医学资料9成熟和衰老生理

1、第九章 成熟和衰老生理第一节 种子的成熟生理第二节 果实的生长和成熟生理第三节 植物的休眠生理第四节 植物的衰老生理第五节 器官脱落生理2021/7/18 星期日第一节 种子的成熟生理 （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。一、种子成熟时的生理生化变化2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日 2、蛋白质含量增加 非蛋白N含量不断下降，蛋白N含量不断上升。说明蛋白N是由非蛋白N转化而来。3、脂肪的变化 料种子成熟过程中，糖类不断下降，脂肪含量不断上升，说明脂肪由糖类转化而来。202

2、1/7/18 星期日 2021/7/18 星期日 油脂形成的特点：（1）先形成大量游离脂肪酸，随种子的成熟逐渐合成复杂的油脂。（2）种子成熟时，先形成饱和脂肪酸，再形成不饱和脂肪酸。 故芝麻、花生等油料种子随成熟度酸值下降，而碘值增高。 2021/7/18 星期日 在种子成熟过程中，可溶性糖转化为不溶性糖，非蛋白氮转化为蛋白氮，脂肪由糖类转化而来。3、植酸盐含量增加 由G-1-P合成淀粉时脱下的Pi主要以非丁的形式贮藏于糊粉层。非丁是淀粉种子中磷酸的贮存库与供应源2021/7/18 星期日4、呼吸速率的变化与有机物积累速率 呈平行关系2021/7/18 星期日5、内源激素的种类和含量不断变化

3、ZTGAIAA2021/7/18 星期日 玉米素可能是调节籽粒的细胞分裂；GA和IAA可能是调节有机物向籽粒的运输和积累。 6、含水量随种子的成熟而逐渐减少 种子成熟时幼胚中具有浓厚的细胞质而无液泡，自由水含量很少。2021/7/18 星期日 三、外界条件对种子成分及成熟过程的影响 1、光照 光照强度影响种子内有机物的积累、蛋白质含量和含油率。 2、温度 温度高，呼吸消耗大，温度低，不利于物质运输与转化。温度适宜利于物质的积累，促进成熟。 温度还影响种子的化学成分：2021/7/18 星期日 适当的低温有利于油脂的积累；昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。 不同地区大豆的品质不同地区品种 Pr

4、质量分数/% 油脂质量分数/%北方春大豆 39.9 20.8黄淮海流域夏大豆 41.7 18.0长江流域春夏 42.5 16.7 秋大豆 北方油料种子油脂品质较南方好。2021/7/18 星期日 3、空气相对湿度 高，延迟种子成熟；低，加速成熟；大气干旱，阻碍物质运输，合成E活性降低，水解E活性增高，干物质积累减少。 4、土壤含水量 “风旱不实现象”：（1）干燥与热风使种子灌浆不足2021/7/18 星期日（2）风旱不实的种子中蛋白质的相对含量较高 可溶性糖来不及转化为淀粉，与糊精胶结在一起，形成玻璃状籽粒，而蛋白质的积累受阻较小。北方小麦种子蛋白质含量较南方高（面筋多，韧性强，口感好）。 5

5、、矿质元素 N肥提高蛋白质含量，N过多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。2021/7/18 星期日第二节 果实的生长和成熟生理 一、果实的生长特点S型生长曲线：苹果、梨、香蕉、茄子、葡萄等双S型生长曲线：桃、杏、李、樱桃等珠心和珠被生长停止，营养向种子集中.2021/7/18 星期日 单性结实：不经受精作用而形成无籽果实的现象。 天然单性结实：植株或枝条突变 刺激性单性结实：环境刺激，如短日照或较低的夜温 人工诱导单性结实：如NAA，2，4-D、 GA处理 假性单性结实：胚败育，花托发育成 的假果单 性 结 实2021/7/18 星期日二、果实成熟时的生理生化变化 （一）呼吸跃变和乙烯的释

