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1、第十章 植物的成熟和衰老生理Chapter10PlantMaturationSenescencePhysiology§1成熟生理一.种子成熟过程中的生理生化变化 二.果实成熟过程中的生理生化变化一.种子成熟过程中的生理生化变化1.贮藏物质的变化（1）糖类淀粉种子，可溶性糖→淀粉（2）脂肪油料种子①糖类→脂肪②游离脂肪酸→脂肪,酸价(中和1克油脂中游离脂肪酸所需KOH的毫克数)降低。③饱和脂肪酸→不饱和脂肪酸,碘价(指100克油脂所能吸收碘的克数)升高。（3）蛋白质AA或酰胺→蛋白质（4）非丁Ca、Mg、Pi+肌醇→非
2、丁(植酸钙镁).水稻油菜1.可溶性糖2.淀粉3.千粒重4.含N物质5.粗脂肪2.种子成熟过程中其他生理变化(1)呼吸速率干物质积累迅速时，呼吸亦高，种子接近成熟时逐渐降低。(2)内源激素CTK,GA,IAA水稻呼吸速率玉米素（o）、GA(Δ)、IAA(□)虚线:千粒重小麦二、影响种子成熟的外界条件1、光照2、温度3、空气相对湿度4、土壤含水量5、矿质营养三.果实成熟过程中的生理生化变化1.呼吸作用的变化呼吸跃变跃变型果实2.有机物质的转化（1）糖类物质转化——甜味增加淀粉→可溶性糖（2）有机酸类转化——酸味减少有机酸
3、糖CO2+H2OK+、Ca2+盐（3）单宁物质转化——涩味消失单宁→氧化成过氧化物或凝结成不溶性物质（4）产生芳香物质——香味产生苹果…乙酸丁酯,香蕉…乙酸戊酯,柑橘…柠檬醛（5）果胶物质转化——果实变软原果胶(壁)→可溶性果胶、果胶酸、半乳糖醛酸淀粉→可溶性糖，（6）色素物质转化——色泽变艳叶绿素(果皮)分解，类胡萝卜素稳定→黄色，形成花色素→红色。（7）维生素含量增高3.内源激素的变化IAA,GA,CTK下降，ETH,ABA升高果实成熟的分子生物学进展果实成熟包含着复杂的生理生化变化，正被众多的植物生理生化学家和
4、分子生物学家所重视。研究表明，果实成熟是分化基因表达的结果。果实成熟过程中mRNA和蛋白质合成发生变化。例如番茄在成熟期有一组编码6种主要蛋白质的mRNA含量下降；另一组编码4～8种蛋白质的mRNA含量增加，其中包括多聚半乳糖醛酸酶(PG)的mRNA。这些mRNA涉及到色素的生物合成、乙烯的合成和细胞壁代谢。而编码叶绿体的多种酶的mRNA数量减少。图转反义ACC合成酶基因的番茄(左)和其亲本(右)同时采摘并贮藏相同时间第二节植物的衰老Section2SenescenceofPlants一、植物衰老的类型（Types）
5、整体衰老地上部衰老，多年生草本脱落衰老（落叶衰老）渐进衰老（顺序衰老）四种类型二、衰老的生物学意义①物种延续：一、二年生，物质营养器官→生殖器官避开严冬不利条件②内部机能调节：多年生，叶子衰老脱落之前，物质→茎,芽,根③生态适应一、二年生,基部叶片受光不足,顺序衰老，有利于植物保存营养物质，某些不良因素，早衰，减产。三、衰老时的生理生化变化1.光合速率下降叶绿体结构破坏叶绿素含量下降，失绿变黄Rubisco分解光合电子传递与光合磷酸化受阻2.呼吸速率下降较光合下降慢3.蛋白质含量下降合成减弱，分解加快4.核酸的含量下
6、降RNA、DNARNA合成降低,分解加快。5.生物膜结构变化膜脂的脂肪酸饱和程度逐渐增高，液晶态→凝固态，失去弹性。叶绿体、线粒体、细胞核等，膜结构衰退、破裂甚至解体，丧失功能,衰老解体。选择透性功能丧失，透性加大，膜脂过氧化加剧，膜结构逐步解体。6.植物内源激素的变化IAA,GA,CTK含量逐步下降ABA,ETH含量逐步增加死亡激素茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MJ)含量也增加。四、植物衰老的机理1、营养与衰老营养撤退学说：一稔植物开花结实后通常导致营养体的营养撤退，营养大量流入果实及籽粒中，营养的撤退导致营养体的迅
7、速衰老。许多试验表明，若摘除花果，可延迟叶片和整株的衰退老。2、核酸与衰老（1）差误理论：由于分子基因器在蛋白质合成过程中引起差误积累所造成的。差误是由于DNA的裂痕或缺损导致错误的转录、翻译造成的。当错误积累到某一阈值时，机能失常，出现衰老、死亡。（2）核酸的降解：RNA酶的活性上升，分解加速，从而影响蛋白质的生物合成能力。3、自由基与衰老（1）自由基：指具有不配对电子的原子、原子团、分子或离子。不稳定，寿命短；化学性质活泼，氧化能力强；能持续进行链式反应。种类无机氧自由基，如O2-．、OH·有机氧自由基，如ROO
8、·、RO·特点Fe2++H2O2→Fe3++OH—+•OH（2）自由基的清除系统①细胞保护酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）。SOD主要功能：清除O2—•，2O2—•+2H+→O2+H2O2104倍H2O2+H2O2→2H2O+O2H2O2+R(OH)2→2H2O+RO2CATPOD②非酶类的活性氧清除
