植物生理学第十三篇植物的逆境生理
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生理-植物的逆境生理整理
生理-植物的逆境生理整理●逆境和抗逆性●逆境●对植物生存与生长不利的环境因子称为逆境，亦称为环境胁迫或胁迫。
●逆境可分为生物逆境和非生物逆境。
●抗逆性●植物对逆境的抵抗和忍耐能力●植物对逆境的适应方式●避逆性●指植物对不良环境在时间上或空间上躲避，在相对适宜的环境中完成其生活如沙漠中的植物在雨季生长，阴生植物在林下生长。
●御逆性●指植物通过特定的形态结构使其具有一定的防御环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过程仍保持正常状态。
例如根系发达、时片小及输导系统发达等具有防御植物脱水的作用。
●耐逆性●指植物通过代谢反应来阻止或降低由逆境造成的损伤，使其度过不良环境的影响。
例如植物遭受干旱或低温时，细胞内的渗透物质增加，以保证细胞不失水。
●植物对逆境生理适应●驯化：可遗传改变——基因决定抗逆●适应：不可遗传改变——锻炼提高抗逆●植物响应逆境的生理及分子机制●通过调节自身的生长发育使其适应外界环境的变化;●积累保护性物质、膜组分和结构发生改变;●进行渗透调节;●渗透调节是植物的一种适应渗透胁迫的生理生化机制通过主动增加细胞内溶质，降低渗透势以促进细胞吸水从而维持细胞膨压。
参与细胞渗透调节的物质主要有两大类，一类是细胞从外界吸收的无机离子，包括K+、Cl-、 Na+等，主要贮存于液泡中；另一类是细胞内合成的有机物质，主要有可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、甜菜碱以及其他物质(包括甘油、山梨醇、甘露醇等有机物质)，这些物质存在于细胞质中。
●脯氨酸在抗逆中有两个作用:●(1)作为渗透调节物质，能够保持原生质与环境的渗透平衡。
它可与胞内一些化合物形成聚合物，类似亲水胶体，以防止水分散失。
●(2)保持膜结构的完整性。
脯氨酸与蛋白质相互作用能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质的水合作用。
●增强活性氧清除能力;●活性氧是化学性质活泼、氧化能力极强的含氧自由基及行生的含氧物质的总称。
自由基是指含有不配对电子的原子、分子或离子。
植物生理学-第十三篇 植物的逆境生理共56页文档
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
植物生理学-第十三篇 植物的逆境生理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
55、 为 中 华 之 崛成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
植物生理学-第十三篇 植物的逆境生理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
55、 为 中 华 之 崛成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
《植物生理学之逆境》PPT
总结词
盐胁迫对植物的生理过程产生显著影响，可能导致植物生长受阻、产量下降甚至死亡。
要点一
要点二
详细描述
盐胁迫是指土壤中盐分过高对植物造成的不利影响。高盐环境下，植物会出现渗透胁迫，即细胞内的水分被大量吸出，导致细胞萎缩和功能受损。此外，盐胁迫还会影响植物的光合作用、呼吸作用和营养吸收等生理过程。为了适应盐胁迫，植物会采取一系列生理和生化机制，如积累无机离子、合成渗透调节物质等。
详细描述
03
CHAPTER
植物对逆境的适应机制
Hale Waihona Puke 植物通过减少水分散失和增加水分吸收来适应干旱环境。例如，通过增加角质层厚度、减少气孔开度、发展深根系等。
