植物的生殖和衰老

1、第十章 植物的生殖和衰老第一節(jié) 受精生理 植物開花之后，經(jīng)過花粉在柱頭上的萌發(fā)，花粉管的生長(zhǎng)進(jìn)入胚囊和配子融 合 等 一 系 列 過 程 完 成 受 精 作 用(fertilization)。 大多數(shù)農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量就是受精后發(fā)育成的籽實(shí)，所以受精與否直接影響作物產(chǎn)量。 第一節(jié) 受精生理一、花粉的結(jié)構(gòu)和成分(一)花粉的特點(diǎn)1、花粉粒小而輕，數(shù)量大，有利傳粉2.內(nèi)含豐富的有機(jī)物，是花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)3.花粉壁分內(nèi)外兩層，并分別含有來源不同但對(duì)花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)有關(guān)的蛋白質(zhì)識(shí)別蛋白和酶(二)花粉的構(gòu)造1、外壁2、內(nèi)壁(三)花粉的成分1、水分2、蛋白質(zhì)類3、碳水化合物4、植物激素5、色

2、素6、礦質(zhì)元素7、維生素類第一節(jié) 受精生理二、雌蕊的結(jié)構(gòu)1、柱頭2、花柱3、子房第一節(jié) 受精生理 三、花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)（一）授粉 花粉借助于各種媒介落到雌蕊的柱頭上的過程，稱為授粉。 自花授粉 異花授粉（同株異花，異株異花）第一節(jié) 受精生理 三、花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)（一）授粉 花粉借助于各種媒介落到雌蕊的柱頭上的過程，稱為授粉。在適宜的條件下即可萌發(fā)?；ǚ勖劝l(fā)通常是以花粉的萌發(fā)孔突出花粉管作標(biāo)志?；ǚ勖劝l(fā)時(shí)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一方面靠花粉本身貯藏的物質(zhì)提供，另一方面也要從雌蕊體系中得到。 第一節(jié) 受精生理 （二）花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng) 1.概念 花粉落到柱頭后，在適宜的條件下即可萌發(fā)?；ǚ勖劝l(fā)

3、通常是以花粉的萌發(fā)孔突出花粉管作標(biāo)志。花粉萌發(fā)時(shí)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一方面靠花粉本身貯藏的物質(zhì)提供，另一方面也要從雌蕊體系中得到。 2.花粉萌發(fā)的條件：（1）水、（2）糖、（3）硼與鈣 、（4）有機(jī)物（VB1、VB2和VC）（5）環(huán)境因子（合適的溫、濕，pH等）（6）集體效應(yīng)(group effect)在一定面積內(nèi)，花粉數(shù)量越多，密度越大，花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)也就越好，這種現(xiàn)象稱為集體效應(yīng)。四、雙受精 一個(gè)精細(xì)胞與卵細(xì)胞觸合形成合子，另一個(gè)精細(xì)胞與中央細(xì)胞的兩個(gè)極核觸合，形成初生胚乳核。五 花粉與柱頭的識(shí)別和萌發(fā)1、識(shí)別 花粉與柱頭進(jìn)行的是一種相互識(shí)別，從而阻止自交或排斥親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的異種，

4、異屬的花粉，只接受同種的花粉。 識(shí)別(recognition)是指兩類細(xì)胞結(jié)合中，要進(jìn)行特殊反應(yīng)，各從對(duì)方獲得信息并以物質(zhì)或化學(xué)的信號(hào)來表達(dá)的過程?；ǚ叟c柱頭上存在著專門識(shí)別作用的蛋白質(zhì)，叫識(shí)別蛋白(recognition protein)糖蛋白。 花粉的識(shí)別物質(zhì)是壁蛋白，雌蕊的識(shí)別物質(zhì)是柱頭表面的親水蛋白質(zhì)和花柱介質(zhì)中的蛋白質(zhì)。五 花粉與柱頭的識(shí)別和萌發(fā)2.克服不親和的途徑（1）遺傳方法（選擇品種，增加染色體倍數(shù)，細(xì)胞觸合）（2）生理方法 六、授粉受精后的生理生化變化1.呼吸速率成倍增加。有的植物末端氧化途徑變化。棉花受精時(shí)，雌蕊的呼吸速率比開花的當(dāng)天增加兩倍。2. 生長(zhǎng)素含量大大增加。在授

5、粉受精后引起花柱和子房中生長(zhǎng)素的合成。3.物質(zhì)向子房轉(zhuǎn)運(yùn)加速 。七、影響受精的因素(一) 花粉的活力(二) 柱頭的生活能力 （三）環(huán)境條件（溫度、濕度、肥等） 第二節(jié) 種子的發(fā)育與成熟一、種子的發(fā)育包括胚和胚乳的發(fā)育 從種子形成到成熟過程中的代謝特點(diǎn)，是物質(zhì)的合成積累為主。第二節(jié) 種子的發(fā)育與成熟二、種子成熟時(shí)發(fā)生的生理生化變化1.貯藏物質(zhì)的變化(1) 糖類的變化(2) 脂肪的變化(3)蛋白質(zhì)的變化(4) 磷酸貯藏物的變化2、呼吸速率的變化(干物質(zhì)積累迅速時(shí)，呼吸速率旺盛；種子接近成熟時(shí)呼吸速率就逐漸降)低)。3、含水量的變化4、內(nèi)源激素的變化三.環(huán)境條件對(duì)種子成熟品質(zhì)有影響1.氣候條件2.地

