植物生理學(xué)十二章

第十二章植物的成熟和衰老生理一.漢譯英并解釋名詞呼吸躍變：(respiratoryclimacteric)指當(dāng)果實(shí)成熟到一定程度時(shí)，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，然后又下降的現(xiàn)象。單性結(jié)實(shí)：(porthenocarpy)是指子房不經(jīng)過受精作用而形成不含種子果實(shí)的現(xiàn)象。單性結(jié)實(shí)可分為天然的單性結(jié)實(shí)和人工的單性結(jié)實(shí)兩種類型。天然的單性結(jié)實(shí)又稱自發(fā)單性結(jié)實(shí)。指在自然條件下，不經(jīng)傳粉或其他任何刺激，便能發(fā)育結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。如香蕉、臍橙、鳳梨、溫州蜜桔及葡萄的某些品種。人工的單性結(jié)實(shí)又稱刺激單性結(jié)實(shí)。指需要通過某種誘導(dǎo)才能引起單性結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。誘導(dǎo)因素(刺激物)包括異種植物的花粉、生長調(diào)節(jié)物質(zhì)或其他化學(xué)物質(zhì)，低溫、高溫、高光強(qiáng)度等。例如，用爬山虎的花粉刺激葡萄的柱頭，用2,4-D、吲哚乙酸等刺激瓜類和番茄的柱頭，用赤霉素噴灑或浸泡玫瑰香葡萄果穗來誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)，均取得良好效果。休眠：(dormancy)是植物的整體或某一部分(成熟種子、芽和鱗莖等)生長暫時(shí)停頓的現(xiàn)象，是植物抵制不良自然環(huán)境的一種自身保護(hù)性的生物學(xué)特性。衰老：(senescence)指植物器官或整個(gè)植株生理機(jī)能的衰退，是植物生長發(fā)育的正常過程，其結(jié)果導(dǎo)致死亡。衰老是受植物遺傳控制的、由基因編碼的程序控制。程序性細(xì)胞死亡：(programmedcelldeath,PCD)細(xì)胞程序性死亡是生物體發(fā)育過程中普遍存在的，是一個(gè)由基因決定的細(xì)胞主主動的有序的死亡方式。具體指細(xì)胞遇到內(nèi)、外環(huán)境因子刺激時(shí)，受基因調(diào)控啟動的自殺保護(hù)措施，包括一些分子機(jī)制的誘導(dǎo)激活和基因編程，通過這種方式去除體內(nèi)非必需細(xì)胞或即將發(fā)生特化的細(xì)胞。脫落：(abscission)是指植物細(xì)胞、組織或器官與植物體分離的過程，如樹皮和莖頂?shù)拿撀?；葉、枝、花和果實(shí)的脫落。離層(abscissionlayer)在葉將脫落時(shí)，葉柄基部或靠近基部的部分，有一個(gè)區(qū)域內(nèi)的薄壁組織細(xì)胞開始分裂，產(chǎn)生一群小型細(xì)胞，以后這群細(xì)胞的外層細(xì)胞壁膠化，細(xì)胞形成游離狀態(tài)，因此支持力量變得異常薄弱，這個(gè)區(qū)域就稱為離層。生長素梯度學(xué)說：(auxingradienttheory)Addicott等(1955)提出，是說決定脫落的不是生長素絕對含量，而是相對濃度，即離層兩側(cè)生長素濃度梯度起著調(diào)節(jié)脫落的作用。當(dāng)遠(yuǎn)基端濃度高于近基端時(shí)，器官不脫落；當(dāng)兩端濃度差異小或不存在時(shí)，器官脫落；當(dāng)遠(yuǎn)基端濃度低于近基端時(shí)，加速脫落。二.思考題小麥種子和香蕉果實(shí)在成熟期間發(fā)生了哪些生理生化變化？答：(1)果實(shí)變甜。果實(shí)成熟后期，淀粉可以轉(zhuǎn)變成為可溶性糖，使果實(shí)變甜。酸味減少。未成熟的果實(shí)中積累較多的有機(jī)酸。在果實(shí)成熟時(shí)，有機(jī)酸含量下降，這是因?yàn)椋河械霓D(zhuǎn)變?yōu)樘牵挥械淖鳛楹粑孜镅趸癁槎趸己退?；有些則被鈣離子、鉀離子等所中和。澀味消失。果實(shí)成熟時(shí)，單寧可被過氧化物酶氧化成無澀味的過氧化物，或單寧凝結(jié)成不溶于水的膠狀物質(zhì)，澀味消失。香味產(chǎn)生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯，還有一些特殊的醛類，如橘子中檸檬醛可以產(chǎn)生香味。由硬變軟。這與果肉細(xì)胞壁中層的果膠質(zhì)水解為可溶性的果膠有關(guān)。色澤變艷。果皮由綠色變?yōu)辄S色，是由于果皮中葉綠素逐漸破壞而失綠，類胡蘿卜素仍存在，呈現(xiàn)黃色，或因花色素形成而呈現(xiàn)紅色。