搜索
1《采后生物学》课程教学大纲采后生物学Posh-harvestBiology（学时34）一、简要说明采后生物学是食品科学与工程专业学生必修的专业基础课，共34学时，2.0学分。二、课程的性质、地位和任务采后生物学是食品科学与工程专业的一门专业基础课，是学生在具备了必要的原料学、生物化学、微生物学、食品化学、食品营养学等基本知识之后的一门具有承上启下意义的课程，其后续课程为食品科学与工程专业核心课程—“食品贮藏与保鲜”。植物产品采收后仍然是有生命的有机体，延续着采收前的代谢活动。采收后的产品断绝了水分和矿物质的供应，提供碳源和能量的光合作用也基本停止，采摘和采后处理过程会造成机械损伤，产品采后的温度、湿度和气体条件等环境条件也发生了很大的变化。这些胁迫条件都会刺激植物产品的代谢活动，加速产品的衰老和变质，造成采后的严重损耗。学习采后生物学课程的目的就是要了解植物产品采收以后的生命活动规律及其调控原理，为植物产品贮藏保鲜技术的研究、开发和应用提供理论基础。三、教学基本要求和方法采后生物学课程是食品科学与工程专业的一门重要专业基础课，其理论性强，课程内容涉及植物细胞学、植物解剖学、植物生理学、植物逆境生理学、植物病理学、分子生物学等多个学科。由于食品科学与工程专业的学生普遍缺乏以上有关的生物学知识，因此，除课堂认真讲授、加强多媒体直观教学外，课后要多讨论，使学生能够掌握采后生物学的基本内容、基础理论，能将理论与实际相结合，为植物产品贮藏保鲜技术的研究、开发和应用提供理论依据和生产实践指导。四、授课教材及主要参考书目1、授课教材（1）罗云波主编.果蔬采后生理与生物技术.北京：中国农业出版社.2010.（全国高等农林院校教材“十一五”规划教材）（2）罗云波,生吉萍主编.园艺产品贮藏加工学(贮藏篇)(第2版).北京：中2国农业大学出版社.2010.（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）（3）茅林春,赵丽芹主编.果蔬采后生理学.北京：中国轻工业出版社.2011.(全国高等学校专业教材)2、主要参考书目（1）KennethC.Gross，ChienYiWang，MikalSaltveit(Eds.).TheCommercialStorageofFruits,Vegetables,andFloristandNurseryStocks.AgriculturalHandbookNumber66.USA.2004.（2）潘永贵，谢江辉编著.现代果蔬采后生理.北京：化学工业出版社.2009.（3）黄绵佳.热带园艺产品采后生理与技术(全国高等农林院校教材).北京：中国林业出版社.2007.（4）张维一，毕阳编著.果蔬采后病害与控制.北京：中国农业出版社.1996.（5）戚佩坤主编.果蔬贮运病害.北京：中国农业出版社.1994.（6）潘瑞炽，董愚得编著.植物生理学(第五版).北京：高教教育出版社.2004.（7）宋纯鹏编著.植物衰老生物学.北京：北京大学出版社.1998.（8）陆定志,傅家瑞,宋松泉编著.植物衰老及其调控.北京：中国农业出版社.1997.五、学分和学时分配本课程总学时为34学时，具体分配如下：章次内容学时0绪论（Introduction）21呼吸代谢（RespiratoryMetabolism）62植物乙烯生理及其调控（EthyleneEffects）43采后色素、质地、风味和营养成分变化（ChangesofColor，Texture，FlavorandNutrition）64采后病害（Post-harvestDiseases）7实验一呼吸强度的测定（DeterminationofRespiratoryRate）3实验二叶绿素和类胡萝卜素含量的测定（DeterminationofContentsofChlorophyllandCarotenoid）3实验三细胞膜透性的测定（DeterminationofRelativeLeakageRate）3六、教学内容及学时分配（一）理论教学内容（25学时）30绪论（Introduction）（2学时）1、目的要求植物产品采收后仍然是有生命的有机体，延续着采收前的代谢活动。