园艺产品采后生理过程教学目标掌握园艺产品课件.ppt
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- 园艺产品 生理 过程 教学 目标 掌握 课件
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1、2022-8-171 第三章第三章 园艺产品采后生理过程园艺产品采后生理过程 1、掌握园艺产品采后生理的有关概念、各种代谢作用的特点和影响因素。2、了解园艺产品采后生理过程的基本理论。3、理解园艺产品采后生理变化的相关化学历程和控制措施。2022-8-172内内容容休眠、生长生理休眠、生长生理 呼吸生理呼吸生理 水分蒸腾生理水分蒸腾生理 成熟衰老生理成熟衰老生理 2022-8-173一、呼吸作用的定义和类型一、呼吸作用的定义和类型 呼吸作用呼吸作用(respiration),是指生活细胞经过,是指生活细胞经过某些代谢途径使有机物质分解,并释放出能量的某些代谢途径使有机物质分解,并释放出能量的过
2、程。过程。包括:有氧呼吸、无氧呼吸两大类型包括:有氧呼吸、无氧呼吸两大类型2022-8-1741、有氧呼吸有氧呼吸(aerobic respiration)是指生活细胞在是指生活细胞在O的参与下,把某些有机物彻的参与下,把某些有机物彻底氧化分解,形成底氧化分解,形成CO和和H0,同时释放出能量的,同时释放出能量的过程。通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。以葡过程。通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。以葡萄糖作为呼吸底物为例,有氧呼吸可以简单表示为:萄糖作为呼吸底物为例,有氧呼吸可以简单表示为:C CH HO O+674kcalkcal 呼吸作用释放的呼吸作用释放的CO2中的氧来源于呼吸底物和中的氧
3、来源于呼吸底物和H2O,所生成的,所生成的H2O中的氧来源于空气中的中的氧来源于空气中的O22022-8-175 2、无氧呼吸无氧呼吸(anaerobic respiration)一般指在无氧条件下,生活细胞的降解为不彻底一般指在无氧条件下,生活细胞的降解为不彻底的氧化产物,同时释放出能量的过程。无氧呼吸可的氧化产物,同时释放出能量的过程。无氧呼吸可以产生酒精,也可产生乳酸。以产生酒精,也可产生乳酸。以葡萄糖作为呼吸底物为例,其反应为:以葡萄糖作为呼吸底物为例,其反应为:C CH HO O2C CH HOHOH+2C0C0十十21kcalkcal C CH HO O2CHCHCHOHCOOHC
4、HOHCOOH+19kcalkcal 既不吸收氧气也不释放既不吸收氧气也不释放CO2的呼吸作用是的呼吸作用是存在的,如产物为乳酸的无氧呼吸存在的,如产物为乳酸的无氧呼吸2022-8-176 无氧呼吸对植物的伤害无氧呼吸对植物的伤害 最终产物:最终产物:无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的蛋白质变性;蛋白质变性;无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少,植物要维持无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少,植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物;正常的生理需要就要消耗更多的有机物;没有丙酮酸氧化过程,缺乏新物质合成的原料;没有丙酮酸氧化过程,缺乏新物质合成的原料;无氧呼吸的消失点
