植物的成熟与衰老 (2)讲稿.ppt
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1、关于植物的成熟与衰老(2)第一页,讲稿共三十八页哦第十章第十章 植物的生殖与衰老植物的生殖与衰老第一节第一节 授粉与授精授粉与授精(自学自学)第二节第二节 种子和果实成熟时的生理变化种子和果实成熟时的生理变化(自学自学)第三节第三节 休眠休眠第四节第四节 衰老与脱落衰老与脱落第二页,讲稿共三十八页哦本章重点本章重点1.1.种子休眠原因,解除方法;芽休眠原因和调控种子休眠原因,解除方法;芽休眠原因和调控2.2.衰老时生理生化变化,解释衰老学说及调控衰老时生理生化变化,解释衰老学说及调控3.3.脱落的细胞学和生物学过程及影响因素脱落的细胞学和生物学过程及影响因素第三页,讲稿共三十八页哦一、植物的休
2、眠一、植物的休眠 植物的休眠植物的休眠:指植物在一年中,不良环境或季节来临时,植物的某些器官或整指植物在一年中,不良环境或季节来临时,植物的某些器官或整株处于生长极为缓慢或者暂停的状态,并出现保护性结构或形成贮藏株处于生长极为缓慢或者暂停的状态,并出现保护性结构或形成贮藏器官,以利抵抗和适应恶劣的外界环境条件的现象。器官,以利抵抗和适应恶劣的外界环境条件的现象。(一)休眠的器官(一)休眠的器官种子休眠种子休眠芽休眠芽休眠变态地下器官休眠变态地下器官休眠器官器官第三节第三节 休眠休眠第四页,讲稿共三十八页哦(二)休眠的生理类型(二)休眠的生理类型1.1.真正休眠真正休眠:又叫深休眠又叫深休眠,生
3、理休眠(生理休眠(physiological dormancyphysiological dormancy)是一种自发性的休眠。是一种自发性的休眠。在深休眠的中期阶段,植物的生长活动接近最低点,含水量极低,这时在深休眠的中期阶段,植物的生长活动接近最低点,含水量极低,这时即使给予适应的外界环境条件,也不生长即使给予适应的外界环境条件,也不生长。2.2.强迫休眠强迫休眠:又叫:又叫相对休眠相对休眠。当植物遇到不良环境条件时,出现生长缓慢或停止状态,给予适应的条当植物遇到不良环境条件时,出现生长缓慢或停止状态,给予适应的条件又开始萌发生长件又开始萌发生长。第五页,讲稿共三十八页哦种子休眠:种子休眠
4、:成熟种子在合适的萌发条件下仍不能萌发的现象。成熟种子在合适的萌发条件下仍不能萌发的现象。二、种子休眠的原因和破除二、种子休眠的原因和破除(一一)种皮限制种皮限制种皮不透水、不透气;种皮太硬等;种皮不透水、不透气;种皮太硬等;物理、化学方法破除;物理、化学方法破除;氨水(1:50)处理松树种子,98%浓硫酸皂荚种子冲洗浸泡(二二)种子未完成后熟种子未完成后熟后熟后熟:种子在休眠期内发生的生理生化过程。种子在休眠期内发生的生理生化过程。可用层积处理的方法破除休眠。可用层积处理的方法破除休眠。第六页,讲稿共三十八页哦(三三)胚未完全发育胚未完全发育(四四)抑制物质的存在抑制物质的存在有些植物的果实
5、或种子存在抑制种子萌发的物质。有些植物的果实或种子存在抑制种子萌发的物质。可通过水洗等方法去除抑制物质。可通过水洗等方法去除抑制物质。第七页,讲稿共三十八页哦三、芽休眠的原因三、芽休眠的原因 多年生木本植物遇到不良环境,节间缩短,芽停止抽出,多年生木本植物遇到不良环境,节间缩短,芽停止抽出,并出现并出现“芽鳞片芽鳞片”等保护结构,以便度过低温与干旱环境。等保护结构,以便度过低温与干旱环境。原因:原因:1 1)日照长度)日照长度 长日照长日照-生长;短日照生长;短日照-休眠休眠 2 2)休眠促进物)休眠促进物 ABA-ABA-增加增加 休眠芽恢复生长休眠芽恢复生长-CTK-CTK 增加增加 第八
