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高中生物 第十二章 植物的成熟和衰老生理竞赛教案

第十二章 植物的成熟与衰老生理 一、教学时数 计划教学时数 6 学时。 二、教学大纲基本要求 了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长;掌握被子植物中存在的两种自交不亲和性 及其特点,了解克服不亲和的方法;了解胚和胚乳的发育,以及种子中贮藏物质的积累过程;熟悉果 实的生长模式、单性结实现象和果实成熟时的变化;掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法;熟悉植 物衰老时的生理生化变化和引起衰老的原因、影响衰老的因素;掌握器官脱落的细胞学及生物化学过 程,并了解影响脱落的内外因素及调控方法。 三、教学重点和难点 (一)重点 1 .精细胞有二型性和偏向受精的特性。花粉的主要成分,特别是脯氨酸、蔗糖或淀粉等与花粉的 育性有关。花粉管的定向生长与 Ca 2+ 梯度有关。花粉和柱头的相互识别,被子植物的自交不亲和性 以及克服方法。影响受精的因素。 2 .种子的形成与成熟,外界条件对种子形成的影响。 3 .果实成熟时内部发生的生理生化变化。 4 .引起种子休眠的三个原因,以及种子休眠的解除或延长方法。种子活力与种子的保存方法。引 起芽休眠的原因及调控方法。 5 .植物衰老时的生理生化变化。解释引起植物衰老原因的几个学说。衰老的遗传调控、激素调控 以及环境调控。 6 .脱落的细胞学和生物化学过程。影响器官脱落的内外因素。 (二)难点 1 .果实成熟时的生理生化变化及其与果实品质的关系。 2 .植物衰老的生理机理与调控。 3 .植物激素与脱落的关系。 四、本章知识要点 (一)名词解释 1 .雄性生殖单位 (male gerem unit , MGU) 包含两个相互连接的精细胞和一个营养核,它作为 一个功能团,经花粉管传递到胚囊,与雌性生殖单位发生双受精。 2 .精细胞的二型性 (heteromorphism) 指同一花粉粒中的两个精细胞在形态、大小及内含的细胞 器等方面有差异的特性。 ·1· 3 .偏向受精 (preferential fertilization) 同一花粉粒中的两个精细胞在双受精过程中,其中 一个精细胞只能与卵细胞融合,而另一个精细胞只能与中央细胞融合的现象。 4 .配子体型不亲和 (gamatophytic self-incompatibility,GSI) 受花粉本身的基因控制的不亲 和,引起自交不实。 5 .孢子体型不亲和 (sporphyric self-incompatibility,SSI) 受花粉亲本基因控制的不亲和, 引起自交不实。 6 .识别反应 (recognition response) 识别 (recognition) 是细胞分辨“自己”与“异己”的 一种能力,表现在细胞表面分子水平上的化学反应和信号传递。本文中的识别反应是指花粉粒与柱头 间的相互作用,即花粉壁蛋白和柱头乳突细胞壁表层蛋白薄膜之间的辨认反应,其结果表现为“亲和” 或“不亲和”。亲和时花粉粒能在柱头上萌发,花粉管能伸入并穿过柱头进入胚囊受精;不亲和时, 花粉则不能在柱头上萌发与伸长,或不能发生受精作用。 7 .蒙导花粉 (mentor pollen) 亲和的花粉可使柱头不能识别不亲和的花粉,以克服杂交不亲和 性,实现受精。 8 .集体效应 (group effect) 在一定面积内,花粉数量越多,花粉的萌发生长越好的现象。 9 .胚胎发育晚期丰富蛋白 (late embryogenesis abundant protein , LEA) 种子发育晚期生成 的蛋白,特点是具有很高的亲水性和热稳定性,并可被 ABA 和水分胁迫等诱导合成,在种子成熟过程 中起到保护细胞免受脱水伤害的作用。 10 .无融合生殖 (apomixis)被子植物中由未经受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚的现象。 11 .单性结实 (parthenocarpy) 不经过受精作用,子房直接发育成果实的现象。单性结实一般都 形成无籽果实,故又称“无籽结实”。 12 .多聚半乳糖醛酸酶 (polygalacturonase , PG) 催化多聚半乳糖醛酸α -1 , 4 键的水解 的酶,促使果实软化。 13 .休眠 (dormancy) 植物的整体或某一部分生长暂时停顿的现象。它是植物抵制不良自然环境 的一种自身保护性的生物学特性。一、二年生植物大多以种子为休眠器官;多年生落叶树以休眠芽过 冬;多种多年生草本植物则以休眠的根系、鳞茎、球茎、块根、块茎等渡过不良环境。 14 .强迫休眠 (epistotic dormancy) 指由于不利于生长的环境条件引起的植物休眠。如秋天树 木落叶后芽的休眠。 15 .生理休眠 (physiological dormancy) 在适宜的环境条件下,因为植物本身内部的原因而造 成的休眠。如刚收获的小麦种子的休眠。 16 .层积处理 (stratification) 一种解除休眠的方法,即将种子埋在湿沙中置于低温( 1 ~ 10 ℃)环境中,放置数月( 1 ~ 3 月)的处理。这种处理能使一些木本植物种子中抑制发芽的物质 含量下降,而促进发芽的 GA 和 CTK 等物质含量升高,提高了萌发率。另外层积处理也有促进胚后熟 的作用。 ·2· 17 .种子寿命 (seed longevity) 种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。种子寿命受遗传基因 和贮藏环境的影响。 18 . 种 子 生 活 力 (viability) 是 衡 量 种 子 活 力 的 一 种 术 语 , 一 般 就 是 指 种 子 的 发 芽 力 (germinating energy) 或发芽率 (germination percentage) ,种子的生活力强,则发芽率高。 19 .种子活力 (seed vigor) 指种子的健壮度,即种子迅速、整齐发芽出苗的潜在能力。 20 .种子的老化 (aging) 种子活力的自然衰弱。高温、高湿条件下种子老化过程往往加快。 21 .种子劣变 (deterioration) 种子的结构和生理机能的恶化。劣