植物生理学植物的逆境生理

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_______。

1 .逆境( environmental st ress) :又称胁迫( st ress) ,系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称,如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。

2 .抗逆性( st ress 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。

3 .抗性锻炼( hardiness hardening ) :在生活周期中,植物的抗逆遗传特性需要特定环境因子的诱导才能表现出来,这种诱导过程称为抗性锻炼,例如抗寒锻炼、抗旱锻炼。

4 .抗寒锻炼( cold resistance hardening ) :植物在冬季来临之前,随着气温的降低,体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒能力逐渐增强,这种抗寒能力逐渐提高的过程称为抗寒锻炼。

5 .抗旱锻炼( drought resistance hardening ) :在种子萌发期或幼苗期进行适度的干旱处理,使植物的生理代谢发生相应的变化,从而增强对干旱的抵抗能力,这个过程称为抗旱锻炼。

6 .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。

7 .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。

8 .耐逆性( st ress 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。

9 .逆境逃避( st ress escape) :指植物通过生育期的调整避开逆境,例如沙漠中的一些植物在雨季里快速生长,完成生活史,自身并不经历逆境。

植物生理学中的植物逆境适应机制生活在地球上的植物在日常生长发育过程中，经常会面临各种各样的逆境因素，如干旱、高温、低温、盐碱、重金属污染等。

这些逆境环境对植物的正常生理功能和生长发育产生负面影响，甚至引发病害，威胁植物的生存。

然而，植物并非无能无策，它们拥有一系列适应和应对逆境的机制，以确保自身能在恶劣环境中生存和生长。

一、干旱逆境下的植物适应机制干旱逆境对植物来说是一种常见而严重的逆境。

植物对干旱逆境的适应机制主要包括两个方面：水分的获取和水分的保持。

首先，植物通过根系吸收土壤中的水分，并通过根系的生长和分布来扩大吸水面积；其次，植物通过控制气孔的开闭来减少蒸腾作用，减少水分流失；同时，植物还能合成和积累干旱胁迫相关的蛋白质和物质，如脯氨酸、脂类等，以保护细胞膜的稳定性和避免脱水损伤。

