植物生理学期末复习提要(激素-生理-生殖-衰老-逆境)

植物的成熟与衰老生理

第一节成熟生理

一.种子成熟时的生理生化变化

(一)贮藏物质的变化:

1.糖类的变化：可溶性糖→淀粉。

淀粉磷酸化酶活跃。施磷有使籽粒饱满的作用。

2.脂肪的变化:

(1)脂肪来源:可溶性糖→游离脂肪酸和甘油→脂肪.

(2) 成熟过程中酸价降低,说明…………

(3)碘价升高,说明…………；饱满的种子,油脂品质好。

3.蛋白质的变化:(豆类种子) ：运进氨基酸和酰胺

在果皮中合成蛋白质暂存→分解成酰胺运进种子→合成贮藏蛋白。

4.非丁(植酸钙镁)合成.

(二)其他生理变化

1.呼吸强度下降:受精时最高，以后逐渐下降，休眠期降至最低。

2.种子含水量下降，干重增加。

3.核酸含量变化:受精后迅速上升,至干重最大时停止上升,以后稍下降。

(三)内源激素变化:CTK、GA、IAA、ABA随种子成熟相继出现高峰。

(四)环境条件对种子成熟的影响

1.温度：温度适宜有利于成熟,昼夜温差大有利于干物质积累。

温度对种子化学成分的影响：成熟期较低温度有利于大豆脂肪的合成，但不利于蛋白质合成，从南向北，大豆脂肪含量逐渐升高，蛋白质含量逐渐下降。

温度对脂肪品质的影响：亚麻种子成熟期较低温度和较大昼夜温差有利于不饱和脂肪酸形成；相反情况下有利于饱和脂肪酸形成，故高纬度或高海拔地区容易获得高品质的干性油。

2.水分：湿度适宜促进成熟；较低湿度有利于蛋白质合成,从南向北，小麦蛋白质

含量逐渐升高。湿度过低会严重影响禾谷类种子的灌浆，造成减产

小麦成熟期的灾害性气候—干热风:日最高气温≥30O C，空气湿度≤30%,并伴有3m/秒西南风。干热风的危害:根系迅速衰老死亡，有机物运输发生障碍，植株早衰甚至青枯。碳水化合物水解酶活性大于合成酶，种子干缩，产量锐减。

但蛋白质合成受影响相对较小。

3.光照：光照强有利于干物质积累。

4.矿质营养：N多晚熟，增施P、K肥有利于成熟。N利于提高蛋白质含量；P有效

提高单粒重;K能显著促进碳水化合物的合成和运输。

(五).谷物籽粒空瘪的原因

1.内因：花粉败育或畸形；雄性不育;小花退化; 开花晚的小花竞争能力差;

2.外因：光照不足、温度不适,影响发育花粉发育；水分失当；营养不良。

二.果实的生长与成熟生理

(一).（肉质）果实的生长:

1.果实发育时间:几十天～100多天.

2.果实生长曲线: “S”形和双“S”形.

3.内源激素对果实发育的影响:

(二)果实成熟的生理生化变化

1.呼吸作用的变化:

(1)跃变型果实:受精及幼果期呼吸最高，随果实发育逐渐降低，成熟初期降至平

稳水平，成熟末期急剧升高，最后又降低。（乙烯与呼吸跃变）

(2)非跃变型果实：成熟前无呼吸突越式升高现象。柑橘、菠萝、葡萄、草莓等。两类果实在生理生化方面的区别：

a.跃变型果实成熟前期贮藏物中有不溶性成分，通过呼吸高峰使之分解，非跃变

型果实先期贮藏的也是可溶性物质;

b.跃变型果实成熟前期水解酶活性低，通过加强呼吸使之升高，非跃变型果实呼

吸酶活性变化不大;

c.跃变型果实成熟期产生大量乙烯，其过程可为外源乙烯所催化；非跃变型果实

ETH含量变化不大，外源乙烯不能刺激产生内源乙烯。

2.有机物的转化

(1)糖的转化——甜味增加：淀粉→可溶性糖（果实变甜变软）;有机酸→可溶

性糖;

(2)有机酸转化——酸味减小：有机酸作为呼吸基质被分解;转化成糖;与K+、

Ca2+等结合成不溶性盐;与醇作用生成酯。

(3)单宁的转化——涩味消失：被氧化成花青素;凝结成不溶性盐。

(4)芳香物质形成——香味出现：醇与酸结合成酯；醛等芳香物质生成。

(5)果胶物质转化——果实变软：原果胶→可溶性果胶→果胶酸→半乳糖醛酸.