5、无氧呼吸的消失点:无氧呼吸停止进行时的最低氧:无氧呼吸停止进行时的最低氧浓度(浓度(2%5%左右)左右)无氧呼吸的加强都被看作是正常代无氧呼吸的加强都被看作是正常代谢被干扰和破坏,对贮藏是有害的谢被干扰和破坏,对贮藏是有害的2022-8-177 二、呼吸作用的生理意义二、呼吸作用的生理意义 呼吸作用是采后园艺产品生命活动的重要环呼吸作用是采后园艺产品生命活动的重要环节,它不仅提供采后组织生命活动所需的能量,节,它不仅提供采后组织生命活动所需的能量,而且是采后各种有机物相互转化的中枢而且是采后各种有机物相互转化的中枢u提供植物生命活动所需要的能量提供植物生命活动所需要的能量u物质代谢的中心物质代
6、谢的中心u植物的抗病免疫植物的抗病免疫 尽可能低的同时尽可能低的同时又是正常的呼吸作用又是正常的呼吸作用2022-8-178 三、呼吸代谢的化学历程三、呼吸代谢的化学历程 植物呼吸代谢途径具有多样性植物呼吸代谢途径具有多样性:植物呼吸代谢植物呼吸代谢并不只有一种途径,并不只有一种途径,不同的植物、同一植物的不不同的植物、同一植物的不同器官或组织在不同的生育时期、不同环境条件下同器官或组织在不同的生育时期、不同环境条件下,呼吸底物的氧化降解可以走不同的途径。,呼吸底物的氧化降解可以走不同的途径。高度植物主要途径是高度植物主要途径是EMP-TCA-ETC,各个过程,各个过程在细胞的不同区域内进行。
7、在细胞的不同区域内进行。2022-8-179Figure 4-1 2022-8-1710 淀粉淀粉 己糖磷酸己糖磷酸 PPPPPP 戊糖磷酸戊糖磷酸 EMPEMP 丙糖磷酸丙糖磷酸 丙酮酸丙酮酸 乙醇乙醇 酒精发酵酒精发酵 脂肪脂肪 乳酸乳酸 乳酸发酵乳酸发酵 脂肪酸脂肪酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A A OAA OAA 柠檬酸柠檬酸 乙酸乙酸 OAA OAA 柠檬酸柠檬酸 TCAC TCAC 乙醇酸乙醇酸 GACGAC 琥珀酸琥珀酸 草酸草酸 乙醛酸乙醛酸 异柠檬酸异柠檬酸 甲酸甲酸GAOPGAOP2022-8-1711 电子传递链示意图电子传递链示意图2022-8-1712四、呼吸作用的相关概念四
8、、呼吸作用的相关概念1、呼吸强度呼吸强度(respiratory intensity)呼吸速率(呼吸速率(respiration rate)呼吸强度是用来衡量呼吸作用强弱的一呼吸强度是用来衡量呼吸作用强弱的一个指标,又称呼吸速率,以单位数量植物组个指标,又称呼吸速率,以单位数量植物组织、单位时间的织、单位时间的0消耗量或消耗量或C0释放量表示释放量表示。mg g-1h-1 ,mol g-1h-1,l g-1h-1 2022-8-17132022-8-1714 2、呼吸商呼吸商(respiratory quotient)呼吸作用过程中释放出的呼吸作用过程中释放出的CO与消耗与消耗的的O在容量上的
9、比值,即在容量上的比值,即COO,称,称为呼吸商为呼吸商(Q)反映呼吸底物的性质和反映呼吸底物的性质和O的供应状态的供应状态2022-8-1715呼吸商的影响因素()呼吸底物的性质 呼吸底物为糖类()而又完全氧化时,为。C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O RQ=6CO2/6O2=12022-8-1716 若呼吸底物是富含氢的物质,如蛋白质或脂肪,则呼吸商小于1。以棕榈酸为例 C16H32O2+11O2 C12H22O11+4CO2+5H2O RQ=4CO2/11O2=0.362022-8-1717 若呼吸底物是富含氧的物质,如有机酸,则呼吸商大于1。如以苹果酸为例:C4H6O5+3O2
