第十一章 植物的成熟和衰老生理

银杏的种子成熟后从 一、种子休眠的原因和破除 树上掉下时胚发育尚 未完成。欧洲白蜡树 种子脱离母体后，必 （三）胚未完全发育 须经过一段时间的种 珙桐的果核，要在湿沙中层积胚发育才能萌发。 1—2年才能发芽。

3—6个月：胚芽发育；9个月后：胚芽伸长并分化 为叶原基状；1年后：叶原基伸长；1.5年后：叶 原基分化为营养叶。 破除：层积1-2年。
稻颖果中不同蛋白质在种子发育过程中的含量变化
3、糖类转化为脂肪
• 油料种子在成 熟过程中，脂 肪含量不断提 高，而糖类含 量不断下降， 这说明脂肪是 由糖类转化而 来的。 • 游离脂肪酸合 成油脂；饱和 脂肪酸变为不 饱和脂肪酸。 • 碘值随种子的 成熟度增加。
油菜种子成熟过程中各种有机物变化情况 1. 可溶性糖 2. 淀粉 3. 千粒重 4. 含N物质 5. 粗脂肪
四、果实成熟时蛋白质和激素的变化
• 1、果实成熟时， RNA含量显著增加， 蛋白质含量上升。
生长素 赤霉素 乙烯
脱落酸
• 2、果实成熟时，植 物激素都是有规律 地参加到代谢反应 中。 • 开花和幼果生长时 期，生长素、赤霉 素、细胞分裂素的 含量增加。 • 成熟时，乙烯或脱 落酸含量最高。
细胞分裂素
涩味消失
三、肉质果实成熟时的色香味变化
香味产生 果实成熟时产生一些具有香味的物质，主要是酯类， 还有一些特殊的醛类等。 由硬变软 果肉细胞壁中层的果胶质变为可溶性的果胶。 果肉细胞中的淀粉粒的消失（淀粉转变为可溶性糖）。 色泽变艳 果皮中叶绿素被破坏丧失绿色，类胡萝卜素仍较多 存在，呈现黄色，或者由于形成花色素而呈现红色。
• 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。
二、其他生理变化
1、呼吸速率变化：
有机物积累迅速时， 呼吸作用也旺盛， 种子接近成熟时， 呼吸作用逐渐降低。
种子成熟 过程中， 干物质积 累迅速时， 呼吸速度 亦高；种 子接近成 熟时，呼 吸速度逐 渐降低。
应用： ①推迟成熟：降低氧和温度。 ②人工催熟：增加氧和温度，或并施以乙烯。
果实成熟时 喜欢食用这样的果实吗？ 色香味怎样变化的?
三、肉质果实成熟时的色香味变化
含量/g.100g-1鲜重
果实变甜，酸味减少。 4. 0 2.0
果糖 蔗糖 葡萄糖
0.0
淀粉
酸
6
7
8
9
10
11月份
苹果成熟期有机物质的变化
3.单性结实：
定义：不经受精作用而形成不含种子的果实的，称为 单性结实。
分类：单性结实有天然的单性结实和刺激性单性结实 之分。 天然的单性结实：指不需要经过受精作用就产生无子 果实的。同一种植物，无子种的子房中生长素含量较有 子种的为高。 刺激性单性结实：指必需给以某种刺激才能产生无子 果实。 原因： 果实生长与受精后子房生长素含量增多有关。
三、肉质果实成熟时的色香味变化
肉质果实果肉的有机物的变化， 明显受温度和湿度的影响。 果实变甜 在夏凉多雨的条件下，果实中含 酸量较多，而糖分则相对减少； 呼吸骤变出现后，淀粉转变为可溶性糖。 而在阳光充足、气温较高及昼夜 温差较大的条件下，果实中含酸 酸味减少 少而糖分较多。
在成熟过程中，多数果实有机酸含量下降， 因为有些有机酸转变为糖，有些则由呼吸作用氧 化成二氧化碳和水，有些则被K，Ca等所中和。 果实成熟时，单宁被过氧化物酶氧化成无涩 味的过氧化物，凝结成不溶于水的胶状物质。
• 3.脂肪的变化 （脂肪种子或油料种子） • 脂肪代谢有以下特点： • （1）油料种子在成熟过程中，脂肪含量 不断提高，碳水化合物含量相应降低， 因此脂肪是由碳水化合物转化而来的。 • （2）油料种子在成熟初期形成大量的游 离脂肪酸，随着种子成熟，游离脂肪酸 用于合成脂肪，使种子的酸价逐渐降低。 • （3）油料种子在种子成熟初期先合成饱 和脂肪酸，然后在去饱和酶的作用下转 化为不饱和脂肪酸。在种子成熟过程中， 碘价逐渐升高。
细胞分裂 细胞伸长 成熟 衰老
苹果生活周期各阶段激素变化的情况
第三节 植物的休眠生理
休眠：成熟种子或器官在合适的条件下暂 时停止生长的现象。
种子成熟后，即使给予 适宜的外界环境条件仍 不能萌发，此时的种子 称为休眠状态种子。 通常情况下，种子休眠 主要指起因于内部的生 理抑制或种皮的障碍而 引起的生理休眠。
4
油菜种子成熟过程中各种有机物变化情况
• 2.蛋白质的变化： （蛋白质种子） • 首先是叶片或其它营养器官的氮素以氨基酸 或酰胺的形式运到荚果，在荚皮中氨基酸或 酰胺合成蛋白质，暂时成为贮藏状态； • 然后，暂存的蛋白质分解，以酰胺态运至种 子转变为氨基酸，最后合成蛋白质。 • 种子贮藏蛋白的生物合成开始于种子发育的 中后期的，至种子干燥成熟阶段终止。
2.温度对油料种子的含油量和油份性质的影响很大。