舉例說明生長調(diào)節(jié)劑在打破種子或器官休眠中的作用。答：(1)生長素：當(dāng)生長素含量降至最低時(shí)，葉片就會脫落，外施生長素于離區(qū)的近基一側(cè)，則加速脫落，施于遠(yuǎn)基一側(cè)，則抑制脫落。其效應(yīng)也與生長素濃度有關(guān)。脫落酸：幼果和幼葉的脫落酸含量低，當(dāng)接近脫落時(shí)，它的含量最高。主要原因是可促進(jìn)分解細(xì)胞壁的酶的活性，抑制葉柄內(nèi)生長素的傳導(dǎo)。（3）乙烯：棉花子葉在脫落前乙烯生成量增加一倍多，感病植株，乙烯釋放量增多，會促進(jìn)脫落。（4）赤霉素：促進(jìn)乙烯生成，也可促進(jìn)脫落。細(xì)胞分裂素延緩衰老，抑制脫落。哪些生理學(xué)原理可以用于生產(chǎn)上防止落花落果？答：（1）生長素：由于植物生長素能促進(jìn)子房壁發(fā)育成果實(shí)，因此，它可被用來防止落花落果。生長素能促進(jìn)子房發(fā)育成果實(shí)，所以未完成雙受精的花蕾或完成雙受精但種子發(fā)育不良的子房，因?yàn)槿鄙偕L素，就可能導(dǎo)致子房停止發(fā)育，造成落蕾落鈴。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用一定濃度的生長素類似物噴灑植株可以達(dá)到保蕾保鈴的效果。（2）脫落酸：幼果和幼葉脫落酸含量低，當(dāng)接近脫落時(shí)，它的含量最高。脫落酸能促進(jìn)分解細(xì)胞壁酶的分泌，也能抑制葉柄內(nèi)生長素的傳導(dǎo)，所以促進(jìn)器官脫落。（3）乙烯：在葉片脫落過程中，乙烯能促進(jìn)離層中纖維素酶的合成，并促進(jìn)該酶由原生質(zhì)體釋放到細(xì)胞壁中，引起細(xì)胞壁分解，同時(shí)也刺激離層區(qū)近側(cè)細(xì)胞膨脹，葉柄便分離開。（4）赤霉素和細(xì)胞分裂素也影響脫落，不過都不是直接的。赤霉素促進(jìn)乙烯的形成，所以赤霉素也促進(jìn)脫落的作用。細(xì)胞分裂素的含量在果實(shí)脫落時(shí)相當(dāng)?shù)停?xì)胞分裂素抑制脫落的原因，可能是由于延緩衰老的緣故。所以，要?；ū９枰扇∠铝袃煞N措施：（1）改善營養(yǎng)條件，使花果得到足夠的光合產(chǎn)物。可以增加水肥供應(yīng)，使形成較多光合產(chǎn)物，供應(yīng)花果發(fā)育需要；也要適當(dāng)修剪，甚至抑制營養(yǎng)枝的生長，使養(yǎng)分集中供應(yīng)果枝發(fā)育；（2）應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑，如PP輕和S-3307等可以控制營養(yǎng)枝333生長，促進(jìn)花芽分化；赤霉素、萘乙酸、2，4-D和2，4，5-T等可防止落花落果，增加坐果率。（3）合理疏花疏果也是保證年年平衡高產(chǎn)和保證品質(zhì)的重要措施，可采用萘乙酸和萘乙酰胺。從下列果實(shí)中取出種子立刻播在土中，種子不能很快萌發(fā)，請解釋原因。Q松樹⑥桃④珙桐Q菜豆Q番茄答：松樹和桃樹種子未完全成熟，它們一定要經(jīng)過休眠，在胚內(nèi)部發(fā)生某些生理生化變化，才能萌發(fā)。這些種子在休眠期內(nèi)發(fā)生的生理生化過程，稱為后熟。另外松樹種子外皮堅(jiān)硬，雖能透水、透氣，但因種皮太堅(jiān)硬，胚不能突破種皮，也難以萌發(fā)。洪桐的胚沒有發(fā)育完全，同時(shí)果皮和種子的子葉含有抑制物質(zhì),要在濕砂中層積長達(dá)1?2年之久，才能發(fā)芽。菜豆子葉和番茄種子果肉中有抑制物，需要除掉抑制物。所以從這些果實(shí)中取出種子立刻播在土中，種子不能很快萌發(fā)。市面上出售的方形西瓜，這是怎么得來的？答：使用方形玻璃容器。在瓜長到拳頭大小時(shí)，可進(jìn)行上模處理。模具為方形玻璃容器，長40厘米、寬25厘米，大小可調(diào)節(jié)。在模具的壓力下，西瓜變?yōu)榉叫?，后再適當(dāng)調(diào)寬模具，如此進(jìn)行2-3次，可長出色澤均勻、瓜形端正的方形西瓜。西瓜成熟時(shí)撤除模具。即可得到方形西瓜。蘋果表面上長出字母，這是怎樣得來的？答：紅光能阻止蛋白質(zhì)和葉綠素含量的減少，遠(yuǎn)紅光照射則消除紅光的阻止作用，光照過弱，不僅使光合速率降低，形成的光合產(chǎn)物少，而且會阻礙光合產(chǎn)物運(yùn)送到葉片和花果。蘋果表面要長出字母，必須用東西把太陽光遮住。你想要什么圖象，當(dāng)蘋果還未完全成熟之前，貼上字母的不干膠，太陽一曬，就出字母了。為什么果樹有大小年現(xiàn)象？怎樣克服它？答：果樹的發(fā)芽，長葉，開花等早春的生長活動都是有果樹上一年的儲備營養(yǎng)來完成，同時(shí)，幼果生長階段正是花芽分化期，因此，