抗旱性
在淹水环境中，植物通过发展通气组织、增加氧气供应和减少水分胁迫来适应。例如，水生植物如水稻和荷花能在水中生长。
耐涝性
植物通过离子排除、离子替代和减少盐分吸收等方式来适应盐分胁迫。例如，一些植物能积累甜菜碱等有机物来抵抗盐分胁迫。
生态恢复与保护是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。在人类活动和自然灾害的影响下，一些地区的生态系统可能会受到破坏，导致植被退化、土地沙化、生物多样性减少等问题。
通过研究植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的生态恢复与保护措施，促进生态系统的恢复和保护。例如，在荒漠化治理中，可以选择一些具有较强抗旱性和固沙能力的植物品种进行种植，通过合理的水分管理、施肥等措施来促进植被的生长和恢复；在湿地保护中，可以通过合理的水分管理、植被恢复等措施来保护湿地的生态环境和生物多样性。这些措施的实施有助于维护生态平衡和促进可持续发展。
农业管理措施是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。通过了解植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的农业管理措施，提高植物的抗逆性和产量。
13 植物的逆境生理
第四节 环境污染对植物的伤害
大气污染对植物的伤害
SO2、氟化物（HF、F2、SIF4、磷矿石、佛硅酸钠）、 Cl2、光化学烟雾(photochemical smog)（工厂、汽车 等排放出来的氧化氮类物质和燃烧不完全的烯烃类碳氢化 合物，在强烈的紫外线作用下，形成的一些氧化能力极强 的氧化性物质，如O3、NO2、醛类和硝酸过氧化乙酰等）。
植物抗冻性及其提高途径
抗冻性(freezing resistance)：
降低细胞含水量 保护性物质增多 降低呼吸 ABA增加 进入休眠
二、植物的抗热性(heat resistance)
高温对植物的伤害
直接伤害 膜脂液化 蛋白质变性 间接伤害 水分代谢失调 代谢性饥饿 有毒物质积累 蛋白质合成受阻 生活性物质缺乏
第十二章 植物的逆境生理
教学目标
1. 掌握逆境的概念。 2. 了解抗性的概念及植物适应逆境的方式。 3. 了解寒害的类型及植物抗寒的生理基础。 4. 了解旱害的类型及提高植物抗旱性的途径。
基本概念
逆境(stress environment) ：凡对植物生存与生长 不利的环境。 胁迫(stress)：任何一种是植物内部产生有害变化 的环境因子。如，水分胁迫、温度胁迫、盐分胁 迫等。 协变(strain)：植物受到胁迫后产生的相应变化。 （ 弹性协变、塑性协变） 抗性(hardiness)：植物对逆境的抵抗或忍耐能力。 抗性锻炼(hardeving)：植物对环境逐渐形成的适应 性的过程。
逆境的种类
生物因素（其它生物的感染或竞争） 病害 虫害 温度 低 温 高 温 （热） 红 可 外 见 光 光 紫 外 光
离 子 辐 射
理化因素
杂草 水 辐射 干旱 涝 化学因素
植物逆境生理与逆境抗性机制
植物逆境生理与逆境抗性机制植物生长与发育需要适宜的环境条件，如阳光、水分、营养物质等。
当环境条件不适宜时，植物就会出现逆境情况，如干旱、寒冷、盐碱等。
这些逆境情况对植物的生长和发育造成一定的影响，因此植物在进化过程中逐渐形成了一些逆境抗性机制，以适应不同的环境条件。
一、植物逆境生理1. 干旱逆境干旱是植物生长中最基本也是最常见的逆境情况之一。
由于缺乏水分，植物在干旱逆境下出现限制性蒸腾，导致植物生长和发育受到影响。
植物在适应干旱逆境的过程中，会产生一些生理变化，如根系生长加强、气孔关闭和叶片变厚等。
这些生理变化能够帮助植物减少水分蒸发和水分流失。
2. 高盐逆境高盐逆境是指植物生长所需的水和营养物质被过量的钠、钾、氯等离子所代替，导致植物生长受到限制。