• 含油量：种子成熟期间，适当的低温有利于油脂的累积。 • 油脂品质：种子成熟时温度较低，而昼夜温差大时，利于不 饱和脂肪酸的形成；在相反的情形下，利于饱和脂肪酸的形 成。
3.营养条件
• 氮肥、钾肥、磷肥
第二节 果实成熟生理
一、果实的生长
肉质果实的生长也具有生长大周期，呈S型生长
曲线；
一些核果及某些非核果的生长曲线，则呈双S型，
即在生长的中期有一个缓慢期。这个时期正好是
珠心和珠被生长停止，幼胚生长强烈的时期，这 时核也正在变硬。
一、果实的生长
1、单“S“形生长曲线
• 果实在开始生 长时速度较慢， 以后逐渐加快， 直至急速生长， 达到高峰后又 渐变慢，最后 停止生长。 • 这种慢-快-慢 生长节奏的表 现是与果实中 细胞分裂、膨 大以及成熟的 节奏相一致的。
一、种子休眠的原因和破除
（一）种皮限制
原因：种皮不能透水或透水性弱；种皮
不透气；种皮大坚硬，胚不能突破种皮，也
难以萌发。例如：苜蓿、苋菜 破般采用物理、化学方法来
一、种子休眠的原因
（二）种子未完成后熟 种子的后熟作用：有些种子的胚已经发育完 全，但在适宜条件下也不能萌发它们一定要经过 休眠，在胚内部发生某些生理生化变化，才能萌 发。 例如：苹果、桃、梨、 破除休眠：这类种子必需经低温处理，即用 湿砂将种子分层堆积在低温（5度左右）的地方 1～3个月，经过后熟才能萌发。这种催芽的技术 称为层积处理。
一、种子休眠的原因和破除
（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，
以防止种子的萌发。
有的存在于果肉中，如梨、苹果、柑桔、甜瓜， 有的存在于种皮，如苍耳、甘蓝，有的存在于胚
乳（鸢尾）和子叶（菜豆）。
生长抑制剂抑制种子萌发有重要的生物学意义。 • 抑制物质：小分子量的有机物（如 HCN、乙烯、NH 等）、
酚类、醛类、生物碱类或脱落酸等。如洋白腊树种子脱落 酸降低破除休眠；珙桐种子层积过程中抑制物质减少。 • 种子依赖萌发抑制物质来适应干旱环境。雨水冲掉某些沙 漠植物种子抑制物质才萌发。水流洗去番茄种子抑制物可 萌发。
植物的生长和发育
第十一章 植物的成熟与衰老生理
食品科学学院 生物技术教研室
主要内容
种子成熟生理 果实成熟生理
植物休眠生理
植物衰老生理
程序性细胞死亡生理
植物器官脱落
第一节 种子成熟生理
种子的成熟过程：胚从小长大，以及营养物质在种子中变化 和积累的过程。
种子成熟期间的物质变化：大体上和种子萌发时的 变化相反，植株营养器官的养料，以可溶性的低分 子化合物状态（如葡萄糖、蔗糖、氨基酸等形式） 运往种子，在种子中逐渐转化为不溶性的高分子化 合物（如淀粉、蛋白质和脂肪等），并且积累起来。
CO2释放量/ml.g-1.h-1
实成熟。
C2H4量/mg.L-1
调节呼吸骤变的来临，推迟或提早果实的 成熟：
• 延迟果实成熟:降低温度和氧的浓度（提高CO2浓 度或充氮气）。如塑料帐内O22%—5%， CO20.2%—2%延长番茄贮存期。 • 加速果实成熟:提高温度和氧的浓度；温水浸泡使 柿子脱涩；喷酒法使青蜜桔变为橙红；烟熏使香 蕉提早成熟。乙烯或乙烯利加快棉铃开裂吐絮。
二、其他生理变化
3、种子含水量的变化 • 种子的含水量随着种子的成熟而逐渐减少。虽然 总重量减少了，实际上干物质却在增加。
三、外界条件对种子成熟和化学成分的影响
1.干燥与热风
• 风旱不实，灌浆不足，造成籽粒瘦小，产量大减。
• 干旱也可使籽粒的化学成分发生变化。风旱不实的种子中蛋 白质的相对含量较高。（北方高于南方 ）
• 骤变型果实成熟迅速， 如香蕉淀粉水解过程 很迅速，呼吸骤变出 现较早，成熟也快。 苹果淀粉水解较慢， 呼吸骤变出现较迟， 成熟也慢一些。 • 非骤变型果实成熟比 较缓慢。
果实成熟过程中淀粉的水解作用
呼吸骤变是由于果实中产生乙烯的结果
• 果实呼吸骤变 正在或正要开 25 始前，果实内 100 C 2 H4 20 乙烯的含量有 15 明显地升高。 60 • 乙烯增加细胞 CO2 和透性，加强 20 5 由于果实中产生乙 内部氧化过程， 烯的结果。乙烯可 促进果实的呼 2 4 6 8 增加果皮细胞的透 吸作用，加速 收获后日期/d 性，加强内部氧化 果实成熟。 后熟作用：出现呼吸骤变期间果实内部的变化称 香蕉成熟过程中，乙烯在呼吸骤变来临前大量产生 过程，促进果实的 呼吸作用，加速果 为果实的后熟作用。
二、呼吸骤变（呼吸跃变）
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，此时果实便进入 完全成熟。这个呼吸高峰，便称为呼吸骤变。
二、呼吸骤变（呼吸跃变） 呼吸类型：
★骤变型果实有：苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、 忙果和鳄梨等； ★非骤变型集实有：橙、凤梨、葡萄、草毒和柠檬 等。