植物的成熟和衰老生理脑图思维导图

踩水的佩奇

2023-12-22

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植物成熟

果实成熟

细胞死亡

果实成熟胜利，程序性细胞死亡等内容讲解

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思维导图大纲

总述

种子的成熟过程，实质上就是胚从小长大，以及营养物质在种子中积累的过程

特点

可溶性的低分子化合物状态（如蔗糖、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），并且累积起来

种子成熟生理

主要有机物的变化

糖类（淀粉种子）：可溶变为不溶

蛋白质：非蛋白氮变为蛋白氮

非蛋白氮不断下降，蛋白氮的含量不断增加，说明蛋白质是由非蛋白氮化物转变而来（清蛋白、谷蛋白）

脂肪

游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂

饱和脂肪酸变为不饱和脂肪酸

其他生理变化

呼吸速率

有机物积累和种子的呼吸速率为平行关系

内源植物激素

在种子成熟过程，种子中的内源激素也在不断变化

首先出现的是玉米素，可能是调节籽粒建成和细胞分裂

其次是赤霉素和生长素，可能是调节光合产物向籽粒运输与积累

最后是脱落酸，可能控制籽粒的成熟与休眠

含水量

种子含水量与有机物的积累恰好相反，它是随着种子的成熟而逐渐减少的

种子成熟时幼胚中具有厚的细胞质而无液泡，因此，自由水是很少的，干物质却在增加

外界条件对种子成熟和化学成分的影响

风旱不实现象-干燥与热风使种子灌浆不足，减产

干旱也可使籽粒的化学成分发生变化

温度对于油料种子的含油量和油分性质影响都很大

种子成熟期间，适当的低温有利于油脂的累积

亚麻种子成熟时温度较低而昼夜温差大时，有利于不饱和脂肪酸的形成

东北三省品种多-昼夜温差大

果实成熟生理

果实的生长

曲线

肉质果实（苹果、番茄、菠萝、草莓等）=S型生长曲线

核果（桃、杏、樱桃）及某些非核果（葡萄）-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的时期，果肉暂时停止生长

分类

单性结实-不经受精而雌蕊的子房形成无籽果实的现象

分为天然单性结实和刺激性单性结实

天然单性结实-不需要经过受精作用就产生无籽果实的现象，无籽的香蕉、蜜柑、葡萄

刺激性单性结实-必须给以某种刺激才能产生无籽果实

呼吸跃变

当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，进入完全成熟期（呼吸高峰）然后又下降的现象，称为呼吸跃变

具有呼吸跃变的跃变型果实有：苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果和鳄梨等；不具有呼吸跃变的非跃变型果实有：橙、凤梨、葡萄、草莓和柠檬等

人们认为呼吸跃变是由于果实中产生乙烯的结果

乙烯可增加果皮细胞的透性，加强内部氧化过程，促进果实的呼吸作用，提高呼吸酶的活性，加速果实成熟

施以乙烯，可以刺激呼吸跃变的早临，加速果实的成熟（I-跃变型；II-都行）

区别

乙烯生成特性和对乙烯的不同反应

呼吸跃变型果实存在着乙烯生成系统（系统I）和乙烯调节系统（系统II），前者负责跃变发生前的基础乙烯产生，而后者负责跃变发生时自我催化大量产生乙烯；非跃变型只有I，无II