植物在适应高盐逆境的过程中，会增强细胞壁的厚度和强度，以减少盐分的渗透。
同时，植物还会增加离子的排泄和吸收效率，以保持细胞的正常代谢。
3. 高温逆境高温逆境是指环境温度超过植物所能承受的范围，导致植物生长和发育受到影响。
植物在适应高温逆境的过程中，会产生一些生理和分子调节变化，如细胞壁松弛和水分的流失等。
同时，由于高温逆境会导致氧化应激的产生，导致植物细胞内产生一定的损伤，因此植物会启动自身的防御机制。
二、植物逆境抗性机制植物在进化过程中，逐渐形成了一些逆境抗性机制，以适应不同的环境条件。
1. 抗氧化系统植物在逆境情况下，会产生一些有害物质，如羟自由基、过氧化氢等。
这些有害物质会引起植物细胞内的氧化应激，从而导致细胞的损伤。
植物通过启动抗氧化系统的机制来保护细胞，减少有害物质的损害。
抗氧化系统是指一系列酶类和小分子物质参与的保护机制，能够清除细胞内的有害物，如超氧化物、羟自由基、过氧化氢等。
2. 转录因子转录因子是一类能够识别和结合DNA序列的蛋白质，能够调节植物在逆境情况下的基因表达。
转录因子能够诱导植物启动逆境反应机制，从而提高植物的逆境抵抗能力。
植物生理学 第十三章 植物的逆境生理
O2
. O2
线粒体呼吸链上的电子泄漏产生系统：超氧物歧化酶(SOD) 过氧化物酶(POD) 过氧化氢酶(CAT) . 2O2 +2H+ SOD H2O2+O2 2 H2O2 H2O+O2 叶绿体内清除H2O2的机制 b 非酶系统：Vc ; VE ;胡萝卜素;谷胱甘肽
病害 虫害
逆 境 种 类
理化因素
杂草 雪、雹、冰等 风、雷、电、磁等 物理的 离子辐射(α、β、γ、χ射线) 可见光照射(干旱及水分胁迫或过弱) 辐射性的 红外、紫外光作用 化学的 除草剂、化肥的副作用过量副作用 盐碱土危害 气体污染等 冷害 冻害 高温热害 淹涝灾害 土壤、大气及生理干 旱 低温
温度的 水分的
34
3、积累活性氧 ⑴活性氧及种类： 超氧阴离子O2.、羟基自由基 · OH、 H2O2 、 单线态氧1O2 ⑵ 活性氧特点 ⑶ 产生途径和部位： 叶绿体，线粒体，质膜NADPH氧化酶
35
PSI
铁氧还蛋白 O2
还原型铁氧还蛋白
. O2 NADP+
O2
NADPH
O2 .
叶绿体产生活性氧途径
36
NADH→ FMN→ Fe-S → UQ → Cytb→→ O2
二、抗逆性的形式
1、逆境逃避(Stress avoidance) 植物通过各种方式避开逆境的影响。 沙漠短命植物，仙人掌 2、逆境忍耐(Stress tolerance) 植物通过调节体内的代谢活动，能经受住 一定程度的不利因素的影响，使植物得以存活， 这种方式叫逆境忍耐。
31
三、逆境下细胞内发生的变化 1、膜相变
第十三章 植物的逆境生理
1
第一节 逆境生理通论
第二节 植物的抗寒性 第三节 植物的抗旱性
. O2
线粒体呼吸链上的电子泄漏产生系统：超氧物歧化酶(SOD) 过氧化物酶(POD) 过氧化氢酶(CAT) . 2O2 +2H+ SOD H2O2+O2 2 H2O2 H2O+O2 叶绿体内清除H2O2的机制 b 非酶系统：Vc ; VE ;胡萝卜素;谷胱甘肽
病害 虫害
逆 境 种 类
理化因素
杂草 雪、雹、冰等 风、雷、电、磁等 物理的 离子辐射(α、β、γ、χ射线) 可见光照射(干旱及水分胁迫或过弱) 辐射性的 红外、紫外光作用 化学的 除草剂、化肥的副作用过量副作用 盐碱土危害 气体污染等 冷害 冻害 高温热害 淹涝灾害 土壤、大气及生理干 旱 低温
温度的 水分的
34
3、积累活性氧 ⑴活性氧及种类： 超氧阴离子O2.、羟基自由基 · OH、 H2O2 、 单线态氧1O2 ⑵ 活性氧特点 ⑶ 产生途径和部位： 叶绿体，线粒体，质膜NADPH氧化酶
35
PSI
铁氧还蛋白 O2
还原型铁氧还蛋白
. O2 NADP+
O2
NADPH
O2 .