二、高温逆境下的植物适应机制高温逆境对植物来说同样是一个严峻的挑战。

植物对高温逆境的适应机制主要包括热耐受性和热休克蛋白的合成。

热耐受性是指植物对高温胁迫的抵抗能力，它与植物体内多种酶系统的正常功能密切相关。

植物在高温胁迫下会合成一系列热休克蛋白，这些蛋白能够辅助酶系统的正常运作，维持植物正常的生理功能。

三、低温逆境下的植物适应机制低温逆境对植物来说同样是一种常见的逆境。

植物对低温逆境的适应机制主要包括冷耐性的提高和抗寒蛋白的合成。

冷耐性是指植物对低温胁迫的耐受程度，它与植物体内的抗氧化酶系统密切相关。

在低温胁迫下，植物会合成一系列抗寒蛋白，这些蛋白能够保护植物细胞膜的完整性和稳定性，维持正常的细胞功能。

四、盐碱逆境下的植物适应机制盐碱逆境是指土壤中含有过高的盐分和碱性成分，对植物生长发育产生不利影响的一种逆境环境。

植物对盐碱逆境的适应机制包括盐析和盐排。

盐析是指植物通过分泌根际盐分浓度，降低土壤的离子浓度，减少对植物的伤害；盐排是指植物通过盐腺、根系排盐等方式将多余的盐分排出体外，以维持内外环境的平衡。

五、重金属逆境下的植物适应机制重金属污染是指土壤或水体中含有过高浓度的重金属元素，对植物生长发育产生毒害作用的一种逆境。

植物生理学-植物逆境生理期末考点整理●逆境●生物逆境Biotic stress●病害●虫害●杂草●非生物逆境Abiotic stress●干旱●大气干旱●土壤干旱（土壤可利用水缺乏）●生理干旱●盐碱（离子毒害，矿物质缺乏）●低温（冷害，冻害），高温●共性:对细胞膜结构的伤害●影响●水分代谢（水分胁迫）●●光合作用●气孔关闭，影响卡尔文循环●叶片内淀粉水解加强，糖类物质积累（反馈抑制）●呼吸作用●冰冻，高温，盐渍和涝灾引起呼吸逐渐下降●零上低温，干旱→呼吸先升后降●感病→呼吸显著增高●物质代谢（分解＞合成）●可溶性化合物增加●活性氧●ABA含量增加，增强抗逆性●植物适应逆境生理机制●生物膜与抗逆性●膜脂●逆境下，植物细胞膜脂会发生相变→膜透性增大→膜物质外渗（电导率测定物质渗出率）→细胞受到损坏●脂肪酸链不饱和度越高，碳链越短，相变温度越低，耐寒性越强●逆境蛋白与相关基因●热激蛋白heat shock proteins●高于植物正常生长温度10-15℃刺激下诱导合成●HSPs家族很大一部分属于侣伴蛋白（协助目标蛋白的折叠组装）●作用●与变性蛋白结合，恢复空间构象和活性●与酶结合成复合体，提高酶的热失活温度●低温诱导蛋白（冷激蛋白cold-regulated proteins）●高度亲水，减少细胞失水●渗调蛋白osmotins●干旱，盐渍，ABA,ETH诱导●降低细胞渗透势，防止细胞脱水●胚胎发生晚期丰富蛋白late embryogenesis abundant proteins●种子成熟脱水期开始合成的蛋白●干旱，盐胁迫，低温等诱导合成●水分胁迫蛋白water stress proteins●由ABA诱导产生●由干旱诱导产生●既可以由ABA诱导产生,也可以由干旱诱导产生●病程相关蛋白pathologenetisis-related