《植物生理》PPT课件

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1、第十二章植物的成熟和衰老生理1.种子的成熟生理2.果实的生长和成熟生理3.植物的休眠生理4.植物的衰老生理5.植物器官脱落生理4植物的衰老4.1衰老的类型、意义4.2衰老时的生理生化变化4.3植物衰老的原因4.4影响衰老的条件4.5衰老的人工控制4.1植物衰老的概念、类型及意义植物的衰老（senescence）是指细胞、组织、器官或整个植株生理功能衰退，最终自然死亡的过程。衰老是受植物遗传控制的、主动和有序的发育过程。环境因素可以诱导衰老。植物衰老可分为四种类型：(1)整株衰老一生中只开一次花的植物，

2、一年生植物、二年生植物及个别多年生植物，开花后整株衰老死亡。(2)上部衰老多年生草本植物，地上部随着生长季节的结束而每年死亡，而根仍可以继续生存多年；(3)落叶衰老多年生落叶木本植物的茎和根能生活多年，而叶子每年衰老死亡和脱落;(4)渐近衰老多年生常绿木本植物较老的器官和组织随时间的推移逐渐衰老脱落，并被新的器官所取代。(2)(3)(4)类为一生中能多次开花的植物植物衰老的意义1)保证物种的延续例如,一稔植物在整株衰老的同时,已把相当一部分养分转移到果实、种子中贮藏，为新个体生存与生长准备了物质基础。

3、2）内部生理机能的恢复如多稔植物，叶片衰老时，部分营养物质也可转运到果实、种子、根茎及新生器官得以再度利用，为植物的重新生长提供营养。3）生态适应在秋天，落叶植物叶片的同步衰老和脱落，大大降低了蒸腾作用，有利于植株度过干燥和严寒的冬季。1）生物膜的破坏膜磷脂降解，膜结构逐步解体，透性增加，选择功能丧失。2）蛋白质显著下降分解大于合成蛋白质含量下降原因有两种可能：一是蛋白质合成能力减弱，一是蛋白质分解加快。3）核酸含量的变化分解大于合成RNA、DNA含量下降，RNA下降更快。4.2衰老时的生理生化变化4

4、）光合速率下降叶片衰老时，叶绿体被破坏，叶绿素含量迅速下降。伴随着蛋白水解酶活性增强的过程，Rubisco减少，光合电子传递和光合磷酸化受到阻碍，所以光合速率下降。5）呼吸速率下降在叶子衰老过程中，线粒体变化不如叶绿体那么大。呼吸速率迅速下降，后来又急剧上升，再迅速下降，似果实一样，有呼吸骤变。衰老时的呼吸底物有改变，不是糖而是氨基酸。此外，衰老时呼吸过程的氧化磷酸化逐步解耦联。6)激素变化—激素平衡打破ABA和ETH增加，IAA、GA、CTK下降。RNA4.3植物衰老的原因关于衰老的机理，有基因调控

5、理论、自由基伤害理论、营养亏缺理论、程序化细胞凋亡理论、植物激素调控理论等各种学说。（1）营养亏缺理论在自然条件下，单稔植物一旦开花结实后，全株就衰老死亡。这是因为生殖器官是一个很大的“库”，垄断了植株营养的分配，聚集营养器官的养料，引起植物营养体的衰老。这个理论不能说明下列问题：（1）即使供给已开花结实植株充分养料，也无法使植株免于衰老；（2）雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后，不能结实，谈不上积集营养体养分，但雄株仍然衰老死亡。（2）植物激素调节假说一般认为植物的衰老是由一种或多种激素综合控制的

6、。CTK、GA及生长素类延缓衰老，ABA、ETH促进植物的衰老。ABA含量的增加是引起叶片衰老的重要原因。ABA抑制核酸和蛋白质的合成，加速叶中RNA和蛋白质的降解；而乙烯能增加膜透性、形成自由基、导致膜脂过氧化、抗氰呼吸增强、物质消耗过多，促进衰老。植物营养生长时，根系合成的细胞分裂素运到叶片，促使叶片蛋白质合成，推迟植株衰老。植株开花结实时，一方面是根系合成细胞分裂素数量减少，叶片得不到足够的细胞分裂素；另一方面是，花和果实内细胞分裂素含量增大，成为植株代谢旺盛的生长中心，促使叶片的养料运向果实，

7、这就是叶片缺乏细胞分裂素导致叶片衰老的原因。另一种解释是花或种子中形成促进衰老的激素（脱落酸和乙烯），运到植株营养器官所致。认为植物的衰老是衰老基因表达的结果。将叶片衰老定义为基因在环境条件下顺序表达所引起的一系列生理生化代谢的衰退过程。衰老是遗传因子调控下主动过程。在衰老过程中表达上调或增加的基因称为衰老相关基因（SAG）。而表达下调或减少的基因称为衰老下调基因（SDG）。SAG包括降解酶如蛋白酶、核酸酶、脂酶等基因、与物质再循环有关酶如谷氨酰胺合成酶基因以及与乙烯合成相关的ACC合酶和ACC氧化酶

8、基因。（3）衰老基因调控学说有人提出DNA损伤假说内容：植物衰老是由于基因表达在蛋白质合成过程中引起差误（氨基酸排列顺序错误或多肽链折叠的错误）积累所造成的。当错误的产生超过某一阈值时，机能失常，导致衰老。某些理化因子也使DNA受损。（4）自由基损伤假说植物体内产生过多的自由基，对生物膜、生物大分子及叶绿素有破坏作用，导致植物体的衰老、死亡。与衰老密切相关的E：超氧化物歧化E（SOD）和脂氧合E（LOX）。SOD参与自由基的清除和膜的保护，而LOX催化膜