(6)色素的变化——果实变艳：叶绿素解体;类胡萝卜素显色;花青素合成。

(7)内源激素的变化:促长类激素逐渐下降;ETH释放增加;ABA含量升高。

(三)鲜果贮藏保鲜的原理和技术

1.果实保鲜原理:抑制呼吸;保持水分.

2.保鲜的方法和技术:冷库贮藏;气调贮藏;塑料薄膜包装;化学控制.

第二节植物的衰老

一.植物衰老的概念、类型与意义

1.概念：植物的器官或整体的生命功能衰退，最终导致自然死亡的一系列过程。

2.衰老的类型

（1）整体衰老:如一次结实植物的衰老。

（2）地上部分衰老:多年生宿根植物的衰老。

（3）脱落衰老:器官的衰老。

（4）渐进衰老:多年生植物的整体衰老。

3.衰老的意义：是物种在个体水平上的新陈代谢中进化、更新和发展。是物

种在长期的系统发育中所形成的对于不良环境的生理适应。有利于保存和延续种族的发展。

二.衰老的形态特征：黄化;生长减缓;萎缩。

三.植物衰老的生理生化生化变化

1.激素代谢失常

2.物质代谢失衡:多种物质合成代谢↓，分解代谢↑

3.细胞膜结构异常

⑴膜脂肪酸饱和程度增高，脂肪酸链延长，流动性降低→由液晶态→凝固态→失

去弹性,易受损→半透性不同程度丧失→细胞器解体。

⑵磷脂在各种磷脂酶(A1.A2.B.C.D)的作用下水解,产生胆碱和多元不饱和脂肪酸,

后者与氧气作用形成脂肪酸过氧化物，并进一步形成自由基、醛、烃等有害物质。

4.细胞器异常甚至解体：膜脂、膜结构的破坏及蛋白质的减少，使细胞器破裂或

扭曲变形，数量减少，功能失常。（线粒体扭曲-解体，内质网.核糖体减少，核膜裂损，液泡膜、质膜解体，溶酶体破裂。

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。

三.植物衰老机理

(一)营养与衰老：认为是生殖器官的出现使养分亏缺导致衰老。

缺陷:即使为植物补充充分的营养或不断摘除花果,但只能延缓衰老, 并不能阻止衰老；雌雄异株植物的雄株不结实,但并不能避免衰老.

(二)核酸与衰老：认为是核酸的结构出错或含量不足引发衰老。

1.差误理论：认为复制.转录.翻译过程中的错误导致蛋白质的一级结构或高级结

构出现错误,无功能蛋白的积累导致衰老。

2.核酸降解：核酸的分解大于合成，使核酸含量下降。

(三)自由基与衰老：认为自由基对生物大分子结构的破坏是造成衰老的主要原因。

1.自由基的概念：指具有不配对电子的原子、原子团、分子或离子。

2.自由基对生物大分子的伤害

(四)内源激素与衰老:认为ETH和ABA是引发衰老的激素，ETH可增加膜的透性，引起呼吸加强；并可改变呼吸途径,使抗氰呼吸加强，消耗呼吸基质增多,但产生ATP减少；还可以加速活性氧的产生.

四.植物衰老的调节

(一)生境条件对衰老的调控

1.温度高温和低温伤害都可引发自由基产生,引发衰老，高温的作用更明显;

2.光照光下延迟衰老,黑暗启动衰老。长日照促进GA合成，延缓衰老；短日照

促进……;

3.气体成分O2含量高引发衰老，CO2抑制衰老;

4.水分不适的水分条件引发衰老;

5.矿质营养N、Ca2+ 、Ag+、Ni2+等延缓衰老。

（二）植物自身对衰老的调节

1.激素调节

2.通过自身防护体系清除自由基：

⑴非酶促防护体系:通过抗氧化物清除自由基.

⑵酶促防护体系:SOD:超氧化物歧化酶;POD:过氧化物酶;CAT:过氧化氢酶.

(三)基因调控:认为生物体内存在着衰老基因,该基因的启动可启动衰老。

第三节植物的休眠

休眠:在不良环境和季节来临之前,植物整体或某些器官代谢缓慢，甚至完全停止生长的现象。

一.休眠器官、类型和阶段