第十二章逆境生理

植物逆境生理学植物逆境生理学是研究植物在环境逆境下的生理响应和适应机制的学科。

逆境是指植物在生长和发育过程中遭受的各种不良外界因素，如高温、低温、干旱、盐碱、酸碱、重金属等。

逆境对植物的生长和产量产生极大的影响，因此研究植物逆境生理学对于提高农作物的逆境抗性和生产能力具有重要意义。

1. 逆境对植物生理的影响逆境条件下，植物会产生一系列的生理变化。

首先，植物会启动一系列的防御机制，如合成特定的抗氧化物质、活性氧清除酶等，来抵抗逆境中产生的活性氧物质对细胞的损伤。

其次，植物会调节自身的生长和发育进程，以适应逆境环境。

例如，在干旱条件下，植物会降低水分蒸腾速率，减少水分的损失。

另外，植物还会调节离子平衡和渗透调节，以维持细胞内外的稳定环境。

2. 植物逆境胁迫信号传导逆境胁迫会激活植物内部的逆境信号传导途径，从而引起相应的生理反应。

逆境信号传导主要通过植物激素、钙离子和二氧化碳浓度等多个信号分子参与。

例如，在高盐胁迫条件下，植物会产生较高的烟酸腺嘌呤二核苷酸（NADPH）浓度，从而降低植物内部的氧化胁迫。

另外，植物还会通过激活多种激素信号传导途径来调节逆境胁迫反应，如乙烯、脱落酸等。

3. 逆境胁迫对植物基因表达的影响逆境胁迫可以引起植物基因表达谱的改变，进而导致植物发生一系列的生理变化。

以高温胁迫为例，研究发现许多与热休克蛋白、膜稳定性和脯氨酸等相关的基因表达受到调控，从而增加植物对高温的适应能力。

另外，逆境胁迫还可以引起DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传调控机制的改变，从而调节基因的表达。

4. 植物逆境生理研究的应用植物逆境生理研究对于农作物育种和生产具有重要的应用价值。

通过研究逆境胁迫下植物的适应机制，可以筛选出逆境抗性较强的品种，并通过遗传改良和基因工程等手段培育具有高逆境抗性的农作物品种。

此外，逆境生理研究还可以为农业生产提供科学合理的农艺措施，以减少逆境对农作物产量和品质的不利影响。

总结起来，植物逆境生理学的研究对于揭示植物在逆境环境中的生理适应机制具有重要意义，同时也为农业生产提供了科学依据和技术支持。

逆境生理指标的测定要求：选三个指标一、植物组织中超氧物歧化酶活性的测定催化下列反应： 2 +2H + → H 2O 2 + O 2 反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。

因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。

已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系，故成为植物逆境生理学的重要研究对象。

原理本实验依据超氧化物歧化酶抑制氮蓝四唑（NBT ）在光下的还原作用来确定酶活性大小。

在有可被氧化物质存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生 ， 可将氮蓝四唑还原为蓝色的化合物，蓝色化合物在560nm 处有最大吸收，而SOD 可清除 从而抑制了蓝色化合物的形成。

因此光还原反应后，反应液蓝色愈深说明酶活性愈低，反之酶活性愈高。

据此可以计算出酶活性大小。

试剂0.05mol/L 磷酸缓冲液（pH7.8）；130mmol/L 甲硫氨酸（Met ）溶液：称1.9399g Met 用磷酸缓冲液定容至100ml ；750μmol/L 氮蓝四唑溶液：称取0.06133g NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml 避光保存； 100μmol/L EDTA-Na 2溶液：取0.03721g EDTA -Na 2用磷酸缓冲液定容至100ml ；20μmol/L 核黄素溶液：取0.00753g 核黄素用磷酸缓冲液定容至1000ml 避光保存(当天配制)。

方法1、酶液提取 取一定部位的植物叶片（视需要定，去叶脉）0.5g 于预冷的研钵中，加1ml 磷酸缓冲液在冰浴下研磨成浆，加缓冲液使终体积为5ml 。

取2~3ml 于10000rpm 下离心10分钟，上清液即为SOD 粗提液。

2、显色反应 取5ml 试管（或指形管，要求透明度好）7支，3支试管为测定管，另4支为对照管，按表1加入各溶液。

混匀后将1支对照管置暗处，其他各管置于4000lx 日光灯下反应20min （要求各管受光情况一致，反应室的温度高时反应时间可以缩短，温度低时反应时间可适当延长(温度范围30~37℃)。