叶绿体产生活性氧途径
36
NADH→ FMN→ Fe-S → UQ → Cytb→→ O2
二、抗逆性的形式
1、逆境逃避(Stress avoidance) 植物通过各种方式避开逆境的影响。 沙漠短命植物，仙人掌 2、逆境忍耐(Stress tolerance) 植物通过调节体内的代谢活动，能经受住 一定程度的不利因素的影响，使植物得以存活， 这种方式叫逆境忍耐。
31
三、逆境下细胞内发生的变化 1、膜相变
第十三章 植物的逆境生理
1
第一节 逆境生理通论
第二节 植物的抗寒性 第三节 植物的抗旱性
《植物的逆境生理》课件
植物的逆境生理
植物一直以来都是人们生活中的重要组成部分，但在不利环境下，它们也需 要应对逆境的挑战。本课程将会集中介绍植物的逆境生理，展示它们是如何 在这样的环境下生存的。
引言
什么是逆境生理？
逆境生理是指植物在受到各种逆境因素的影响下，为了维护自身的生长发育和存活能力，响 应逆境形成的一系列机理和适应措施。
致谢
本次分享资料的来源
感谢以下作者分享的相关资料：XXX
提供技术支持的单位或个人
感谢以下机构和个人在技术上的大力支持：XXX
参考文献
以下是本课程中引用的相关参考文献： • XXX • XXX • XXX
为什么需要了解植物的逆境生理？
了解植物的逆境生理，可以帮助我们更好地保护和管理我们的生态环境，提高植物的生产力， 甚至探索更多关于地球的奥秘。
逆境因素
极端温度
高温、低温等极端温度使得植物体内酶和代谢活性 降低，增加细胞膜的渗透压。
干旱
干旱环境下，植物会面临水分不足的问题，从而导 致叶片失水，叶下降及蒸腾作用受到抑制。
பைடு நூலகம்
研究逆境生理的方法
常用的研究方法
包括遗传育种、生理生化、生态环境、分子生物学等方面。
每种方法的优点和缺点是什么？
选择合理的研究方法，可以有效地揭示植物逆境生理的本质，更好地指导实际应用。
逆境生理在生产中的应用
提高农业生产
利用植物的逆境环境适应机制，不仅可以提高作物 的耐旱、耐盐、耐寒能力，还可以改善农业生产环 境。
城市绿化、土地治理等领域
逆境生理的知识在城市绿化、土地治理等领域的应 用也可以发挥重要作用。
总结
1
逆境生理的核心内容和意义
研究逆境生理，有利于揭示生物适应性、提高农业生产力、改善人类生存环境等 方面，具有重要的科学意义。
植物一直以来都是人们生活中的重要组成部分，但在不利环境下，它们也需 要应对逆境的挑战。本课程将会集中介绍植物的逆境生理，展示它们是如何 在这样的环境下生存的。
引言
什么是逆境生理？
逆境生理是指植物在受到各种逆境因素的影响下，为了维护自身的生长发育和存活能力，响 应逆境形成的一系列机理和适应措施。
致谢
本次分享资料的来源
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提供技术支持的单位或个人
感谢以下机构和个人在技术上的大力支持：XXX
参考文献
以下是本课程中引用的相关参考文献： • XXX • XXX • XXX
为什么需要了解植物的逆境生理？
了解植物的逆境生理，可以帮助我们更好地保护和管理我们的生态环境，提高植物的生产力， 甚至探索更多关于地球的奥秘。
逆境因素
极端温度
高温、低温等极端温度使得植物体内酶和代谢活性 降低，增加细胞膜的渗透压。
干旱
干旱环境下，植物会面临水分不足的问题，从而导 致叶片失水，叶下降及蒸腾作用受到抑制。
பைடு நூலகம்
研究逆境生理的方法
常用的研究方法
包括遗传育种、生理生化、生态环境、分子生物学等方面。
每种方法的优点和缺点是什么？
选择合理的研究方法，可以有效地揭示植物逆境生理的本质，更好地指导实际应用。
逆境生理在生产中的应用
提高农业生产
利用植物的逆境环境适应机制，不仅可以提高作物 的耐旱、耐盐、耐寒能力，还可以改善农业生产环 境。
城市绿化、土地治理等领域
逆境生理的知识在城市绿化、土地治理等领域的应 用也可以发挥重要作用。
总结
1
逆境生理的核心内容和意义
研究逆境生理，有利于揭示生物适应性、提高农业生产力、改善人类生存环境等 方面，具有重要的科学意义。
植物生理学-第十三章-植物的逆境生理