延迟果实成熟方面

加快/延迟呼吸骤变

加快

高温，有氧

延迟

低温，低氧

番茄贮存在塑料大棚-控制空气成分，延迟呼吸骤变；外施乙烯利加快棉铃开裂吐絮过程，温水浸泡使柿子脱涩

肉质果实成熟时的色香味变化（机理）

果实变甜

碳水化合物的变化

未成熟的果实中贮存许多淀粉，所以早期果实无甜味

淀粉转变为可溶性糖

酸味减少

有机酸的变化（柠檬酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸）

未成熟果实中有有机酸

有机酸转变为糖

涩味消失

单宁类物质的变化

涩味-单宁；成熟时，单宁被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物

香味产生

醛类、酯类物质的变化

脂类-包括脂肪族的酯和芳香族的酯

由硬变软

细胞壁物质的降解

果胶质变为可溶性的果胶有关

色泽变艳

色素的变化

颜色由绿逐渐变为黄、红或橙色

叶绿素被逐渐破坏丧失绿色，而胡萝卜素较多；花色素呈现红色；光直接影响花色素苷的合成

果实成熟时植物激素的变化

幼果生长促进型激素含量高

成熟阶段，乙烯、脱落酸含量高

果实成熟的分子调控机制

信号传递链（NOR，RIN，CNR）

番茄中抑制RIN基因抑制乙烯合成

植物休眠的生理

休眠

成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下仍不能萌发的现象，是生长暂时停顿的状态

分类

被迫休眠—环境因素引起

生理休眠—生理原因引起

种子休眠的原因和破除

原因

种皮限制

硬实种子—种皮不能透水或透水性弱，不透气，机械强度过大等豆科、藜科硬实种子

破除休眠

一般采用物理、化学方法来破坏种皮，使种皮透水透气，不伤害胚

机械擦破种皮；浓硫酸，热水，酒精处理等，破坏种皮，增加种皮透性

种子未完成后熟

后熟作用—许多植物的种子脱离母体后，须在一定外界条件下，经过一段时间才能达到生理上成熟的过程（蔷薇科植物—苹果，桃，梨，樱桃等）

沙藏，低温处理，常温

胚未完全发育

银杏、冬青等的种子

合适的贮藏条件下（低温处理）

抑制物质的存在

果皮和种子子叶中含有抑制物质（ABA，水杨酸，氰化物等）

水流洗去抑制物质；剥胚培养

植物激素与休眠调控基因

脱落酸和赤霉素的含量—对抗作用

脱落酸促进和维持种子休眠；赤霉素抑制休眠，促进萌发

总结（破除休眠）

机械破除（硬实种子）

层积处理—后熟种子

药剂处理—硫酸、激素、酒精等

温热处理

清水处理

物理因素

延存器官休眠的打破和延长

延存器官—块茎、鳞茎

破除休眠

用赤霉素破除休眠是当前最有效的方法（赤霉素浸泡）

延长休眠

苯乙酸甲酯剂（泥土混制）、射线；洋葱、大蒜等鳞茎延存器官也可以用萘乙酸甲酯延长休眠

植物衰老的生理

概念

衰老—是指细胞、器官或整个植株生理功能衰退，趋向自然死亡的时相

多稔植物—一生中能多次开花，如多年生草本植物及木本植物

一稔植物—一生中只开一次花的植物，在开花结实后整株衰老和死亡

衰老时的生理生化变化

蛋白质显著下降

核酸含量的变化

光合速率下降

呼吸速率下降

自由基和活性氧的增加

影响衰老的条件

光

光能延缓衰老—光敏色素

温度

低温和高温都会加速叶片衰老

水分

干旱促使向日葵和烟草叶片衰老

营养

营养缺乏是导致叶片衰老的原因之一

植物激素

乙烯—促进衰老；CTK，ETH—抑制衰老

植物衰老的原因

营养亏缺理论

植物激素调控理论

核酸与衰老

自由基假说

植物衰老调控相关的转录因子

程序性细胞死亡

细胞死亡分类

细胞坏死—细胞遇到极度刺激，质膜破坏，造成非正常死亡

程序性细胞死亡PCD—是一种主动的，生理性的细胞死亡，其死亡过程是由细胞内业已存在的，基因编码的程序控制

程序性细胞死亡发生的种类

分类

植物体发育过程中必不可少的部分

种子萌发后糊粉层（GA）细胞死亡，根尖生长时根冠细胞死亡，导管分化时内容物自溶等

植物体对外界环境的反应

水涝和供氧不足，导致根和茎基部的部分皮层薄壁细胞死亡，形成通气组织；病原微生物侵染处诱发局部细胞死亡

快速程序性细胞死亡—病原菌侵染，叶脱落；慢速程序性细胞死亡—衰老引起

主要的例子

导管的形成

雌配子体的形成

糊粉层细胞的退化

过敏反应的防护作用

植物受到病原物侵染时，导致细胞死亡，这就是过敏反应

程序性细胞死亡的特征

特征

细胞核DNA断裂成一定长度的片段、染色质固缩，液泡形成，最后形成一个个由膜包被的凋亡小体或自噬小体

植物激素（IAA，乙烯，ABA等）、高温、干燥、活性氧等均能诱导程序性细胞死亡—逆境胁迫

过程

启动阶段

效应阶段

降解清除阶段

细胞自噬与程序性细胞死亡

溶酶体，液泡

逆境环境

植物器官的脱落

总述

脱落-是指植物细胞或器官与植物体分离的过程（枝，叶，花和果实的脱落）

因素

衰老或成熟

环境条件或生物因素

植物本身生理活动

脱落时细胞及生化变化

脱落时细胞的变化

离区，离层

脱落的生化变化

纤维素酶

脱落的生物化学主要过程是水解离层的细胞壁和中胶层，使细胞分离，成为离层

果胶酶

乙烯促进果胶酶活性，促进脱落

脱落的基因调控

脱落与植物激素

生长素与脱落

生长素梯度学说

生长素对脱落的效应与施用部位和浓度有关，把生长素施用于离区的近基一侧，加速脱落；施用于远基一侧，则抑制脱落

即离层两侧生长素浓度梯度起着调节脱落的作用，当远基端浓度高于近基端时，器官不脱落，当两端浓度差异小或不存在时，器官脱落，当远基端浓度低于近基端时，加速脱落

脱落酸与脱落

乙烯与脱落

环境因子对脱落的影响

温度

温度过高和过低都会加速脱落

水分

光照

异戊烯基二磷酸（日照长度—＞光敏素）

LD—＞GA—＞生长

SD—＞ABA—＞脱落，休眠

酸价下降：中和1g油脂中游离脂肪酸的KOH毫克数；碘价上升：100g油脂能吸收碘的克数，反映组成油脂的脂肪酸不饱和程度思维导图模板大纲

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3.9

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4.33

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