第十二章植物的抗性生理一. 名词解释逆境(ｅnｖironmentalｓtrｅss):又称胁迫(stress),系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称。

抗逆性（stｒess rｅsistaｎｃe)：植物对逆境的抵抗和忍耐能力，简称为抗性。

抗性是植物对环境的一种适应性反应,是在长期进化过程中形成的。

避逆性（strｅｓs aｖoiｄancｅ）：植物通过设置物理屏障或某些特殊的代谢反应和生长发育变化,从而避免或减小逆境对植物组织施加的影响,使其仍保持较正常的生理活动，这种抵抗称为避逆性。

耐逆性(ｓtrｅss tolerａncｅ):又称逆境忍耐。

植物组织虽然经受逆境的影响,但可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的损伤,从而保持其生存能力，这种抵抗称为耐逆性。

逆境逃避(stｒess escape):指植物通过生育期的调整避开逆境。

植物抗性生理(harｄiness phｙsiology)：是指逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境的抵御抗性能力。

渗透调节（osmotic adjusｔmeｎt）：植物细胞通过主动增加溶质,降低渗透势,增强吸水和保水能力，以维持正常细胞膨压的作用。

交叉适应(cross ａdapｔａtｉｏn)：植物经历了某种逆境后,能提高对另一些逆境的抵抗能力,这种对不同逆境间的相互适应作用,称为交叉适应。

逆境蛋白（stress protｅinｓ)：由逆境因素诱导植物体内形成的新蛋白质(酶）。

活性氧(active oxｙgen）:是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称，包括含氧的自由基、过氧化氢、单线态分子氧等。

生物自由基(bｉｏlogical ｆｒee radical）:泛指生物体自身代谢产生的带有未配对电子的基团或分子,包括含氧自由基和非含氧自由基。

它们的化学性质极其活泼，不稳定。

冻害（frｅezing iｎjurｙ）：温度下降到零度以下,植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。

第十二章植物的逆境生理一、练习题目（一）填空1．逆境下的胁变可分为_______和_______。

2．植物的抗逆性可分为_______和_______。

3．植物的逆境蛋白有_______、_______、_______、_______、_______。

4．渗透调节物质有_______和_______。

5．能够提高植物抗性的激素有_______和_______。

6．根据生育期，植物遭受冷害的类型有_______、_______和_______。

7．根据反应速度，植物遭受冷害的伤害可分为三类：_______、_______和_______。

8．植物的抗寒性与膜中_______含量有关，只有经过_______与_______的诱导，才能逐渐提高抗寒性。

9．抗寒性强的植物，下列物质的含量较高：_______、_______、_______、_______。

10．土壤中可溶性盐分过多导致植物吸水困难而引起的干旱叫_______。

11．逆境条件下，游离脯氨酸积累的可能原因有_______、_______、_______。

12．土壤中，Na2CO3与NaHCO3含量较高的土壤叫_______，NaCl与Na2SO4含量较高的土壤叫_______，生产上统称为_______。

13．日照长度能影响植物体眠和抗寒力：长日照可_______休眠，_______抗寒力；短日照可_______休眠，_______抗寒力。

14．旱生植物抵抗干旱有两种类型：_______与_______。

15．植物旱害有三种类型：_______、_______和_______。

16．细胞间结冰，导致细胞质严重脱水，蛋白质分子之间易形成_______，引起蛋白发生_______。

17．植物抗盐的方式基本是_______与_______。

18．造成大气污染，给植物带来严重伤害的五种气体是：_______、_______、_______、_______和_______。

][][][][2/1][AMP ADP ATP ADP ATP +++=能荷的物质的量吸收的的物质的量放出的22O CO RQ =℃时的速率℃时的速率T T Q )10(10+=植物生理学名词解释第一章： 水势：每偏摩尔体积水的化学势差。

m ol N m /mol /m 3∙==水的偏摩尔体积水的化学势水势 细胞水势是由4个势组成。

分别为溶质势，压力势，重力势，衬质势。

渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

根压：依靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。

蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面从体内散失到体外的现象。

水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。

第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。

被动运输：指离子跨过生物膜不需要代谢供给能量，是顺电化学势梯度想下进行的运输方式。

包括简单扩散和协助扩散。

主动运输：指离子跨国生物膜需要代谢供给能量，逆电化学势梯度向上进行运输的方式。

生物膜：细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。

第三章：增益效应：因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象光合单位：由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物。

