第十一章植物的成熟和衰老生理课件.ppt
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- 第十一 植物 成熟 衰老 生理 课件
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1、第十一章第十一章 植物的衰老、脱落与休眠植物的衰老、脱落与休眠第一节第一节 种子成熟生理种子成熟生理一、谷物种子成熟的生理生化变化一、谷物种子成熟的生理生化变化1.主要有机物的变化主要有机物的变化1)糖类的变化)糖类的变化 种子成熟过程中,可溶性碳水化合物含量逐渐降低,种子成熟过程中,可溶性碳水化合物含量逐渐降低,淀粉含量不断增加。说明淀粉是由可溶性糖类转化而来。淀粉含量不断增加。说明淀粉是由可溶性糖类转化而来。淀粉种子成熟期间,碳水化合物的变化有两大特点:淀粉种子成熟期间,碳水化合物的变化有两大特点:可溶性的低分子化合物转化为不溶性的高分子化合物可溶性的低分子化合物转化为不溶性的高分子化合物
2、 (如淀粉和纤维素)(如淀粉和纤维素)催化淀粉合成的酶类活性提高催化淀粉合成的酶类活性提高2)脂肪的变化)脂肪的变化 大豆、花生、油菜、向日葵等的种子脂肪含量很高,称之为大豆、花生、油菜、向日葵等的种子脂肪含量很高,称之为脂脂肪种子或油料种子。肪种子或油料种子。油料种子形成过程中脂肪代谢的特点:油料种子形成过程中脂肪代谢的特点:油料种子中的脂肪是由糖类转化而来油料种子中的脂肪是由糖类转化而来酸价(中和酸价(中和1g油脂中游离的脂肪酸所需油脂中游离的脂肪酸所需KOH的的mg数)数)逐渐降低,说明种子成熟初期形成了大量游离脂肪酸;逐渐降低,说明种子成熟初期形成了大量游离脂肪酸;碘价(碘价(100g
3、油脂所吸收碘的克数)逐渐升高,说明组成油脂所吸收碘的克数)逐渐升高,说明组成 油脂脂肪酸的不饱和程度与数量逐渐提高。油脂脂肪酸的不饱和程度与数量逐渐提高。2)脂肪的变化)脂肪的变化 大豆、花生、油菜、向日葵等的种子脂肪含量很高,称之为大豆、花生、油菜、向日葵等的种子脂肪含量很高,称之为脂脂肪种子或油料种子。肪种子或油料种子。油料种子形成过程中脂肪代谢的特点:油料种子形成过程中脂肪代谢的特点:油料种子中的脂肪是由糖类转化而来油料种子中的脂肪是由糖类转化而来酸价(中和酸价(中和1g油脂中游离的脂肪酸所需油脂中游离的脂肪酸所需KOH的的mg数)数)逐渐降低,说明种子成熟初期形成了大量游离脂肪酸;逐渐
4、降低,说明种子成熟初期形成了大量游离脂肪酸;碘价(碘价(100g油脂所吸收碘的克数)逐渐升高,说明组成油脂所吸收碘的克数)逐渐升高,说明组成 油脂脂肪酸的不饱和程度与数量逐渐提高。油脂脂肪酸的不饱和程度与数量逐渐提高。1.先形成大量游离脂肪酸,而后合成复杂的先形成大量游离脂肪酸,而后合成复杂的油脂。油脂。2先形成饱和脂肪酸,再转化为不饱和脂肪先形成饱和脂肪酸,再转化为不饱和脂肪酸。酸。干干重重()()干干重重()()油菜种子在成熟过程中各种有机物变化情况油菜种子在成熟过程中各种有机物变化情况天数(天数(d)3)蛋白质的变化)蛋白质的变化 豆科植物种子富含蛋白质,称为豆科植物种子富含蛋白质,称为
