成熟與衰老生理

1、第九章 植物的成熟與衰老生理 Mature and senescence physiology of plant,本章重點： ◎種子與果實成熟的生理變化 ◎植物衰老的類型與機理 ◎種子休眠原因及打破休眠措施 ◎器官脫落生理,本章難點： ◎植物衰老機理 ◎衰老與脫落的調(diào)控,第一節(jié) 種子與果實的

2、成熟生理一、種子成熟時的生理變化1、有機物轉(zhuǎn)化①糖類變化 ●淀粉合成酶類活性升高 如：蔗糖合成酶、UDPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶 ●可溶性糖 大分子（淀粉、纖維素等）,,細胞質(zhì) 造粉體 Suc+UDP Starch

3、 SS Fru+UDPG ADPG G-1-P G-1-P G-6-P G-6-P F-6-P F-6-

4、P,,,,,,,,,,,,,,,,,,小麥胚乳細胞中由蔗糖到淀粉的生化途徑,②蛋白質(zhì)變化 豆科種子為例： 氨基酸、 酰胺 莢果皮，合成蛋白質(zhì)暫存 分解 酰胺

5、 運往種子 氨基酸 蛋白質(zhì),,,,,,③脂肪變化

6、 不飽和脂肪酸 飽和脂肪酸 糖 脂肪 甘油④非丁 鈣 鎂 + 肌醇 非?。–a,Mg,P的貯存庫） 磷,,,,,,,,2、生理變化（1）呼吸速率

7、 先升后降（2）內(nèi)源激素 下圖所示3、環(huán)境因子對種子成熟的影響（1）光照（2）溫度（3）水分（4）礦質(zhì)營養(yǎng),種子成熟過程中內(nèi)源激素的變化,二、果實生長與成熟是的生理變化1、果實的生長 ◎S型生長曲線 蘋果、梨、香蕉等 ◎雙S型生長曲線 桃、李、杏、柿子等,果實的生長曲線,2、果實成熟生理（1）

8、呼吸躍變(Respiratory climacteric) ◆ 概念： 果實成熟前，首先呼吸速率略降，成熟是呼吸速率急劇升高，然后又下降，此現(xiàn)象叫呼吸躍變。 ◆類型： 躍變型果實：桃、梨、蘋果、番茄、西瓜等 非躍變型果實：草莓、柑桔、葡萄等 ◆原因：　?、僖蚁?②酶活性,果實的呼吸躍變,乙烯產(chǎn)生與呼吸躍變,2、各種物質(zhì)轉(zhuǎn)化①甜味增加: starch

9、 glucose,fructose,sucrose②酸味減少：有機酸降解 CO2 + H2O③澀味消失：單寧降解④由硬變軟：原果膠 果膠酸、半乳糖醛酸⑤色澤變艷：葉綠素分解，花色苷、類胡蘿卜 素顯現(xiàn)3、內(nèi)源激素變化 （如圖所示）,,,,蘋果生活周期各階段激素變化,第二節(jié) 植物的衰老生理一、植物衰老的概念及類型（senescence,aging)1、概念：導

10、致植物自然死亡的一系列惡化過程。2、類型（1）整株衰老（2）地上部分衰老（3）漸進衰老（4）器官衰老3、衰老的生物學意義,二、植物衰老的細胞學基礎1、細胞衰老（1）細胞膜變化①成分變化 磷酯酶 脂氧合酶（LOX)磷脂 游離脂肪酸 過氧化物②結(jié)構(gòu)破壞，功能喪失,,,各種磷酯酶的分類及其作用部位

11、,LOX作用模式,2、器官衰老（1）葉片衰老 生理變化 細胞變化 形態(tài)變化,菜豆葉片衰老時生理變化,菜豆葉片衰老時生理變化,（2）花器官衰老 A:生理變化 呼吸增強 物質(zhì)水解 顏色變化或消失 B:細胞結(jié)構(gòu)變化 液泡自我吞噬現(xiàn)象,牽牛花瓣皮層細胞衰老過程（液泡自我吞噬）,三、植物衰老的機理1、DNA損傷學說 觀點：物理化學因子（

