第11章 植物的休眠、成熟和衰老生理
一、单项选择题
1．油料种子在成熟过程中，糖类和脂肪含量变化的趋势是（ ）。[2013研]
A．糖类和脂肪含量都增高
B．糖类含量下降，脂肪含量增高
C．糖类和脂肪含量都下降
D．糖类含量增高，脂肪含量下降
【答案】B
【解析】油料种子成熟过程中糖（葡萄糖、蔗糖、淀粉）的含量下降，脂肪含量增加，这是因为脂肪是由糖类转化的。
2．叶片衰老过程中最先解体的细胞器是（ ）。[2011研]
A．高尔基体
B．内质网
C．叶绿体
D．线粒体
【答案】C
【解析】在衰老过程中，细胞结构逐渐解体，首先是叶绿体完整性丧失，而后核糖体和粗糙内质网急剧减少，线粒体是较为稳定的细胞器之一，到衰老后期，线粒体嵴扭曲至消失；最后，液泡膜溶解。
3．淀粉类种子在成熟过程中，可溶性糖的含量（ ）。[2011研]
A．逐渐增加
B．逐渐减少
C．不变
D．先减少后增加
【答案】B
【解析】淀粉类种子在成熟过程中，首先是大量的糖从叶片运入种子，随淀粉磷酸化酶、Q酶等催化淀粉合成的酶活性提高，可溶性糖转化为淀粉，积累在胚乳中。
4．在萌发的初期，油料种子中脂肪和可溶性糖含量的变化为（ ）。[2010研]
A．脂肪含量升高，可溶性糖含量降低
B．脂肪和可溶性糖含量均降低
C．脂肪含量降低，可溶性糖含量升高
D．脂肪和可溶性糖含量均升高
【答案】C
【解析】脂肪种子(或油料种子)萌发初期，贮藏的脂肪被水解，经过一系列代谢途径，最后形成蔗糖。因此，在萌发的初期，油料种子中脂肪和可溶性糖含量的变化为脂肪含量降低，可溶性糖含量升高。
5．下列植物内源激素中，能够诱导芽休眠的是（ ）。[2010研]
A．IAA
B．GA
C．CTK
D．ABA
【答案】D
【解析】一般认为，ABA诱导芽休眠，GA对打破芽休眠最有效，ABA与CTK、GA间的平衡在维持和打破休眠中起调控作用。
6．植物叶片衰老过程中，最先解体的细胞器是（ ）。[2009研]
A．细胞核
B．液泡
C．叶绿体
D．线粒体
【答案】C
【解析】在衰老过程中，细胞结构逐渐解体，首先是叶绿体完整性的丧失，而后核糖体和粗糙内质网急剧减少，线粒体是较为稳定的细胞器之一，到衰老后期，线粒体嵴扭曲至消失；最后，液泡膜溶解。
7．能诱导果实发生呼吸跃变的植物激素是（ ）。[2008研]
A．ABA
B．IAA
C．ETH
D．CTK
【答案】C
【解析】随着果实的成熟进程，某些果实的呼吸速率最初降低，至成熟末期突然升高而后下降，这种现象称为果实的呼吸跃变。呼吸跃变产生的最主要原因是内源乙烯含量增加。跃变型果实有大量的乙烯产生，非跃变型果实的内源乙烯水平一直维持在很低的水平。其他激素如生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸对呼吸跃变没有明显的影响，因此，能诱导果实发生呼吸跃变的植物激素是乙烯。
8．未完成后熟的种子在低温层积过程中，ABA和GA含量的变化为（ ）。[2008研]
A．ABA升高，GA降低
B．ABA降低，GA升高
C．ABA和GA均降低
D．ABA和GA均升高
【答案】B
【解析】许多植物被低温诱导进入休眠，而低温条件又能打破休眠，这被称为低温预冷。一些植物种子需在低温、湿润和有氧条件下几周或数月才能打破休眠。层积是用湿沙将种子分层堆埋在室外，经过低温预冷的一种人工处理打破休眠的方法。经层积后，种子内部抑制萌发的物质如脱落酸含量明显降低，而赤霉素和细胞分裂素水平明显上升。因此，未完成后熟的种子在低温层积过程中，ABA含量降低，GA含量升高。