5、蛋白质种子蛋白质种子。贮藏蛋。贮藏蛋白没有明显的生理活性,主要功能是提供种子萌发时所需白没有明显的生理活性,主要功能是提供种子萌发时所需的氮。的氮。非蛋白氮(氨基酸、酰胺等)不断下降,蛋白质的氮非蛋白氮(氨基酸、酰胺等)不断下降,蛋白质的氮含量不断增加,总含氮量变化不大。含量不断增加,总含氮量变化不大。2.种子成熟过程中其它生理变化种子成熟过程中其它生理变化1.呼吸速率的变化呼吸速率的变化 在种子形成过程中,干物质积累迅速时,呼吸速率在种子形成过程中,干物质积累迅速时,呼吸速率高,种子接近成熟时,呼吸速率逐渐降低。高,种子接近成熟时,呼吸速率逐渐降低。2.含水量的变化含水量的变化 含水量逐渐降
6、低,干物质增加,子粒的总重量有所含水量逐渐降低,干物质增加,子粒的总重量有所降低。降低。3.内源激素的变化内源激素的变化 子粒生长发育初期,正激素(子粒生长发育初期,正激素(CTK、IAA、GA)含量升高;种子成熟时,含量升高;种子成熟时,ABA含量迅速增加。含量迅速增加。100100804010 20 30 40 50 6010 20 30 40 50 60每每1010粒子粒中的干物质粒子粒中的干物质300300200200100100 水分水分干物质干物质开花后的天数开花后的天数含含 水水 量量 (%)4.外界条件对种子成分及成熟过程的影响外界条件对种子成分及成熟过程的影响 1)温度)温度
7、 温度过高,呼吸消耗大,籽粒不饱满;温度过高,呼吸消耗大,籽粒不饱满;温度过低,不利于有机物质运输与转化,种子瘦小成温度过低,不利于有机物质运输与转化,种子瘦小成熟推迟;熟推迟;温度适中利于物质的积累,促进成熟。温度适中利于物质的积累,促进成熟。昼夜温差大有利于种子成熟并能增产。昼夜温差大有利于种子成熟并能增产。温度影响种子化学成分的含量。我国北方大豆种子成温度影响种子化学成分的含量。我国北方大豆种子成熟时,温度低,种子含油量高,油脂中不饱和脂肪酸含量熟时,温度低,种子含油量高,油脂中不饱和脂肪酸含量高(碘价高),蛋白质含量较低;而南方情况相反。高(碘价高),蛋白质含量较低;而南方情况相反。2
8、)光照)光照 光照强度直接影响种子内有机物质的积累,光照光照强度直接影响种子内有机物质的积累,光照强,同化产物多,输入到籽粒的多,产量高,连阴天强,同化产物多,输入到籽粒的多,产量高,连阴天导致千粒重减小,造成减产。导致千粒重减小,造成减产。3)水分)水分 干热风造成减产的原因干热风造成减产的原因 A 光合产物不能顺利地运往子粒,造成灌浆不足,子光合产物不能顺利地运往子粒,造成灌浆不足,子 粒瘦小;粒瘦小;B 子粒中水解酶的活力升高,大分子物质合成受阻。子粒中水解酶的活力升高,大分子物质合成受阻。土壤干旱为何形成瘦小的玻璃状籽粒土壤干旱为何形成瘦小的玻璃状籽粒 土壤缺水破坏体内水分平衡,可溶性
9、糖不能顺利土壤缺水破坏体内水分平衡,可溶性糖不能顺利地转变为淀粉,使糊精胶结而形成瘦小不饱满的玻璃地转变为淀粉,使糊精胶结而形成瘦小不饱满的玻璃状籽粒。状籽粒。我国北方地区小麦蛋白含量为何比南方我国北方地区小麦蛋白含量为何比南方 南方降水充沛,利于淀粉合成;北方降水相对较南方降水充沛,利于淀粉合成;北方降水相对较少,淀粉合成受阻,营养物质用于合成蛋白的机会增少,淀粉合成受阻,营养物质用于合成蛋白的机会增大。大。4.矿质营养矿质营养 氮肥氮肥可提高淀粉型种子蛋白质含量;可提高淀粉型种子蛋白质含量;钾肥钾肥能加速糖类由茎叶向籽粒或贮存器官(如块根、能加速糖类由茎叶向籽粒或贮存器官(如块根、块茎)运