6、页,讲稿共三十八页哦四、变态地下器官休眠四、变态地下器官休眠 多年生草本植物,遇到干旱、高温等不良多年生草本植物,遇到干旱、高温等不良环境,形成变态的地下器官,如球茎、鳞茎、环境,形成变态的地下器官,如球茎、鳞茎、块茎等,进入休眠。块茎等,进入休眠。五、休眠的延长五、休眠的延长生产实践中适当的延长休眠,可延长某些植物的生产实践中适当的延长休眠,可延长某些植物的贮藏时间,但经过人工处理的器官,不易做种用。贮藏时间,但经过人工处理的器官,不易做种用。方法:方法:适当的生长调节剂处理;适当的生长调节剂处理;需光种子用遮光处理;需光种子用遮光处理;不清洗抑制物等不清洗抑制物等第九页,讲稿共三十八页哦第
7、四节植物的衰老生理第四节植物的衰老生理一、植物的衰老一、植物的衰老(一)植物衰老的概念(一)植物衰老的概念 指一个器官或整个植株的生命功能衰退,最后导致自然死亡的一指一个器官或整个植株的生命功能衰退,最后导致自然死亡的一系列老化过程系列老化过程.基本特征:基本特征:生活力下降生活力下降。生理上表现:生理上表现:促进衰老与成熟的激素促进衰老与成熟的激素增多增多(ABA,ETH););抑制衰老、促进生长的激素抑制衰老、促进生长的激素减少;减少;合成代谢降低,分合成代谢降低,分解代谢加强,物质外运。解代谢加强,物质外运。外观上表现:外观上表现:叶片褪绿,器官脱落,最后死亡。叶片褪绿,器官脱落,最后死
8、亡。第十页,讲稿共三十八页哦(二)植物衰老类型(二)植物衰老类型1.整株衰老(整株衰老(overall senescence):):一一年年生生和和二二年年生生植植物物(如如玉玉米米、花花生生、冬冬小小麦麦),通通常常在开花结实后出现整株衰老死亡。在开花结实后出现整株衰老死亡。2.地上部分衰老地上部分衰老(top senescence):多年生草本植物。多年生草本植物。3.渐近衰老渐近衰老(progressive senescence):常绿乔木,叶片分批轮换衰老脱落。常绿乔木,叶片分批轮换衰老脱落。4.脱落衰老(脱落衰老(deciduous sennescence):):如如 果实、花的衰老
9、。果实、花的衰老。(三)衰老的生物学意义(三)衰老的生物学意义 增强繁殖能力;增强繁殖能力;抵抗逆境。抵抗逆境。第十一页,讲稿共三十八页哦1.自由基损伤学说自由基损伤学说 衰老常伴有衰老常伴有超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SODSOD)活性)活性降低和降低和脂氧合酶活性升高脂氧合酶活性升高(lipoxygenase,LOXLOX,催化膜脂中不饱和脂肪酸的加氧,产生自由基),),导致生物体内自由基产生与消除的导致生物体内自由基产生与消除的平衡被破坏,以致积累平衡被破坏,以致积累过量的自由基过量的自由基,对细胞膜及生物大分子产生破对细胞膜及生物大分子产生破
10、坏作用。坏作用。如加强酶蛋白的降解、如加强酶蛋白的降解、促进脂质过氧化反应、促进脂质过氧化反应、加速乙烯的产生、加速乙烯的产生、引起引起DNADNA的损伤、的损伤、改变酶的性质等,改变酶的性质等,进而引起衰老二、植物衰老的机理二、植物衰老的机理(四)植物衰老的原因(四)植物衰老的原因第十二页,讲稿共三十八页哦(1)生物自由基)生物自由基(Free Radical Free Radical)的概念的概念 生物自由基(生物自由基(Free RadicalFree Radical)是指生物体代谢产生的自由基。)是指生物体代谢产生的自由基。又称游离基,是带有未配对电子的原子、原子团、分子或离子等。又称