6、放 呼吸跃变：果实在成熟之前发生的呼吸速率突然升高的现象。 跃变型果实：苹果、香蕉、桃、梨、杏、芒果、番木瓜等 非跃变型果实：草莓、葡萄、柠檬、柑橘、黄瓜、凤梨等2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日 呼吸跃变是由于果实中产生乙烯的结果2021/7/18 星期日乙烯诱导呼吸作用的原因可能是： 1、乙烯与细胞膜结合，增加膜的透性，气体交换加速，氧化作用加强 2、诱导呼吸E的mRNA的合成，提高呼吸E含量和活性，并显著诱导抗氰呼吸 2021/7/18 星期日 （二）有机物质的转化 1、甜味增加淀粉变为可溶性糖2021/7/18 星期日 2、酸味减少 转化为糖有机酸 呼吸氧化为CO2和

7、H2O 被K+、Ca2+等中和2021/7/18 星期日3、涩味消失单 过氧化物E 过氧化物宁 凝结为不溶性的胶状物质 4、香味产生 具有香味的物质脂肪族的酯和芳香族的酯，及一些特殊的醛类 5、由硬变软2021/7/18 星期日果肉细胞壁中层的果胶质 可溶性果胶 果肉细胞相互分离淀粉粒 可溶性糖 6、色泽变艳 果皮中叶绿素破坏，类胡萝卜素较多存在，或者形成花青素，呈黄、橙、红色。 7、维生素含量增高2021/7/18 星期日 （三）内源激素的变化2021/7/18 星期日第三节 植物的休眠生理 休眠：成熟种子在适宜的萌发条件下仍不萌发的现象。 一、种子休眠的原因和破除 1、种皮的限制 种皮坚硬

8、、透水、透气性差。如紫云英、 椴树、苋菜、苜蓿等。2021/7/18 星期日 破除方法： （1）自然情况，细菌和真菌分泌酶类水解种皮的多糖和其它组成成分，使种皮变软，透水、透气性增强。 （2）生产上采用物理、化学方法 如：磨擦、 98%浓硫酸及2%氨水处理、去除种皮等2021/7/18 星期日2、种子未完成后熟 后熟：种子在休眠期内发生的生理生化过程。 后熟方法： 1). 低温后熟：某些树木种子（如蔷薇科植物和松柏类种子）1-5层积处理1-3个月即可。 2).干燥后熟：一些禾谷类植物种子晒干贮藏几周或几个月即可。 经过后熟，种皮透性加大，酶活性及呼吸作用增强。ABA下降，CTK和GA上升，大分

9、子有机物转为可溶物。2021/7/18 星期日3、胚未完全发育(a)刚收获的 (b)湿土中贮藏6个月2021/7/18 星期日 4、萌发抑制剂的存在 有些植物种子的子叶(菜豆)、胚乳(鸢尾)、种皮(苍耳甘蓝)、果肉(番茄、西瓜)里存在一些酚类、ABA、有机酸、醛类、植物碱、挥发油等萌发抑制剂，抑制萌发。休眠的意义：1）对环境的适应 2）有利于衍繁后代2021/7/18 星期日二、延存器官休眠的打破和延长打破马铃薯块茎的休眠：GA处理：0.51mg.L-1的GA溶液中浸 泡10分钟硫脲处理：0.5%硫脲浸薯块812小时 延长： 0.4%萘乙酸甲酯粉剂处理喷施PP333 通气安全贮藏2021/7/

10、18 星期日衰老:导致植物自然死亡的一系列恶化过程衰老的方式有两类: 一类是多年生的木本和草本植物 另一类是一次性开花死亡的植物第四节 植物的衰老生理一、衰老的概念己方式2021/7/18 星期日二、衰老时的生理生化变化 1、蛋白质含量显著下降分解大于合成 可溶性蛋白和膜蛋白水解加速，总量下降。如烟草衰老三天，Pr下降15%。2、核酸含量降低分解大于合成 RNA、DNA均下降，DNA下降较缓慢，如烟草衰老三天， RNA下降16% ，DNA下降3%。2021/7/18 星期日 3、光合速率下降 叶绿体破坏，色素降解，Rubisco分解，光合电子传递和光合磷酸化受阻。4、呼吸速率下降 呼吸速率下降

11、较光合速率慢。有些叶片衰老时，有呼吸跃变现象。2021/7/18 星期日RNA2021/7/18 星期日 5、生物膜结构变化 膜脂不饱和度下降，脂肪酸链加长，膜由液晶态 凝固态 选择透性功能丧失，透性加大，膜脂过氧化加剧，细胞自溶，膜结构解体。 6、激素变化 激素平衡打破 ABA和ETH增加，IAA、GA、CTK下降。2021/7/18 星期日 三、植物衰老的机制（一）营养亏缺理论 （二）DNA损伤假说 内容：植物衰老是由于基因表达在蛋白质合成过程中引起差误（氨基酸排列顺序错误或多肽链折叠的错误）积累所造成的。当错误的产生超过某一阈值时，机能失常，导致衰老。 某些理化因子也使DNA受损。202

