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果实的成熟、落叶与落果
果実の成長と成熟・落葉と落果
发育中的种子产生生长素使果实膨大;乙烯(气体)促进果实成熟和离层形成;叶片供给的生长素抑制离层形成。叶片老化、生长素减少,乙烯占上风,叶柄基部形成离层而落叶。
一个熟苹果和一袋青香蕉封在一起,香蕉会熟得特别快;秋天的叶子在叶柄基部整齐地断开,断面平滑。催熟和落叶看似无关,推动它们的却是同一种气体激素——乙烯;而在叶片还健康时拦住它的,是生长素。
为什么是这样
受精后子房发育成果实、胚珠发育成种子。果实生长需要激素:发育中的种子产生生长素,促进子房(或花托)膨大。草莓的可食部分是膨大的花托,表面的「籽」才是果实(瘦果);去掉全部瘦果,花托几乎不再长大,在去掉瘦果的部位涂生长素,花托又能膨大。不经受精也能使子房发育成果实,叫单性结实:用生长素处理番茄、用赤霉素处理葡萄花穗,可以得到无籽果实。
果实长到一定大小后成熟:果肉变软、变甜、颜色改变、产生香气。促进成熟的是气体激素乙烯(エチレン)。苹果、香蕉、番茄等果实成熟时自身大量释放乙烯,而乙烯又促进乙烯的合成,所以一个成熟果实能带动周围果实一起成熟。
落叶和落果发生在叶柄或果柄基部的离层。离层细胞在乙烯作用下合成分解细胞壁的酶,细胞之间的结合松开,叶或果实便从这里脱落。叶片健康时持续产生生长素运向叶柄,抑制离层形成;秋季叶片老化、生长素供应减少,乙烯作用占上风,离层形成,叶片脱落。脱落酸最初是作为促进脱落的物质得名的,但它的主要作用是维持休眠和关闭气孔,离层形成主要由乙烯促进。
定量表达
乙烯是结构最简单的植物激素,分子式 C2H4,常温下是气体——这是它能「隔空」催熟的原因,也是题目中密封、通风这类条件起作用的原因。果实各部分的核相与上一章一致:果皮由子房壁发育而来,是母本的 2n 组织,所以果皮的颜色、口味一般由母本决定,父本的基因只进入里面的种子(胚 2n、胚乳 3n)。
叶柄脱落的经典实验按「生长素来源」分四组:①保留叶片 → 叶柄不易脱落;②切去叶片、保留叶柄 → 叶柄较快脱落;③切去叶片并在切口涂生长素 → 脱落明显推迟;④切去叶片并用乙烯处理 → 脱落更快。比较①②说明叶片提供了抑制脱落的因素,比较②③说明这个因素可以是生长素,④说明乙烯促进离层形成。每次只改变一个条件,结论才唯一。
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