10、输并转化成淀粉。块茎)运输并转化成淀粉。磷、钾肥磷、钾肥对油料种子脂肪的形成也有促进作用。对油料种子脂肪的形成也有促进作用。第二节第二节 果实成熟生理果实成熟生理1.果实的生长发育果实的生长发育 果实生长的大周期:果实生长的大周期:单单S型生长曲线(慢型生长曲线(慢-快快-慢);肉质果实慢);肉质果实 双双S型生长曲线(慢型生长曲线(慢-快快-慢慢-快快-慢),慢),为一些核较大的为一些核较大的 果实(葡萄)。果实(葡萄)。果实质量果实质量果实质量果实质量时间时间时间时间苹果生长的苹果生长的S曲线曲线樱桃生长的双樱桃生长的双S曲线曲线苹果苹果樱桃樱桃单性结实:指不经受精作用而形成不含种子单性结
11、实:指不经受精作用而形成不含种子的果实。的果实。1、天然的单性结实:基因突变、天然的单性结实:基因突变2、刺激单性结实:人工刺激、刺激单性结实:人工刺激IAA茄子、番茄、草莓,茄子、番茄、草莓,GA葡萄葡萄2.果实的成熟果实的成熟1)呼吸速率的变化呼吸速率的变化 呼吸跃变呼吸跃变/呼吸骤变(呼吸骤变(respiratoryclimacteric)或呼)或呼吸峰吸峰:部分果实成熟时,呼吸速率降低,到成熟末期又急:部分果实成熟时,呼吸速率降低,到成熟末期又急剧升高,最后又降低,这个现象叫做果实的呼吸跃变。剧升高,最后又降低,这个现象叫做果实的呼吸跃变。呼吸跃变的出现标志着果实成熟,达到可食的程度。
12、呼吸跃变的出现标志着果实成熟,达到可食的程度。呼吸速率(呼吸速率(mlCO2Kg-1h-1)果实成熟过程中的呼吸骤变果实成熟过程中的呼吸骤变 摘后日期(摘后日期(d)鳄鳄 梨梨香香 蕉蕉梨梨苹苹 果果跃变型果实:在成熟期表现呼吸跃变现象,例如苹跃变型果实:在成熟期表现呼吸跃变现象,例如苹 果、梨、香蕉等。果、梨、香蕉等。非跃变型果实:在成熟期不发生呼吸跃变现象,例非跃变型果实:在成熟期不发生呼吸跃变现象,例 如柑桔、葡萄、樱桃等。如柑桔、葡萄、樱桃等。乙烯是诱发呼吸跃变的物质。乙烯是诱发呼吸跃变的物质。果果 实实 种种 类类呼吸跃变的原因:果实产生乙烯呼吸跃变的原因:果实产生乙烯果皮细胞透性果
13、皮细胞透性内部氧化速度加快内部氧化速度加快呼吸作用呼吸作用物质分解物质分解成熟成熟 应用:人工加速或延缓呼吸骤变,加速或延缓成熟。应用:人工加速或延缓呼吸骤变,加速或延缓成熟。(1)催熟:乙烯(烟熏、乙烯利)、酒精)催熟:乙烯(烟熏、乙烯利)、酒精、温水、温水浸泡。浸泡。(2)保青:控制气体,提高)保青:控制气体,提高CO2(0.2%-2%)浓度。)浓度。相对变化相对变化%跃变型果实的生长及其呼吸进程图跃变型果实的生长及其呼吸进程图具有呼吸跃变的果实具有呼吸跃变的果实鸭鸭 梨梨桃桃苹苹 果果凤凤 梨梨柑柑 橘橘葡葡 萄萄不具有呼吸跃变的果实不具有呼吸跃变的果实2)果实成熟时物质的转化)果实成熟
14、时物质的转化 糖类物质转化甜味增加糖类物质转化甜味增加 果实在成熟期甜度增加,果实在成熟期甜度增加,甜味来自于淀粉等贮藏物质的甜味来自于淀粉等贮藏物质的水解产物如蔗糖、葡萄糖和果水解产物如蔗糖、葡萄糖和果糖等。糖等。含量(含量(%)图图1014 果实成熟过程中淀粉的水解作用果实成熟过程中淀粉的水解作用有机酸类转变酸味减少有机酸类转变酸味减少 果实的酸味出于有机酸的积累。这些有机酸主要贮存果实的酸味出于有机酸的积累。这些有机酸主要贮存在液泡中。有机酸可来自于碳代谢途径、三羧酸循环、氨在液泡中。有机酸可来自于碳代谢途径、三羧酸循环、氨基酸的脱氨等。生果中含酸量高,随着果实的成熟,含酸基酸的脱氨等。
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