1.结冰伤害 冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速度不同， 结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。
结冰类型 细胞间结冰—白菜，葱 细胞内结冰
（1）细胞间结冰及其伤害
温度缓慢下降时，细胞 间隙中的水分结成冰， 即所谓胞间结冰。
细胞 间结 冰伤 害的 主要 原因
原生质发生过渡脱水，造成蛋白 质变性和原生质不可逆的凝胶化；
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物 中生植物 喜温植物
二、高温胁迫生理
2、植物热害的症状：
叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官 脱落，亚细胞结构破坏变形。
（二）、高温对植物的危害
1、直接伤害： 2、间接伤害：
蛋白质变性： 脂类液化：
引起植物过度的蒸腾失水 呼吸作用大于光合作用 积累产生的有毒物质
一方面降低冰点，另一方面保护大分子的结构与功能； （4）内源激素变化：ABA ，GA、IAA
在形态上也发生相应的变化，如形成种子、休眠芽、地下根 茎等，进入休眠状态。
冰晶体过大时对原生质造成机械压 力，细胞变形；
当温度回升时，冰晶体迅速融化，细 胞壁易恢复原状，而原生质却来不及 吸水膨胀，原生质有可能被撕破。
（2）细胞内结冰伤害
当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞 内水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞 内结冰，这就是胞内结冰。
胞内结冰伤害的主要原因----机械损伤（往往是致命的）
• 逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化 被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体 等细胞器结构遭到破坏。
• 植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相 一致的。
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
结冰类型 细胞间结冰—白菜，葱 细胞内结冰
（1）细胞间结冰及其伤害
温度缓慢下降时，细胞 间隙中的水分结成冰， 即所谓胞间结冰。
细胞 间结 冰伤 害的 主要 原因
原生质发生过渡脱水，造成蛋白 质变性和原生质不可逆的凝胶化；
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物 中生植物 喜温植物
二、高温胁迫生理
2、植物热害的症状：
叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官 脱落，亚细胞结构破坏变形。
（二）、高温对植物的危害
1、直接伤害： 2、间接伤害：
蛋白质变性： 脂类液化：
引起植物过度的蒸腾失水 呼吸作用大于光合作用 积累产生的有毒物质
一方面降低冰点，另一方面保护大分子的结构与功能； （4）内源激素变化：ABA ，GA、IAA
在形态上也发生相应的变化，如形成种子、休眠芽、地下根 茎等，进入休眠状态。
冰晶体过大时对原生质造成机械压 力，细胞变形；
当温度回升时，冰晶体迅速融化，细 胞壁易恢复原状，而原生质却来不及 吸水膨胀，原生质有可能被撕破。
（2）细胞内结冰伤害
当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞 内水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞 内结冰，这就是胞内结冰。
胞内结冰伤害的主要原因----机械损伤（往往是致命的）
• 逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化 被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体 等细胞器结构遭到破坏。