采收后的产品断绝了水分和矿物质的供应，提供碳源和能量的光合作用也基本停止，采摘和采后处理过程会造成机械损伤，产品采后的温度、湿度和气体条件等环境条件也发生了很大的变化。这些胁迫条件都会刺激植物产品的代谢活动，加速产品的衰老和变质，造成采后的严重损耗。学习本课程的目的就是要了解植物产品采收以后的生命活动规律及其调控原理，为植物产品贮藏保鲜技术的研究、开发和应用提供理论基础。2、要点（1）植物产品的基本特性（2）采后生物学科的性质（3）采后生物学研究的重要性第一章呼吸代谢（RespiratoryMetabolism）（6学时）1、目的要求呼吸作用的主要概念包括有氧呼吸、无氧呼吸、呼吸强度、呼吸商、呼吸热和呼吸基质等。呼吸代谢为产品的生命活动提供能量的同时，也造成贮藏成分的解降和热能的释放。合理调控产品的呼吸代谢也就成贮藏保鲜技术的最基本要求。有氧呼吸代谢包括糖酵解和三羧酸循环二个阶段和电子传递过程。戊糖磷酸途径在植物产品的成熟衰老过程和胁迫环境中可能是一种比较重要的呼吸代谢途径。糖酵解产生的丙酮酸部分氧化分解产生酒精或乳酸，这种无氧呼吸过程的能量产率低，而且还产生有害物质。呼吸代谢过程存在着自身调控的机制，以适应环境和生理状况的改变。按照呼吸强度的变化曲线，可以将果实大致地分成跃变型果实和非跃变型果实。乙烯刺激果实的呼吸，诱导果实成熟。跃变型果实和非跃变型果实的内源乙烯合成水平和对外源乙烯的反应都有明显的不同。影响呼吸作用的因素有外部的环境条件和产品本身的品质和特点，对产品呼吸代谢的合理调控主要是改善采后的环境条件。采前栽培管理和采后处理方法直接关系到产品的品质，也影响到产品的呼吸作用。2、要点第一节呼吸作用的概念和意义1、呼吸作用的基本概念42、呼吸作用的意义第二节呼吸代谢过程1、糖酵解2、三羧酸循环3、戊糖磷酸途径4、电子传递和氧化磷酸化5、无氧呼吸6、呼吸作用的调控第三节果实成熟与呼吸跃变1、果实的呼吸类型2、乙烯与呼吸类型的关系3、呼吸跃变的机理第四节影响呼吸作用的因素1、温度2、湿度3、气体成分4、产品类型5、含水量6、发育阶段7、损伤和病虫害8、比表面积9、表面状况10、采前和采后处理方法第二章植物乙烯生理及其调控（EthyleneEffects）（4学时）1、目的要求植物个体的生理发育过程可分为生长、成熟、衰老和死亡四个阶段。乙烯是诱导植物成熟的主要因素，生长素、赤霉素和细胞激动素抑制成熟，脱落酸也有刺激成熟的作用。各激素之间相互作用和相互平衡决定了产品的生理发育过程。乙烯通过蛋氨酸途径合成，ACC合成酶和ACC氧化酶是影响乙烯生物合成的关键酶。反义导入ACC合成酶或ACC氧化酶基因、正义导入细菌ACC脱氨酶基因或正义导入噬菌体SAM水解酶基因是控制乙烯生成有效途径。许多药剂可以成功地控制乙烯的合成和作用。2、要点5第一节成熟衰老的激素学说1、成熟和衰老的概念2、乙烯对果实成熟的作用3、其它激素的生理功能第二节乙烯的生物合成及其调控1、乙烯的生物合成途径2、乙烯生物合成的关键酶3、控制乙烯合成的基因工程技术4、乙烯合成和作用的调控第三章采后色素、质地、风味和营养成分变化（ChangesofColor，Texture，FlavorandNutrition）（6学时）1、目的要求果实发育可分为生长、成熟和衰老三个阶段。果实成熟过程中，贮藏成分水解、色泽改变、风味变化、硬度下降。植物色素主要包括叶绿素、类胡萝卜素、花色素和黄酮类色素。各色素在采后发生着合成和解降，从而影响着产品的色泽和品质。影响植物质地的主要成分是淀粉和细胞壁组分（果胶物质、纤维素、半纤维素等）。采后植物（尤其是果实）的成熟软化是植物质地变化的主要特征，软化是果实成熟的最重要标志。细胞壁（含果胶物质）和细胞贮藏物质（如淀粉）的水解引起果实软化。