在生理上形成协同作用的 一个功能单位的色素分子的数量。

希尔反应：在光照下，离体叶绿体泪囊体能将含有高铁的化合物还原为低铁化合物，并施放 氧。

光合磷酸化：指叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨泪囊体莫的质子动力势，质子动力室就 把ADP 和无机磷酸化合成A TP 。

光抑制：当光能超过光和系统所能利用的数量时，光合功能下降的现象。

光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中一手的CO 2与光呼吸和呼吸作用过程中放 出的CO 2等量时的光照强度。

光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量 的比率。

第四章：呼吸商：表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标，植物组织在一定时间内，放出CO 2的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。

植物生理温习思考题第一章细胞生理1.名词解释：共质体、质外体、束缚水、自由水、膜电位2.细胞壁由哪些物质组成？组成细胞壁的蛋白质有哪几类？细胞壁有哪些特点？3.质膜有哪些重要的组分？依照流动镶嵌模型这些组分是如何形成质膜的大体结构的？4.生物膜有哪些方面的功能？环境条件对膜结构和功能有哪些影响？5.束缚水、自由水的含义是什么？各有哪些特点？6.原生质的胶体状态与生理代谢有什么联系？7.膜电位、静息电位、膜电位的去极化、反极化、超极化别离是什么含义？当膜电位处于超极化状态时，对细胞有什么意义？哪些反映可以造成细胞超极化状态？8.维持原生质胶体稳定性的因素有哪些？9.哪些细胞器组成细胞的微梁系统？第二章植物的水分代谢1．水分有哪些方面的生理作用？2. 细胞水势的组成因素及来源。

3. 不同细胞的水势组成因素有何不同？4. 细胞有哪几种吸水的方式？如何理解它们的吸水进程？5. 细胞的水势、渗透势、压力势是不是都可表现为正值、负值、零？6. 把一个生活细胞放在纯水中，细胞可能有几种水分运动方式？为何？若是把一个被水分充分饱和的细胞放入浓度等于细胞液浓度10倍的水溶液中，细胞的体积会不会发生转变？为何？7. 何为质壁分离？细胞发生质壁分离的结构基础和条件是什么？为何依据“可否发生质壁分离现象及恢复”①可以判断细胞的死活？②可以判断物质进入细胞的难易？8. 为何盐碱地不适合植物的生长？9. 说明气孔可以开闭的结构基础。

.10. 关于气孔运动的机理目前有哪些学说？它们各是如何解释气孔运动的？他们的一路点是什么？11. 植物根系吸水和运水的动力哪些?12. 熟悉蒸腾作用的几种指标及表达。

13．在小液流法测定细胞的水势中，小液滴的上升和下降别离说明什么问题？14. 为何小液滴不动的溶液的溶质势就等于细胞的水势？15在用小液流法测定细胞的水势时，可能产生误差的环节有哪些？如何避免？16. 解释名词：根压、蒸腾拉力、渗透性吸水、吸涨性吸水。

