味的变化F.果实软化•果胶质分解为可溶性果胶第二节植物的衰老衰老是植物生命周期的最后阶段，是成熟细胞、组织、器官或整个生物体自然终止生命活动的一系列过程。一、植物衰老的类型Typesofplantsenescence（1）整体衰老：整个植株同时衰老，例如，一生或季节性的植物，随生长季的结束，整体几乎同时衰老。（2）地上部衰老：植物只好随生长季结束而死亡，例如，多年生草本植物。（3）脱落衰老：由于气候因子导致的叶片季节性衰老，如北方的濶叶树。（4）渐近衰老：大多数多年生木本植物，较老的器官和组织衰老退化，并被新生组织或器官，随着时间的推移，植株的衰老逐渐加深。二、植物衰老的意义Functionsofsenescence1.作为适应季节变化保持特种延续的手段，例如，一年生植物通过根、茎叶的衰老，将营养物质转移到种子中，作为新个体形成的营养来源；多个生草本植物通过地上部分衰老，将有机物转移到地下延存器官中，作为第二年形成新营养体的养分来源。多年生树木通过叶片脱落衰老，将有机物质转入中茎中贮存起来，同时降低蒸腾作用，减少水分损失。2.器官和组织的更新，维持活力的手段，如树木的表皮在不断更新中。三、衰老的特征Characteristicsofsenescence•衰老的最基本特征是生活力下降，具体表现在四个方面：（1）生理上，生理机能减退，呼吸运输、分泌等，促进生长延缓衰老的激素产生受到抑制，促进成熟和衰老的激素产生受到促进。（2）物质代谢方面：合成代谢减弱，分解代谢加强。（3）抗性方面：对环境的适应性和对逆境的抵抗力下降。（4）外观叶片或果实褪绿，器官脱落。第三节植物器官的脱落•一、脱落的类型1正常脱落：由于衰老或成熟引起的脱落，比如果实和种子的成熟脱落；2生理脱落：是因植物自身的生理活动而引起的，例如营养生长与生殖生长的竞争，源与库不协调等引起的脱落；3胁迫脱落：是因逆境条件而引起的。脱落的生物学意义：有利于植物种的保存，尤其是在不适宜生长的条件下。指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。二、脱落的细胞学离层：分布于叶柄、花柄或果柄基部，由几层特殊的薄壁细胞组成，首先感受脱落信号而分解死亡的区域。离层细胞变化：内质网、高尔基体和小泡增多，小泡释放酶到细胞壁和中胶层，引起细胞壁和胶层分解、膨大，致使离层细胞彼此分离。最终维管束折断，引起脱落离层部分细胞小，见不到纤维禾本科植物叶片不产生离层，因而不会脱落；花瓣脱落也没有离层形成。三、脱落的生物化学脱落的生物化学过程主要是离层的细胞壁和中胶层水解，使细胞分离，而细胞的分离又主要受酶的控制。(1)纤维素酶乙烯和ABA促进(2)果胶酶果胶是中胶层的主要成分乙烯促进酶活四、脱落与植物激素•1生长素生长素梯度学说：该学说认为器官脱落为离层两侧生长素浓度梯度所控制。当叶端的生长素含量高于茎端时，则抑制或延缓脱落；反之，当叶端生长素含量低于茎端时，会加速脱落。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只有当生长素含量降至某一临界值时，组织对乙烯的敏感性才得以发展3脱落酸•感受短日条件，促进水解酶的形成，促进脱落。四、脱落与植物激素4GA和CTK•因延迟衰老而抑制脱落。5激素平衡与器官脱落生长素正常运输生长素停止合成乙烯增加，离层形成保持相诱导相脱落相五、控制脱落的途径•1防止脱落•A.施用低浓度生长素类。•B.采用乙烯合成抑制剂（AVG、AOA）•C.改善营养条件•2促进脱落•A.脱叶剂MgCO3、NaClO•B.乙烯利