• 植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相 一致的。
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
植物的逆境生理概述
二、在逆境条件下植物的一般生理生化变化 1）渗渗透透调调节节
2）膜膜结结构构与与组组分分变变化化 3）活活性性氧氧清清除除 4）逆逆境境蛋蛋白白产产生生 5）激激素素含含量量变变化化
1、水分亏缺
许多逆境条件都能导致植物体的水分亏 缺，如干旱、盐碱、（渍）高温直接导致 亏缺，低温（冷、冻）可间接的导致水分 亏缺。
5 生物合成迅速，并在细胞内迅速积 累。对酶活性影响小，不易分解。
2、光合作用变化 各种逆境条件都可导致光合作用降低。
3、呼吸作用变化
在逆境条件下呼吸速率有时会出现升高的 现象（冷、旱），但很快下降。 4、物质代谢紊乱
在逆境条件下，合成作用减弱，分解作 用加强。 5、活性氧代谢变化
活性氧指化学性质活泼，氧化能力极强 的氧代谢产物及含氧衍生物的总称。
物理的和生物的。例如大气污染、盐碱、 温度、水分和病虫害等。
2、胁迫 任何一种使植物内部产生有害变
化或潜在有害变化的环境因子，称为胁 迫。
3、抗逆性和抗性锻炼
植物对各种不利的环境因子都具有一 定的抵抗或忍耐能力，这种能力称为抗逆 性，简称抗性。
抗性是植物对环境的适应性反应，是 一种遗传特性，是在不良环境条件下逐步 形成的。
根据干旱发生的场所和产生的 原因，可将干旱胁迫为三种类型：
1、土壤干旱
2、大气干旱
3、生理干旱：由于不利的土壤环境条件 使植物吸水困难，导致体内缺水的现象。
一、旱害的机理
在重度水分亏缺下，干旱抑制生长和干旱 致死都与膜损伤有关，特别是在快速脱水或突 然复水时，会导致植物体死亡，干旱致死的机 制有三种学说：
是可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱和其它物质， 如甘油、山梨（糖）醇、甘露糖醇有机物 和其它氨基酸。
2）膜膜结结构构与与组组分分变变化化 3）活活性性氧氧清清除除 4）逆逆境境蛋蛋白白产产生生 5）激激素素含含量量变变化化
1、水分亏缺
许多逆境条件都能导致植物体的水分亏 缺，如干旱、盐碱、（渍）高温直接导致 亏缺，低温（冷、冻）可间接的导致水分 亏缺。
5 生物合成迅速，并在细胞内迅速积 累。对酶活性影响小，不易分解。
2、光合作用变化 各种逆境条件都可导致光合作用降低。
3、呼吸作用变化
在逆境条件下呼吸速率有时会出现升高的 现象（冷、旱），但很快下降。 4、物质代谢紊乱
在逆境条件下，合成作用减弱，分解作 用加强。 5、活性氧代谢变化
活性氧指化学性质活泼，氧化能力极强 的氧代谢产物及含氧衍生物的总称。
物理的和生物的。例如大气污染、盐碱、 温度、水分和病虫害等。
2、胁迫 任何一种使植物内部产生有害变
化或潜在有害变化的环境因子，称为胁 迫。
3、抗逆性和抗性锻炼
植物对各种不利的环境因子都具有一 定的抵抗或忍耐能力，这种能力称为抗逆 性，简称抗性。
抗性是植物对环境的适应性反应，是 一种遗传特性，是在不良环境条件下逐步 形成的。
根据干旱发生的场所和产生的 原因，可将干旱胁迫为三种类型：
1、土壤干旱
2、大气干旱
3、生理干旱：由于不利的土壤环境条件 使植物吸水困难，导致体内缺水的现象。
一、旱害的机理
在重度水分亏缺下，干旱抑制生长和干旱 致死都与膜损伤有关，特别是在快速脱水或突 然复水时，会导致植物体死亡，干旱致死的机 制有三种学说：
是可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱和其它物质， 如甘油、山梨（糖）醇、甘露糖醇有机物 和其它氨基酸。
植物逆境生理
非生物胁迫(abiotic stress)： 干旱、盐渍、洪涝、极端温度(高温、低温)、臭 氧等自然产生的和水、土壤和大气的污染等人 为造成的不良环境因素。
1.2 植物适应逆境的方式
避逆性（stress escape）：指植物通过
各种方式尽量在时间和空间上避开逆境的影响。 如水稻在秋季降温前已完成生育周期。
• 在高于植物正常生长温度（10~15℃）刺激 下诱导合成的蛋白质。