在成熟过程中，细胞贮藏物质淀粉、细胞壁中纤维素、半纤维素、果胶在淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶脂酶、木葡聚糖内糖基转移酶、β-半乳糖苷酶、纤维素酶等各种水解酶的催化下发生分解。影响植物产品风味的主要成分是碳水化合物和有机酸，各类产品中含量不同。产品中各种成分的变化趋势取决于该成分的合成代谢和分解代谢比较结果。采收后，产品内的各种成分普遍减少。芳香物质包括脂、内脂、醇、酸、醛、酮、缩醛、烃、酚、醚和环氧化合物。产品种类、成熟度、栽培措施、贮藏和处理方法都会影响产品中芳香物质的含量。按照苯环数，可以将酚类物质分成单环酚、双环酚和多环酚。产品中酚类化合物的含量发生着明显的变化，不仅影响着产品的风味，而且还会影响产品的色泽。植物产品包括糖、酸、维生素C、可溶性固形物、酚类化合物、黄酮等营养成分，在植物产品成熟和采后贮藏期间，其营养成分不断发生变化，与植物产品的品质密切相关。2、要点6第一节植物色素1、植物色素的类型2、产品中色素的变化第二节果实质地变化1、果实软化2、果实成熟软化过程的淀粉、细胞壁组分及其相关酶活性的变化第三节碳水化合物和有机酸1、单糖和寡聚糖2、多糖3、有机酸4、产品中碳水化合物和有机酸的变化第四节芳香物质和酚类物质1、芳香物质的类型2、产品中芳香物质的变化3、酚类物质4、产品中酚类物质的变化第五节营养成分变化第四章采后病害（Post-harvestDiseases）（7学时）1、目的要求采后病害包括由温度、水分和气体胁迫等生理因素引起的生理性病害和由微生物引起的病理性病害两种，与农产品采后损失密切相关。植物产品在高于或低于正常温度的环境中发生着生理和生化代谢的调整，热激蛋白和冷冻蛋白的诱导产生有利于防御这种不良的温度环境。温度变化过度就会导致生化代谢和细胞膜结构的严重伤害。水分以气态方式离开产品表面，造成品质和生理代谢的改变。产品种类和表面特性是影响蒸腾作用的最主要内部因素。通过改变环境温度、湿度、通风状况、气压、包装和光照条件可以调节产品的蒸腾作用。降低氧气浓度或提高二氧化碳水平能抑制产品的呼吸作用、抑制乙烯的合成和作用。过多或过少的氧气或二氧化碳对产品造成伤害。环境中的乙烯则会刺激产品的成熟和衰老过程。由微生物引起的腐烂是农产品采后损失最主要的原因。通过了解引起采后农产品腐烂的病原菌种类、侵染方式、病原菌控制的条件，为控制农产品采后病害、减少采后腐烂损失、延长农产品贮藏保鲜期有重要的科学意义，同时为农产品贮7藏保鲜提供生产指导。2、要点第一节温度胁迫1、高温胁迫2、低温冷害3、低温冻害第二节水分胁迫1、蒸腾作用2、水分胁迫的作用3、影响蒸腾的因素4、水分胁迫的控制第三节气体伤害1、氧气胁迫2、二氧化碳胁迫3、乙烯胁迫第四节采后微生物病害1、病原菌种类2、病原菌侵染方式3、采后病害控制（二）实验教学内容（9学时）实验一：呼吸强度的测定（验证性、3学时）1、实验目的：呼吸作用是农产品收获后进行的重要生理活动，是影响贮运效果的重要因素。测定呼吸强度可衡量呼吸作用强弱，了解农产品收获后生理状态，为低温和气调贮运以及呼吸热计算提供必要数据。因此，在研究或处理农产品贮藏问题时，呼吸强度是经常测定的指标。2、实验方法：呼吸强度的测定通常是采用定量碱液吸收农产品在一定时间内呼吸所释放出来的CO2，再用酸滴定剩余的碱，即可计算出呼吸所释放出来的CO2量，求出其呼吸强度。单位通常用每公斤每小时释放CO2毫克数（CO2mg/kg·h）表示。本实验用气流法测定农产品呼吸强度。3、实验仪器：8气流法测定呼吸强度装置。真空干燥器，大气采样器，吸收管，滴定管架，铁夹，25mL滴定管，150mL三角瓶，500mL烧杯，10mL移液管，洗耳球，100mL容量瓶，万用试纸，台秤。红外线CO2分析仪测定呼吸强度装置。4、实验试剂与材料：实验试剂:钠石灰，20%氢氧化钠，0.4mol/L氢氧化钠，0.1mol/L草酸，饱和氯化钡溶液，酚酞指标剂，正丁醇，凡士林。实验材料：苹果，梨，柑桔，番茄，马铃薯，青菜。5、实