10、 4CO2+3H2O RQ=4CO2/3O2=1.332022-8-1718 (2)氧气供应状态 若糖类在缺氧情况下进行酒精发酵,呼吸商大于1,异常的高。若呼吸底物不完全氧化,释放的CO2少,呼吸商小于1。如G不完全氧化成苹果酸。C6H12O6+3O2 C4H6O5+2CO2+3H2O RQ=2CO2/3O2=0.672022-8-1719 RQ=1 CH12O+RQ1 C16H32O2+231616 碳水化合物不彻底氧化碳水化合物不彻底氧化 C4C4植物产生的植物产生的CO2CO2直接同化直接同化 机械伤害时,只有氧的吸收无机械伤害时,只有氧的吸收无COCO2 2的放出的放出 RQ1 C4H
11、6O5+343 糖转化为脂肪糖转化为脂肪 无氧呼吸无氧呼吸2022-8-17203、呼吸温度系数呼吸温度系数 (Q)呼吸温度系数,指当环境温度提高呼吸温度系数,指当环境温度提高l0时,时,采后园艺产品反应所增加的倍数,以采后园艺产品反应所增加的倍数,以Q0表示,表示,一般为一般为22.5。不同的种类、品种,。不同的种类、品种,Q的差异的差异较大,同一产品,在不同的温度范围内较大,同一产品,在不同的温度范围内Q也有也有变化,通常是在较低的温度范围内的值大于较高变化,通常是在较低的温度范围内的值大于较高温度范围内的温度范围内的Q。2022-8-17212022-8-17224、呼吸热、呼吸热(re
12、spiration heat)采后园艺产品进行呼吸作用的过程中采后园艺产品进行呼吸作用的过程中,呼吸要消耗底物并释放能量。释放的,呼吸要消耗底物并释放能量。释放的能量一部分用于合成新物质和维持生命能量一部分用于合成新物质和维持生命活动,另一部分则以热量的形式释放出活动,另一部分则以热量的形式释放出来,这一部分的热量称为呼吸热。来,这一部分的热量称为呼吸热。2022-8-1723 五五、呼吸漂移和呼吸高峰、呼吸漂移和呼吸高峰 根据采后呼吸强度的变化曲线,呼吸作用又可根据采后呼吸强度的变化曲线,呼吸作用又可以分为呼吸跃变型和非呼吸跃变型两种类型。以分为呼吸跃变型和非呼吸跃变型两种类型。呼吸跃变型呼
13、吸跃变型(respiration climacteric),其特征是,其特征是在园艺产品采后初期,其呼吸强度渐趋下降,而后在园艺产品采后初期,其呼吸强度渐趋下降,而后迅速上升,并出现高峰,随后迅速下降。通常达到迅速上升,并出现高峰,随后迅速下降。通常达到呼吸跃变高峰时园艺产品的鲜食品质最佳,呼吸高呼吸跃变高峰时园艺产品的鲜食品质最佳,呼吸高峰过后,食用品质迅速下降。这类产品呼吸跃变过峰过后,食用品质迅速下降。这类产品呼吸跃变过程伴随有乙烯跃变的出现。程伴随有乙烯跃变的出现。2022-8-17242022-8-1725 呼吸跃变型果实包括:苹果、梨、香蕉、猕呼吸跃变型果实包括:苹果、梨、香蕉、猕
14、猴桃、杏、李、桃、柿、鳄梨、荔枝、番木瓜、猴桃、杏、李、桃、柿、鳄梨、荔枝、番木瓜、无花果、芒果无花果、芒果 呼吸跃变型蔬菜有:番茄、甜瓜、西瓜等。呼吸跃变型蔬菜有:番茄、甜瓜、西瓜等。呼吸跃变型花卉有:香石竹、满天星、香豌豆、呼吸跃变型花卉有:香石竹、满天星、香豌豆、月季、唐菖蒲、风铃草、金鱼草、蝴蝶兰、紫罗月季、唐菖蒲、风铃草、金鱼草、蝴蝶兰、紫罗兰等。兰等。2022-8-1726 非呼吸跃变非呼吸跃变(non-respiration climacteric fruit)采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平缓,采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平缓,不形成呼吸高峰,这类园艺产品称为非呼