11、游离基,是带有未配对电子的原子、原子团、分子或离子等。(2)生物自由基种类)生物自由基种类生物自由基生物自由基 氧自由基氧自由基(oxygen free radical)(主要的生物自由基)(主要的生物自由基)非含氧自由基,如非含氧自由基,如CH3.、(、(C6H5)3C无机氧自由基无机氧自由基,如超氧自由基(如超氧自由基(O2.-)、羟)、羟基自由基(基自由基(.OH););有机氧自由基有机氧自由基,如过氧化物自由基如过氧化物自由基(ROO.)、烷氧自由基()、烷氧自由基(RO.)和多元不)和多元不饱和脂肪酸自由基(饱和脂肪酸自由基(PUFA.)。含氧非自由基含氧非自由基(1O2,H2O2)
12、活性氧活性氧第十三页,讲稿共三十八页哦自由基的特点:自由基的特点:不稳定,寿命短;不稳定,寿命短;化学性质活泼,氧化能力强;化学性质活泼,氧化能力强;能持续进行链式反应。能持续进行链式反应。活性氧(活性氧(active oxygen)化学性质活泼,氧化能力很强的含氧物质的总称。化学性质活泼,氧化能力很强的含氧物质的总称。生物体内活性氧生物体内活性氧 -氧自由基、单线态氧和氧自由基、单线态氧和H H2 2O O2 2、NONO、NONO2 2等。等。它们能氧化生物大分子,破坏细胞膜的结构与功能,它们能氧化生物大分子,破坏细胞膜的结构与功能,其中其中O O2 2.-.-的氧化能力特强,能迅速攻击所
13、有生物大分子,包的氧化能力特强,能迅速攻击所有生物大分子,包括括DNADNA,引起细胞死亡。,引起细胞死亡。第十四页,讲稿共三十八页哦(3)自由基的产生)自由基的产生产生部位:产生部位:细胞壁、细胞核、叶绿体、线粒体及微体等。细胞壁、细胞核、叶绿体、线粒体及微体等。产生途径:产生途径:单电子的氧化还原;单电子的氧化还原;共价键的断裂;共价键的断裂;高能辐射;高能辐射;光分解;光分解;逆境条件逆境条件 A.单线态氧(单线态氧(1O2)的产生)的产生B.超氧自由基的产生超氧自由基的产生C.羟基自由基的产生羟基自由基的产生第十五页,讲稿共三十八页哦(4)自由基对植物的损伤)自由基对植物的损伤自由基对
14、核酸、脂肪、蛋白质都会造成损伤。自由基对核酸、脂肪、蛋白质都会造成损伤。对对核酸核酸的伤害:的伤害:通过通过加成加成和和夺氢反应夺氢反应使碱基降解,并诱发新的嘌呤自由基和嘧碇自由基使碱基降解,并诱发新的嘌呤自由基和嘧碇自由基的产生,导致的产生,导致碱基缺失碱基缺失或者使或者使主链断裂主链断裂。对对脂类脂类的伤害的伤害:主要是脂质的过氧化作用。即指自由基对类脂中的不饱和脂肪酸引主要是脂质的过氧化作用。即指自由基对类脂中的不饱和脂肪酸引发而产生的一系列自由基反应。发而产生的一系列自由基反应。过氧化不仅严重影响膜脂的过氧化不仅严重影响膜脂的有序排列和膜酶的空间构型有序排列和膜酶的空间构型,而且使而且
15、使膜的透膜的透性增大性增大,细胞内的物质外渗细胞内的物质外渗,致使细胞代谢紊乱致使细胞代谢紊乱。脂质过氧化产生的过氧化物(脂质过氧化产生的过氧化物(ROOHROOH)可以分解为丙二醛()可以分解为丙二醛(MDAMDA),并),并进一步形成脂褐素。进一步形成脂褐素。第十六页,讲稿共三十八页哦对对蛋白质蛋白质的伤害的伤害:由脂质过氧化过程所产生的脂性自由基(如由脂质过氧化过程所产生的脂性自由基(如RORO.、ROOROO.)能引发膜蛋)能引发膜蛋白(包括膜酶)发生白(包括膜酶)发生聚合聚合和和交联交联,是自由基对蛋白质损伤的主要形式。是自由基对蛋白质损伤的主要形式。丙二醛对蛋白质的交联作用。丙二醛
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