proteins●受到病原菌侵染，或用特定化合物处理●诱导抗性，没有病原特异性●重金属结合蛋白（多肽）heavy metal binding protein●金属硫蛋白●富含半胱氨酸的低分子量蛋白质●植物鳌合肽●厌氧蛋白●紫外线诱导蛋白●化学试剂诱导蛋白●渗透调节与抗逆性osmoregulation●渗透调节●提高细胞液浓度，降低渗透势●增强结构蛋白水合结构和稳定性●渗透调节物质●无机离子●有机亲和溶质●脯氨酸proline●甘氨酸甜菜碱glycine betaine●糖●蔗糖，果糖●复合糖:果聚糖，海藻糖●多元醇polyols●甘露醇●山梨醇●硫代甜菜碱DMSP●四氢嘧啶（多见细菌）●特点●分子量小水溶性好●在生理pH范围内沉淀中性●有利于酶结构的稳定●合成酶系统对胁迫反应敏感，胁迫时可快速积累以降低细胞渗透势●会大量消耗光合产物●主要作用●维持细胞膨压●增强结构蛋白的水合结构和稳定性●维持系统开放，保证光合作用正常进行●ABA与抗逆性●交叉适应●植物在适应了一种胁迫环境后，增强了对另一种胁迫因子的抗性现象，作用物质ABA●特点●多种保护酶参与抗性反应（使细胞内自由基的产生与清除处于平衡状态）●超氧化物歧化酶●谷胱甘肽还原酶●抗坏血酸过氧化物酶●产生逆境蛋白●积累脯氨酸为代表的渗透调节物质●逆境下生长受到抑制，减弱对其他胁迫的敏感性●增加合成ABA,促进气孔关闭，减少水分胁迫伤害，诱导胁迫响应基因的表达●ABA诱导抗性的原因●诱导ABA响应基因表达出响应蛋白●诱导渗透调节物质的产生●减少自由基对膜的伤害●诱导休眠，生长延缓及气孔关闭等●植物的抗氧化系统●保护酶系统●SOD超氧化物歧化酶●POD过氧化物酶（高等植物叶绿体内通过抗坏血酸过氧化物酶清除过氧化氢）●CAT过氧化氢酶（清除过氧化体中的过氧化氢）●非酶促系统●Asb抗坏血酸●GSH还原型谷胱甘肽●维生素E●Car类胡萝卜素●植物生长状况影响植物的抗逆性●生长代谢弱的抗逆性强●结合水&自由水●生产上施用CCC（矮壮素），PP333（多效唑）●提高植物抗逆性的途径●逆境锻炼●化学调控（外施ABA,植物生长调节剂）●遗传选育抗逆品种●植物抗逆性研究方法●渗透调节物质的测定●膜透性的测定（电导仪测定电导率，紫外吸收值（蛋白质，核酸））●抗氧化酶活性的测定●植物水分逆境生理●旱害●大气干旱●土壤干旱●生理干旱●危害●叶片萎蔫●永久萎蔫●土壤中缺少植物可利用水●暂时萎蔫●根系吸水速度小于叶面失水速度●细胞膜结构受损●生长受抑制●光合减弱●呼吸先生后降●激素水平失调●氮代谢异常（水胁迫蛋白诱导）●植物体内水分重新分配（老叶死亡，落花落果）●抗旱类型●逃旱型●御旱型●耐旱型●抗旱性生理特征●细胞渗透势较低●原生质亲水性强，细胞保水能力强●缺水时正常代谢受影响较小（合成＞分解）●气孔调节●ABA促进气孔关闭●胞内钙离子浓度增加→激活阴离子外向型通道打开→导致膜质的去极化→钾离子外流→胞内钙离子浓度升高→抑制内向型钾离子通道●激活质膜上的内向型钙离子通道→细胞内钙离子浓度升高→制膜上的质子泵失活，抑制质子泵出细胞，胞内pH升高●抗旱锻炼PEG聚乙二醇。