12、1/7/18 星期日（三）自由基损伤假说 内容：植物体内产生过多的自由基，对生物膜、生物大分子及叶绿素有破坏作用，导致植物体的衰老、死亡。 与衰老密切相关的E：超氧化物歧化E（SOD）和脂氧合E（LOX）。 SOD参与自由基的清除和膜的保护，而LOX催化膜脂中不饱和脂肪酸的氧化而使膜损伤。2021/7/18 星期日 （四）植物激素调节假说 一般认为植物的衰老是由一种或多种激素综合控制的。 CTK、GA及生长素类延缓衰老，ABA、ETH促进植物的衰老。 ABA含量的增加是引起叶片衰老的重要原因。ABA抑制核酸和蛋白质的合成，加速叶中RNA和蛋白质的降解；而乙烯能增加膜透性、形成自由基、导致膜脂过

13、氧化、抗氰呼吸增强、物质消耗过多，促进衰老。2021/7/18 星期日 （五）程序性细胞死亡理论 程序性细胞死亡（PCD）：指胚胎发育、细胞分化及许多病理过程中，细胞遵循自身的程序，主动结束其生命的生理性死亡过程。 PCD是相关基因表达与调控的结果。 如叶片衰老，在核基因控制下，细胞结构有序解体和内含物降解，矿质和有机物有序地向非衰老细胞转移和循环利用。2021/7/18 星期日 三、环境条件对植物衰老的影响 1、光照 （1）光强 光延缓衰老，暗中加速衰老。光抑制RNA、蛋白质及叶绿素的降解和乙烯形成，延缓衰老；强光及紫外光加速自由基产生，促进衰老。 （2）光质 红光延缓衰老，远红光加速衰老；

14、 （3）光周期 LD促进GA合成，延缓衰老；SD促进ABA合成，加速衰老。 2021/7/18 星期日2、温度 低温和高温引起生物膜相变，并诱发自由基的产生和膜脂过氧化，加速植物衰老。3、气体 O2浓度过高，自由基产生，O3污染环境，加速植物衰老；高浓度CO2抑制呼吸和乙烯生成，延缓衰老。2021/7/18 星期日 4、水分 干旱促进ETH和ABA形成，加速蛋白质和叶绿素的降解，提高呼吸速率；自由基产生增多，加速衰老。 5、矿质营养 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+也能延缓水稻叶片衰老。2021/7/18 星期日第五节 器官脱落生理一、器官脱

15、落的种类正常脱落 由于衰老或成熟引起的胁迫脱落 由于逆境条件引起的生理脱落 因植物自身的生理活动引起 脱落：指植物组织或器官与植物体分离的过程2021/7/18 星期日 二、离层与脱落2021/7/18 星期日三、脱落时细胞及生化的变化(一)脱落时细胞的变化 首先离层细胞核仁明显,RNA增加,内质网、高尔基体和小泡增多。小泡聚集在质膜，释放出酶到细胞壁和中胶层，最后细胞壁和中胶层分解并膨大，其中以中胶层最明显。2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日 叶片脱落前，离层细胞衰退、变得中空而脆弱，纤维素酶和果胶酶活性增强，细胞壁中层分解，细胞彼此分离，叶片脱落。(二) 脱落时生化的变化 促使细胞壁物质的合成和沉积，保护分离的断面，形成保护层。2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日四、影响脱落的因素（一）植物激素的作用 1.生长素IAA梯度学说 远基端浓度 近基端浓度，抑制脱落 两端浓度差小或不存在，器官脱落 远基端浓度 近基端浓度，加速脱落2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日 2、ETH 促进脱落 原因： （1）诱导纤维素E和果胶E的合成，并提高这两种E的活性，增加膜透性。 （2）促使IAA钝化和抑制IAA向离层输导，使离层IAA含量少。3、脱落酸 ABA促进分解细胞壁的E的分泌，抑制叶柄内IAA的传导，促进器官脱落。20