6、理?xiàng)l件3.管理?xiàng)l件 第三節(jié) 果實(shí)的發(fā)育和成熟 一、果實(shí)的生長(zhǎng)(一)生長(zhǎng)模式單S型生長(zhǎng)曲線雙S型生長(zhǎng)曲線(二)影響果實(shí)大小的因子第三節(jié) 果實(shí)的發(fā)育和成熟 二、單性結(jié)實(shí)與無(wú)籽果實(shí) 單性結(jié)實(shí)：不經(jīng)過受精作用，子房直接發(fā)育成果實(shí)的現(xiàn)象。 單性結(jié)果實(shí)一般都形成無(wú)籽果實(shí)，故又稱無(wú)籽結(jié)實(shí)。 三、果實(shí)的成熟(一)躍變型果實(shí)與非躍變型果實(shí)及其區(qū)別根據(jù)果實(shí)的是否表現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象將果實(shí)分為兩類：(1)躍變型果實(shí)，這一類果實(shí)在成熟期表現(xiàn)躍變現(xiàn)象，屬于這一類的果實(shí)有蘋果、梨、杏、無(wú)花果、香蕉、白蘭瓜、番茄等。(2)非躍變型果實(shí)，這一類果實(shí)在成熟期不發(fā)生躍變現(xiàn)象；這類果實(shí)又可分為呼吸漸減型和呼吸后期上升型。呼吸漸減型：指

7、果實(shí)在成熟期，呼吸強(qiáng)度一直在穩(wěn)定地下降著，其間沒有明顯的升高期，此類果實(shí)有柑桔、葡萄、櫻桃等。 三、肉質(zhì)果實(shí)成熟時(shí)的生理生化變化（1）糖含量增加 果實(shí)變甜。（2）有機(jī)酸減少 有機(jī)酸的合成被抑制。 部分酸轉(zhuǎn)變成糖。 部分酸被用于呼吸消耗。 部分酸與K+、Ca2+等陽(yáng)離子結(jié)合生成鹽。（3）果實(shí)軟化 （4）香氣產(chǎn)生 （5）澀味消失（6）色澤變化 第四節(jié) 植物的休眠 休眠(dormancy)是植物的整體或某一部分生長(zhǎng)暫時(shí)停頓的現(xiàn)象。 生理休眠（深休眠） ：在適宜的環(huán)境條 件下，因?yàn)橹参锉旧韮?nèi)部的原因而造成的休眠。 強(qiáng)迫休眠：由于不利于生長(zhǎng)的環(huán)境條件引起的植物休眠。類型 種子休眠 形式 芽休眠 地下部休

8、眠一、種子的休眠(一) 種子休眠的原因 1. 種皮障礙 （不透水，不透氣，對(duì)胚具有機(jī)械阻礙作用 ）； 2. 胚未成熟 ； 3. 種子內(nèi)含有抑制萌發(fā)的物質(zhì) 一、種子的休眠（二）種子休眠的解除機(jī)械破損 2.層積處理：解除種子休眠的方法，即將種子埋在濕砂中置于低溫（110）環(huán)境中，放置數(shù)月（13月）的處理。 3. 曬種或加熱處理 4. 化學(xué)藥劑處理 5. 清水沖洗 1. （三）種子休眠的延長(zhǎng)一、種子的休眠（四）種子活力與保存1.種子壽命種子從成熟到喪失生活力所經(jīng)歷的時(shí)間。 2.種子活力指種子迅速、整齊發(fā)芽出苗的潛在能力。 3.種子老化和劣變種子的老化：種子活力的自然衰弱。 種子劣變：種子的結(jié)構(gòu)和生理

9、機(jī)能的惡化。4.種子的保存正常性種子：指成熟期耐脫水、在干燥和低溫條件下能長(zhǎng)期貯藏的種子。頑拗性種子：指成熟時(shí)有較高的含水量，貯藏中忌干燥和低溫的種子。 二、芽休眠 （一）芽休眠原因1.日照長(zhǎng)度2.休眠促進(jìn)物（二）芽休眠調(diào)控1.芽休眠的解除（1）低溫處理（2）溫浴法（3）乙醚氣薰法（4）植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑2.芽休眠的延長(zhǎng)第五節(jié) 植物的衰老與脫落 一、植物的衰老 （一）概念 衰老：生物體或其一部分的機(jī)能衰退并逐漸趨向死亡的現(xiàn)象。（二）衰老時(shí)的生理生化（1）光合色素喪失（2）核酸的變化（3）蛋白質(zhì)水平的變化（4）呼吸作用（5）植物激素（6）細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化第五節(jié) 植物的衰老與脫落 (三)衰老的學(xué)說自由基損傷學(xué)說蛋白質(zhì)水解學(xué)說激素平衡學(xué)說 營(yíng)養(yǎng)虧缺學(xué)說能量耗損學(xué)說(四)衰老的調(diào)控1.衰老的遺傳調(diào)控（使用基因工程）2.植物生長(zhǎng)物質(zhì)對(duì)衰老的影響3.環(huán)境因素對(duì)衰老的影響（光、水分、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、氣體、不良環(huán)境條件）二、植物器官的脫落（一）概念 脫落是植物細(xì)胞、組織或器官脫離母體的過程。 （二）脫落的細(xì)胞學(xué)及生物化學(xué) 1.脫落的細(xì)胞學(xué)在特定部位產(chǎn)生了離層 離區(qū)是指分布在葉柄、花柄、果柄