15、吸跃变不形成呼吸高峰,这类园艺产品称为非呼吸跃变型园艺产品。非呼吸跃变型果实包括:柠檬、柑型园艺产品。非呼吸跃变型果实包括:柠檬、柑橘、菠萝、草莓、葡萄等。非呼吸跃变型蔬菜有:橘、菠萝、草莓、葡萄等。非呼吸跃变型蔬菜有:黄瓜、甜椒等。非呼吸跃变型花卉有:菊花、石黄瓜、甜椒等。非呼吸跃变型花卉有:菊花、石刁柏、千日红等刁柏、千日红等。2022-8-17272022-8-17282022-8-17292022-8-1730 六、影响呼吸作用的因素六、影响呼吸作用的因素 控制采后园艺产品的呼吸强度,是延长贮藏控制采后园艺产品的呼吸强度,是延长贮藏期和货架期的有效途径。影响呼吸强度的因素期和货架期的有
16、效途径。影响呼吸强度的因素很多,概括起来主要有:很多,概括起来主要有:2022-8-1731 1 1、种类和品种、种类和品种 不同种类和品种园艺产品的呼吸强度相差很大,不同种类和品种园艺产品的呼吸强度相差很大,这是由遗传特性所决定的。一般来说,热带、亚热带这是由遗传特性所决定的。一般来说,热带、亚热带果实的呼吸强度比温带果实的呼吸强度大,高温季节果实的呼吸强度比温带果实的呼吸强度大,高温季节采收的产品比低温季节采收的大。就种类而言,浆果采收的产品比低温季节采收的大。就种类而言,浆果的呼吸强度较大,柑橘类和仁果类果实的较小;蔬菜的呼吸强度较大,柑橘类和仁果类果实的较小;蔬菜中叶菜类呼吸强度最大果
17、菜类次之,根菜类最小。在中叶菜类呼吸强度最大果菜类次之,根菜类最小。在花卉上,月季、香石竹、菊花的呼吸强度从大到小,花卉上,月季、香石竹、菊花的呼吸强度从大到小,而表现出的贮藏寿命则依次增大。而表现出的贮藏寿命则依次增大。2022-8-1732植物种类 呼吸速率(氧气,鲜重)l g-1 h-1 仙人掌 3.00 蚕豆 96.60 小麦 251.00 细菌 10 000.002022-8-1733植物 器官 呼吸速率(氧气,鲜重)l g-1 h-1胡萝卜 根 25 叶 440苹果 果肉 30 果皮 95大麦 种子(浸泡15h)胚 715 胚乳 76 2022-8-1734 2 2、发育阶段与成熟
18、度、发育阶段与成熟度 一般而言,生长发育过程的植物组织、器官的一般而言,生长发育过程的植物组织、器官的生理活动很旺盛,呼吸代谢也很强。因此,不同发生理活动很旺盛,呼吸代谢也很强。因此,不同发育阶段的果实、蔬菜和花卉的呼吸强度差异很大。育阶段的果实、蔬菜和花卉的呼吸强度差异很大。如生长期采收的叶菜类蔬菜,此时营养生长旺盛,如生长期采收的叶菜类蔬菜,此时营养生长旺盛,各种生理代谢非常活跃,呼吸强度也很大。不同采各种生理代谢非常活跃,呼吸强度也很大。不同采收成熟度的瓜果,呼吸强度也有较大差异。以嫩果收成熟度的瓜果,呼吸强度也有较大差异。以嫩果供食的瓜果,其呼吸强度也大,而成熟瓜果的呼吸供食的瓜果,其
19、呼吸强度也大,而成熟瓜果的呼吸强度较小。强度较小。2022-8-1735 3、温度温度 与所有的生物活动过程一样,采后园艺与所有的生物活动过程一样,采后园艺产品贮藏环境的温度会影响其呼吸强度。在产品贮藏环境的温度会影响其呼吸强度。在一定的温度范围内,呼吸强度与温度呈正相一定的温度范围内,呼吸强度与温度呈正相关关系。适宜的低温,可以显著降低产品的关关系。适宜的低温,可以显著降低产品的呼吸强度,并推迟呼吸跃变型园艺产品的呼呼吸强度,并推迟呼吸跃变型园艺产品的呼吸跃变高峰的出现,甚至不表现呼吸跃变。吸跃变高峰的出现,甚至不表现呼吸跃变。2022-8-1736 4、湿度湿度 湿度对呼吸的影响,就目前来
20、看还缺湿度对呼吸的影响,就目前来看还缺乏系统深入的研究,但这种影响在许多贮藏乏系统深入的研究,但这种影响在许多贮藏实例中确有反映。实例中确有反映。2022-8-1737 5 5、环境气体成分、环境气体成分 环境环境0和和CO的浓度变化,对呼吸作用有直接的浓度变化,对呼吸作用有直接的影响。在不干扰组织正常呼吸代谢的前提下,适当的影响。在不干扰组织正常呼吸代谢的前提下,适当降低环境氧气浓度,并提高降低环境氧气浓度,并提高CO2浓度,可以有效抑制浓度,可以有效抑制呼吸作用,减少呼吸消耗,更好地维持产品品质,这呼吸作用,减少呼吸消耗,更好地维持产品品质,这就是气调贮藏的理论依据。就是气调贮藏的理论依据