植物生理学知识点总结笔记一、植物的水分生理。

1. 水分的吸收。

- 植物细胞吸水主要有三种方式：吸胀吸水、渗透吸水和代谢性吸水。

其中，渗透吸水是植物细胞吸水的主要方式。

- 具有液泡的植物细胞的水势主要由渗透势（¶si_s）、压力势（¶si_p）和重力势（¶si_g）组成，即¶si_w=¶si_s+¶si_p+¶si_g。

通常情况下，重力势可忽略不计，所以¶si_w=¶si_s+¶si_p。

- 植物根系吸水的部位主要是根尖，其中根毛区的吸水能力最强。

根系吸水的动力有两种：根压和蒸腾拉力。

根压是由根部细胞的生理活动引起的，可通过伤流和吐水现象证明其存在；蒸腾拉力是由于叶片蒸腾作用产生的拉力，是植物吸水的主要动力。

2. 水分的运输。

- 水分在植物体内的运输途径包括细胞途径（共质体途径和质外体途径）和维管束途径（主要是导管或管胞）。

- 水分运输的动力主要是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主导地位。

水分在导管中形成连续的水柱，内聚力 - 张力学说解释了水分在导管中上升的机制，即水分子之间的内聚力和水分子与导管壁之间的附着力使得水柱能够保持不断裂而向上运输。

3. 水分的散失 - 蒸腾作用。

- 蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片表面以水蒸气的形式散失到大气中的过程。

它主要通过叶片上的气孔进行，还有少量通过角质层蒸腾。

- 气孔蒸腾包括两个步骤：首先是水分在细胞间隙和气孔下腔周围的细胞壁上蒸发，然后水蒸气从气孔下腔扩散到外界。

- 气孔运动受多种因素的调节，包括光照、温度、二氧化碳浓度等。

保卫细胞的结构特点（如细胞壁的不均匀加厚、含有叶绿体等）与气孔运动密切相关。

例如，光照时，保卫细胞通过光合磷酸化合成ATP，促使质子 - 钾离子交换，钾离子进入保卫细胞，水势降低，保卫细胞吸水膨胀，气孔张开。

二、植物的矿质营养。

1. 必需矿质元素的种类和生理功能。

植物生理学与植物逆境耐受性植物生理学是研究植物的生理过程和机制的学科，它涵盖了植物的营养吸收、物质转运、代谢调节、生长发育等方面。

而植物逆境耐受性则是植物在面对外界环境变化时的适应能力，包括对干旱、高温、低温、盐碱等逆境条件的耐受能力。

一、植物生理学概述植物生理学是与植物生长和发育密切相关的学科，它研究的范围广泛，从植物吸收养分到物质转运，再到代谢调节等，都是植物生理学的研究内容。

通过对植物生理过程的深入探究，可以更好地理解植物的生活活动和适应环境的机制。

二、植物逆境耐受性的重要性植物在生长发育过程中会面临多种逆境因素的困扰，如干旱、高温、低温、盐碱等。

植物逆境耐受性的强弱将直接影响植物的生长和产量。

因此，研究植物逆境耐受性对于改良植物的抗逆能力、提高农作物产量具有重要意义。

三、植物逆境耐受性的调控机制在面对逆境条件时，植物通过一系列调控机制来提高自身的逆境耐受性。

其中，植物的逆境适应主要通过启动和参与一系列生理和分子生物学反应来实现。

1. 启动逆境信号转导植物在受到逆境刺激后，会启动逆境信号转导系统。

这一过程包括逆境信号的感知、转导和下游响应，并最终导致植物逆境耐受性的提高。

2. 调节渗透调节物质的积累逆境条件下，植物会积累一些渗透调节物质，如脯氨酸和可溶性糖等。

这些物质有助于维持细胞内外的水势平衡，防止细胞脱水和损伤。

3. 激活抗氧化系统逆境条件下，植物会产生更多的活性氧自由基，这些自由基有害于细胞结构和功能的稳定。

植物通过激活抗氧化系统来清除过多的活性氧，保护细胞免于损伤。

4. 调节固氮和营养吸收逆境条件下，植物的营养吸收和固氮能力会受到限制。

通过调节营养吸收和固氮相关的基因表达，植物可以适应逆境环境，并维持正常的生长和发育。

四、植物逆境耐受性的研究方法研究植物逆境耐受性需要使用一系列的实验方法和技术手段。

其中，常用的方法包括分子生物学、生物化学、遗传学和生理学等。

这些方法可以揭示植物逆境耐受性的分子机制和信号途径，为进一步改良农作物品种提供科学依据。

植物生理学与植物逆境生物学与植物抗逆性研究植物生理学与植物逆境生物学是研究植物在环境中适应和应对逆境条件的学科。

植物抗逆性研究探讨植物如何通过调节各种生理和生化过程来适应环境压力并保持生活功能。

本文将介绍植物生理学和植物逆境生物学的基本概念以及与植物抗逆性研究相关的一些重要方向。

植物生理学是研究植物内部结构、生理功能和生命周期的学科。

它涉及植物的生长、发育、呼吸、光合作用、植物激素、营养吸收和运输等过程。

植物逆境生物学则致力于探究植物在非有利环境条件下的适应性反应。

逆境条件包括温度的变化、饥饿、干旱、盐碱胁迫、病原体的侵袭和污染物的影响等。

植物抗逆性研究广泛涉及各个研究方向，例如植物对环境压力的感应与信号传导、基因表达调控、抗氧化反应、离子稳态调节和物质运输等。

植物通过感知环境信号，将其传导到细胞内，并通过调节基因表达和蛋白质合成来实现适应性反应。

逆境胁迫对植物的细胞膜、叶绿体和线粒体等细胞器产生损伤，而抗氧化物质和酶系统则帮助植物维持细胞内氧化还原平衡。

植物还通过调节离子吸收和运输来维持细胞内离子平衡，并通过物质运输来调节营养元素吸收。

研究植物逆境生物学和植物抗逆性的重要方向之一是植物激素研究。

植物激素是植物内部的信号分子，参与调节植物的生长、发育和逆境响应。

脱落酸（ABA）是一种重要的植物逆境响应激素，它参与调节植物对干旱和盐碱胁迫的响应。

植物激素的合成、信号转导和代谢对植物抗逆性的调控起着重要作用。

另一个重要的研究方向是植物基因表达调控的研究。

研究表明，逆境胁迫引起了大量转录因子和蛋白质的表达变化。

这些转录因子和蛋白质参与调节逆境响应基因的表达，从而促进植物适应逆境环境。

通过研究这些转录因子和蛋白质的功能和调控机制，可以更好地理解植物的逆境响应网络。

此外，植物逆境生物学与植物抗逆性研究还涉及植物逆境相关的其他方面，如植物与病原体的互作、植物对污染物的响应和修复等。

研究植物与病原体的互作可以揭示植物免疫系统的工作机制，为研发抗病毒和抗真菌的植物品种提供理论基础。