• HSP家族中很大一部分属于侣伴蛋白 • HSP在抗热性中的作用 ：
– （1）维持变性蛋白的可溶状态或使其恢复原 有的空间构象和生物活性
– （2）与一些酶结合成复合体，使酶的热失活 温度明显提高。
B、低温诱导蛋白
• 植物经一段时间的低温处理后诱导合成的 一些特异性的新蛋白质。如同工蛋白、抗 冻蛋白等。
4. 对物质代谢的影响：在各种逆境下植物体内的物质分解 大于合成。
5. 活性氧主要危害是引起膜脂过氧化，蛋白质变性，核酸 降解。
1.3.1 逆境对植物生理代谢的影响之一 ——直接或间接导致水分胁迫
• 干旱、涝灾直接引起水分胁迫
• 零上低温（冷害）→根系吸水能力减弱→ 吸水量>蒸腾消耗→萎蔫、地上部干枯→水 分胁迫
E、其它逆境蛋白
• 缺氧环境下产生厌氧蛋白；紫外线照射会 产生紫外线诱导蛋白；施用化学试剂会产 生化学试剂诱导蛋白。如淹水产生的厌氧 蛋白中有一些是糖酵解酶或糖代谢酶，能 催化产生ATP供植物需要，调节碳代谢， 避免酸中毒。
1.4.3 渗透调节与抗逆性
渗透调节（osmoregulation） ：
1.3.4 逆境对植物生理代谢的影响之四 ——可溶性化合物增加
• 各种逆境胁迫下，植物体内水解酶活性增 加，使体内大分子化合物转变为小分子可 溶性化合物
1.2 植物适应逆境的方式
避逆性（stress escape）：指植物通过
各种方式尽量在时间和空间上避开逆境的影响。 如水稻在秋季降温前已完成生育周期。
• 在高于植物正常生长温度（10~15℃）刺激 下诱导合成的蛋白质。
• HSP家族中很大一部分属于侣伴蛋白 • HSP在抗热性中的作用 ：
– （1）维持变性蛋白的可溶状态或使其恢复原 有的空间构象和生物活性
– （2）与一些酶结合成复合体，使酶的热失活 温度明显提高。
B、低温诱导蛋白
• 植物经一段时间的低温处理后诱导合成的 一些特异性的新蛋白质。如同工蛋白、抗 冻蛋白等。
4. 对物质代谢的影响：在各种逆境下植物体内的物质分解 大于合成。
5. 活性氧主要危害是引起膜脂过氧化，蛋白质变性，核酸 降解。
1.3.1 逆境对植物生理代谢的影响之一 ——直接或间接导致水分胁迫
• 干旱、涝灾直接引起水分胁迫
• 零上低温（冷害）→根系吸水能力减弱→ 吸水量>蒸腾消耗→萎蔫、地上部干枯→水 分胁迫
E、其它逆境蛋白
• 缺氧环境下产生厌氧蛋白；紫外线照射会 产生紫外线诱导蛋白；施用化学试剂会产 生化学试剂诱导蛋白。如淹水产生的厌氧 蛋白中有一些是糖酵解酶或糖代谢酶，能 催化产生ATP供植物需要，调节碳代谢， 避免酸中毒。
1.4.3 渗透调节与抗逆性
渗透调节（osmoregulation） ：
1.3.4 逆境对植物生理代谢的影响之四 ——可溶性化合物增加
• 各种逆境胁迫下，植物体内水解酶活性增 加，使体内大分子化合物转变为小分子可 溶性化合物
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热锻炼能提高植物的耐热性
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ、在２８℃生长的苗 Ｂ、现在４０℃处理两小时，再
在４５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗 Ｃ、在４ ５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗
（二）冷害机理
1．膜透性增加引起代谢紊乱
2．膜相变引起膜结合酶失活
抗冷性指标
在低温下，质膜收缩出现裂缝， 造成膜破坏，透性增加，细胞内 溶质渗漏。如时间过长还可引起 酶促反应平衡失调，代谢紊乱。
CAM 型
马齿苋科植物 (Protulacaria afra)
番杏科植物
冰叶日中花 (Mesembryanthemum crystallium)
CAM植物:
夜间气孔开放,PEP羧化酶固 定CO2 形成草酸,还原为苹果酸 贮于液泡。
白天苹果酸由液泡释放至胞 质中,脱羧形成丙酮酸和 CO2, CO2被RuBP羧化酶/加氧酶重新 固定 , 进入还原戊糖磷酸途径