二、分析论述题
1．论述种子休眠的原因，打破种子休眠的措施有哪些？[2014研]
答：（1）种子休眠的原因：种子是作物的延存器官，一般情况下，种子在成熟后即进入休眠状态，必须在满足某些特定条件时种子才能萌发。休眠是植物生长发育的一个重要阶段。种子休眠的原因有种皮的限制、种子胚未发育完全、种子需生理后熟以及抑制物质的存在等。
①胚未完全成熟：银杏、人参等的种子采收时外部形态已近成熟，但胚尚未分化完全,仍需从胚乳中吸收养料,继续分化发育，直至完全成熟才能发芽。
②种子未完全成熟：如樱桃、山楂、梨、苹果、小麦等种子胚的外部形态虽已具备成熟特征，但在生理上必须通过后熟过程，在种子内部完成一系列生理生化变化以后才能萌发。
③种皮的影响：主要是由种皮构造所引起的透性不良和机械阻力的影响。有的是种皮因具有栅状组织和果胶层而不透水，导致吸水困难，阻碍萌发（如豆科植物种子）；有的种皮虽可透水，但气体不易通过或透性甚低，因而阻碍了种子内的有氧代谢，使胚得不到营养而不能萌发（如椴树）。有些“硬实”种子则是由于坚厚种皮的机械阻力，使胚芽不能穿过而阻止萌发（如苜蓿、三叶草）。
④抑制物质的影响：有些种子不能萌发是由于种子或果实内含有萌发抑制剂，其化学成分因植物而异，如挥发油、生物碱、激素（如脱落酸）、氨、酚、醛等都有抑制种子萌发的作用。这些抑制剂存在于果汁中的如西瓜、番茄；存在于胚乳中的如鸢尾；存在于颖壳中的如小麦和野燕麦；存在于种皮的如桃树和蔷薇。它们大多是水溶性的，可通过浸泡冲洗逐渐排除；同时也不是永久性的，可通过贮藏过程中的生理生化变化，使之分解、转化、消除。
（2）生产上通常用下列几种方法打破或解除休眠：
①低温处理。如壳斗科、蔷薇科、松科、柏科的种子可采用沙土层积法,在低温（0～10℃）、湿润和通气良好的层积下经过一段时间便可萌发。所需时间从几周到几个月不等，因植物种类而异。
②干燥处理。大麦种子在40℃高温下处理3～7天，禾谷类和棉花等种子在播种前晒种，均可促进萌发。
③曝光处理。如莴苣种子发芽需要曝光；有些杂草种子也只有耕翻到地面上曝光后才能发芽。
④冲洗处理。多用于因种子内存在抑制剂而造成的休眠。通过浸泡冲洗种子，可促进发芽。
⑤机械处理。对硬实种子采用机械处理如切割、削破和擦伤种皮等可打破其休眠。
⑥药剂处理。常用的化学药剂有过氧化氢等氧化剂和赤霉素、乙烯等激素。赤霉素可逆转脱落酸引起的效应，打破由后者诱导的休眠；在低温条件下赤霉酸促进发芽的效果尤其明显。对三叶草种子可用极低浓度的乙烯解除休眠。
2．论述肉质果实成熟过程中的生理变化。[2010研]
答：肉质果实成熟过程表现出的生理变化包括：
（1）呼吸变化：果实成熟中，某些果实的呼吸速度最初降低，至成熟末期突然升高，随后再下降，这种现象称为呼吸跃变。呼吸跃变的出现通常标志着果实成熟。呼吸跃变产生的主要原因是内源乙烯含量的增加。但有些果实不出现呼吸跃变，据此可将果实分为跃变型和非跃变型。跃变型果实有大量乙烯产生，非跃变型果实乙烯含量维持在较低水平。
（2）物质转化：成熟过程中淀粉转化为可溶性糖，有机酸合成减少并部分转化为糖，果实甜度增加，酸度降低。单宁被氧化，涩味消失。脂类、醛类等芳香物质产生，香味增加。叶绿素减少，类胡萝卜素、花色素等增加，色泽鲜艳。
（3）果实软化：细胞壁水解酶类活性增加，使原果胶等水解，果实硬度降低；果胶进一步降解，果肉细胞离散，果实变软。