12、紫外線、電離輻射、化學誘變）導致DNA損傷 蛋白質(zhì)合成受阻或合成無功能蛋白 代謝紊亂 衰老2、遺傳程序?qū)W說 觀點：生物體的一切變化都是由基因控制的。3、生物自由基傷害學說 觀點：體內(nèi)自由基過多積累 破壞細胞膜及生物大分子 衰老,,,,,（1）生物自由基（Free radical）的概念 指生物體內(nèi)代謝產(chǎn)生的一些具有未配對電

13、子的原子、原子團、分子或離子。 種類： □無機氧自由基：O-2. 、 HO. □有機氧自由基：RO. 、ROO. ◎ 1O2、H2O2、ROOH,活性氧,,,,,各類活性氧之間的相互關(guān)系,（2）活性氧產(chǎn)生 部位：細胞壁、細胞核、葉綠體、線粒體、微體①單線態(tài)氧（1O2): A: 葉綠素作光敏化劑：chl chl* chl

14、 O2 1O2 B:Haber-weiss反應：O2-. + H2O2 1O2 + OH- + HO. C:超氧自由基歧化反應：2 O2-. + 2H+ 1O2 + H2O2 ②超氧自由基（ O2-. ）： A:葉綠體：Mehler 反應 B:線粒體：呼吸鏈中將電子直

15、接交給氧。,,,,,,,③HO. A:Fenton反應： H2O2 + Fe2+ HO. +OH- + Fe3+ B:Haber-weiss反應：O2-. + H2O2 1O2 + OH- + HO.,,,,（3）活性氧對植物的傷害 ① 對核酸的破壞作用 □加成反應 □奪氫反應,活性氧對核酸的破壞作用,②對蛋白質(zhì)的破壞作用 主要是導致蛋白

16、質(zhì)的交聯(lián)，包括分子內(nèi)交聯(lián)分子間交聯(lián)。A:-SH氧化成-S-S- R1-SH+R2-SH HO. R1-S-S-R2+H2OB:氫抽提作用，形成蛋白質(zhì)自由基C:加成反應，生成二聚體蛋白自由基D:MDA作為交聯(lián)劑導致蛋白質(zhì)交聯(lián),,蛋白質(zhì)的分子內(nèi)和分子間交聯(lián),③對細胞膜的破壞作用 膜透性增大，選擇透性喪失膜脂過氧化 膜結(jié)合酶失活 產(chǎn)物MDA導致蛋白質(zhì)交聯(lián),

17、,,,脂質(zhì)過氧化示意圖,四、植物衰老的調(diào)節(jié)1、環(huán)境條件對衰老的影響 ◆Temperature ◆ Light ◆ Water ◆ Oxygen in air ◆ Mineral2、植物自身調(diào)節(jié)（1）激素調(diào)節(jié)（2）活性氧防御體系,①酶促防御系統(tǒng)—SOD、CAT、GSH-POD等 SOD O2-. + O2-.

18、 O2 + H2O2 CAT H2O2 + H2O2 H2O2 + O2 ②非酶促防御系統(tǒng) Vc 、Ve 、GSH、類胡蘿卜素等（3）多胺調(diào)節(jié),,,第三節(jié) 器官脫落生理一、概念 正常脫落、脅迫脫落、生理脫落二、器官脫落的機理及其影響因素1、離層與脫落2、激素與脫落（1）IAA:生長素梯度學說（2）乙

19、烯（3）ABA,雙子葉植物葉柄基部離層部分縱切面,離層細胞的溶解方式A.僅胞間層溶解；B.胞間層及細胞壁溶解；C.整層細胞溶解,在離區(qū)兩側(cè)分別用生長素處理對四季豆葉柄脫落的影響,四季豆葉柄脫落率與果膠酶活性的關(guān)系,3、營養(yǎng)狀況與脫落4、環(huán)境條件對脫落的影響(1)Temperature(2)Oxygen(3)Water(4）Mineral(5)Light,本章復習思考題：一、名詞：衰老、生物自由基、活性氧、膜脂過氧化、生