植物与植物生理-教案章节一：植物的概述1. 了解植物的定义和分类2. 掌握植物的基本特征3. 了解植物在自然界中的作用章节二：植物的生长与发展1. 掌握植物生长的基本过程2. 了解植物的发育阶段3. 掌握植物生长的外界环境因素章节三：植物的器官1. 了解植物的六大器官2. 掌握各器官的功能与结构3. 了解器官之间的相互关系章节四：植物的繁殖1. 了解植物的繁殖方式2. 掌握有性繁殖和无性繁殖的特点3. 了解植物繁殖的意义和应用章节五：植物的生理过程1. 掌握光合作用的过程及其意义2. 了解呼吸作用的实质及作用3. 掌握蒸腾作用的功能及其在植物生长中的作用章节六：植物的遗传与变异1. 理解遗传的基本概念和原理2. 掌握遗传物质的传递方式3. 了解植物变异的类型和原因章节七：植物的适应性与进化1. 理解植物适应性的概念2. 掌握植物对环境适应的机制3. 了解植物进化的基本过程章节八：植物的生态与生理生态1. 理解生态系统的组成与功能2. 掌握植物生态位的概念与作用3. 了解植物生理生态的特点与应用章节九：植物的生殖技术与繁殖材料1. 理解植物生殖技术的概念与方法2. 掌握植物组织培养的技术与应用3. 了解植物繁殖材料的保存与利用章节十：植物的利用与保护1. 理解植物资源的分类与利用方式2. 掌握植物保护的意义与方法3. 了解植物多样性保护的国际与合作章节十一：植物的生长激素与调控1. 了解植物生长激素的种类及其功能2. 掌握植物生长激素的合成、运输和作用机制3. 了解植物生长激素在农业生产中的应用章节十二：植物的逆境生理1. 理解植物逆境的概念及类型2. 掌握植物逆境反应的分子机制3. 了解植物逆境生理研究在农业中的应用章节十三：植物的营养与肥料1. 理解植物营养的需求与吸收机制2. 掌握肥料的分类、性质及使用方法3. 了解植物营养与肥料在农业生产中的重要性章节十四：植物的病虫害与防治1. 了解植物病虫害的类型及危害2. 掌握病虫害发生的分子机制3. 了解植物病虫害防治的方法及策略章节十五：植物的可持续发展1. 理解植物可持续发展的概念及其重要性2. 掌握植物可持续发展的原则与方法3. 了解植物可持续发展在农业与环境中的应用重点和难点解析本教案全面覆盖了植物与植物生理的基本概念、生长发展、器官结构、繁殖方式、生理过程、遗传与变异、适应性与进化、生态与生理生态、生殖技术与繁殖材料、植物的利用与保护、生长激素与调控、逆境生理、营养与肥料、病虫害与防治以及植物的可持续发展等内容。

植物生理学课后习题及答案第十二章植物的成熟和衰老生理一、汉译英并名词解释呼吸跃变（respiratory climacteric）：当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，然后又下降的现象。

单性结实（parthenocarpy）：不经受精而雌蕊的子房形成无子果实的现象。

休眠（doemancy）：成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下暂时停止生长的现象。

衰老（senescence）：指细胞、器官或整个植株生理功能衰退，趋向自然死亡的过程。

程序性细胞死亡（programmed cell death,PCD）：是一种主动地、生理性的细胞死亡，其死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制。

脱落（abscission）：是指植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。

离层（abscisic zone）：在叶柄、花柄和果柄的基部有一特化的区域，称为离区，它是由几层排列紧密的离层细胞组成的。

生长素梯度学说（anxin gtadient theory）：认为不是叶片内生长素的绝对含量，而是横过离层区两边生长素的浓度梯度影响脱落，解释生长素与脱落的关系。

二、思考题1.小麦种子和香蕉果实在成熟期间发生了哪些生理生化变化？答：①主要有机物的变化。

可溶性糖类转化为不溶性糖类，非蛋白氮转化为蛋白质，而脂肪则由糖类转化而来。

②呼吸速率，有机物累迅速时呼吸作用也旺盛，种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。

③植物激素的变化，在种子成熟过程中，植物激素含量的高低顺序出现，可能与他们的作用有关，首先是玉米素，可能是调节籽粒建成和细胞分裂，其次是赤霉素和生长素，可能是调节光合产物向籽粒运输与积累，最后是脱落酸，可能控制籽粒的成熟与休眠。

④含水量，脂肪种子含水量与有机物的积恰好相反，它是随着种子的成熟而逐渐减少的。

2..举例说明生长调节剂在打破种子或器官休眠中的作用。

答：打破休眠：赤霉素能有效地打破许多延存器官(种子、块茎等)的休眠。