21、。CH是一种成熟衰老植物激素,它可以增强呼是一种成熟衰老植物激素,它可以增强呼吸强度。园艺产品采后贮运过程中,由于组织自身代吸强度。园艺产品采后贮运过程中,由于组织自身代谢可以释放谢可以释放C C2 2H H4 4,并在贮运环境中积累,这对于一些,并在贮运环境中积累,这对于一些对对C CH H敏感产品的呼吸作用有较大的影响。敏感产品的呼吸作用有较大的影响。2022-8-1738 6 6、机械伤、机械伤 任何机械伤,即便是轻微的挤压和擦伤,任何机械伤,即便是轻微的挤压和擦伤,都会导致采后园艺产品呼吸强度不同程度的增都会导致采后园艺产品呼吸强度不同程度的增加。机械伤对产品呼吸强度的影响因种类、品加
22、。机械伤对产品呼吸强度的影响因种类、品种以及受损伤的程度而不同。伤呼吸。种以及受损伤的程度而不同。伤呼吸。2022-8-1739 7 7、化学物质、化学物质 有些化学物质,如青鲜素有些化学物质,如青鲜素(MH)、矮壮素、矮壮素(CCC)6-苄基嘌呤苄基嘌呤(6-BA)、赤霉素、赤霉素(GA)、2,4-D重氮化合物、脱氢醋酸钠、一氧化碳等,对呼吸重氮化合物、脱氢醋酸钠、一氧化碳等,对呼吸强度都有不同程度的抑制作用,其中的一些也作强度都有不同程度的抑制作用,其中的一些也作为园艺产品保鲜剂的重要成分。为园艺产品保鲜剂的重要成分。2022-8-1740 粮食贮藏需降低呼吸速率的原因:呼吸速率高,会消耗
23、大量有机物;呼吸放出的水分使粮堆湿度增大,呼吸加强;呼吸放出的热量使粮温升高,反过来又增强呼吸:同时高温高湿使微生物迅速繁殖,最后导致粮食变质。2022-8-1741 第二节 采后蒸腾生 理及其调控2022-8-1742一、蒸腾与失重一、蒸腾与失重 蒸腾作用是指水分以气体状态,通过植蒸腾作用是指水分以气体状态,通过植物体物体(采后果实、蔬菜和花卉采后果实、蔬菜和花卉)的表面,从体的表面,从体内散发到体外的现象。蒸腾作用受组织结构内散发到体外的现象。蒸腾作用受组织结构和气孔行为的调控,它与一般的蒸发过程不和气孔行为的调控,它与一般的蒸发过程不同。同。2022-8-1743失重失重(weight
24、loss),又称自然损耗,是指贮,又称自然损耗,是指贮藏过程器官的蒸腾失水和干物质损耗,所造成重藏过程器官的蒸腾失水和干物质损耗,所造成重量减少,成为失重。蒸腾失水主要是由于蒸腾作量减少,成为失重。蒸腾失水主要是由于蒸腾作用引致的组织水分散失;用引致的组织水分散失;干物质消耗则是呼吸作用导致的细胞内贮藏干物质消耗则是呼吸作用导致的细胞内贮藏物质的消耗。物质的消耗。失水是贮藏器官失重的主要原因。失水是贮藏器官失重的主要原因。2022-8-1744二、蒸腾作用对采后贮藏品质的影响二、蒸腾作用对采后贮藏品质的影响 贮藏器官的采后蒸腾作用,不仅影响贮藏贮藏器官的采后蒸腾作用,不仅影响贮藏产品的表观品质
25、,而且造成贮藏失重。产品的表观品质,而且造成贮藏失重。2022-8-1745三、影响采后蒸腾作用的因素三、影响采后蒸腾作用的因素 园艺产品采后蒸腾失重受本身的内在因素和外园艺产品采后蒸腾失重受本身的内在因素和外界环境条件的影响。界环境条件的影响。1、内在因素内在因素 (1)表面组织结构表面组织结构 表面组织结构对植物器官、组表面组织结构对植物器官、组织的水分蒸腾具有明显的影响。蒸腾的途径有两个织的水分蒸腾具有明显的影响。蒸腾的途径有两个,即自然孔道蒸腾和角质层蒸腾,即自然孔道蒸腾和角质层蒸腾。2022-8-17462022-8-1747(2)细胞的持水力细胞的持水力 细胞保持水分的能力与细胞中
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