构成膜的类脂由液相转变为固 相，流动镶嵌模型破坏，类脂固 化而引起膜结合酶解离或者使酶 亚基分解，因而失活。
膜相变温度随不饱和脂肪酸含量增加而降低
（三）提高植物抗冷性的途径
1．抗冷锻炼
将植物在低温条件下经过一定时间的适应，提高 其抗冷能力的过程。
经过锻炼的植物，其膜脂的不饱和脂肪酸含量增 加；相变温度降低；膜透性稳定。
新疆枸杞
3) 矿质元素处理种子 一些微量元素可增加植物体内含糖量，提高渗透势；提高细胞
原生质胶体的稳定性和水合能力。
盐碱土中生长的植物，降低对微量元素Fe,Mn,P,Ca的吸收， 造成缺素症，降低抗盐能力。
(1) 利用Ca盐处理种子 Ca的作用： 补充体内钙缺乏，促进生长；
阻止根系对Na+ 吸收，促进对K+的吸收，避免盐离子毒害； 对被Na+分散了的团聚结构的土壤有很好的絮凝作用 播种前，5~10mMCaCl2浸玉米种4~6h，晾干后播种（降低质 膜透性，叶片Na+含量，增大植株干重） (2) 利用Mn盐处理种子 MnSO4 （苏，1956） :提高小麦抗盐能力
K+外渗率（%）=
处理样品外渗液K+含量
×100
对照样品杀死后外渗液K+含量
2) 植物体内渗透剂含量 无机离子：
有机化合物：脯氨酸，甜菜碱，甘油，草酸，可溶性碳水化合物
3) 叶绿素含量 盐胁迫---叶绿素与叶绿体蛋白间结合松弛， 松弛后叶绿素和不松弛时的溶解性不同； 松弛叶绿素---60%乙醇提取，不松弛叶绿素----96%乙醇提取 松弛叶绿素/不松弛叶绿素比值大，抗盐弱；反之，则强
PPP途径增强
②先升后降（冷害、旱害） ③增高（病害）
4. 物质代谢的变化
合成＜分解
5. 原生质膜的变化 膜脂双分子层→星状排列， 膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。
6. 蛋白质的变化 新蛋白质 逆境蛋白：热击蛋白(HSP)
干旱
冰冻→胞间结冰 盐渍→土壤水势下降 高温→蒸腾强烈
水分胁迫 膜损伤
四、
• 逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化 被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体 等细胞器结构遭到破坏。
• 植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相 一致的。
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
3. 呼吸作用的变化 ①降低（冻害、热害）
四 植物抗盐性的测定
生理指标及其测定
1) 细胞质膜透性（Plasma membrane permeability） 透性小，外渗物质少，抗盐性大；反之，则小。
电导率法测定--------细胞外渗物质电导率; 火焰光度计测定K+含量 处理样品外渗液电导率
电解质外渗率（%）=
×100
对照样品杀死后外渗液电导率
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物 中生植物 喜温植物
二、高温胁迫生理
2、植物热害的症状：
叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官 脱落，亚细胞结构破坏变形。
（二）、高温对植物的危害
1、直接伤害： 2、间接伤害：
蛋白质变性： 脂类液化：
引起植物过度的蒸腾失水 呼吸作用大于光合作用 积累产生的有毒物质
第十三章 植物的逆境生理
植物抗逆的生理基础
一、 逆境(stress)是指对植物生存生长不利的
各种环境因素的总称。
逆境种类
生物因素 理化因素
病害、虫害、杂草
物理的 辐射性的
化学的 温度的 水分的
二、抗逆性及方式 抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和
忍耐能力。简称抗性
逆 境 逃 避 (stress avoidance): 指 由 于 植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因 素并未进入组织，故组织本身通常不会产生 相应的反应。
1. ABA
减少膜的伤害 增加Pro含量 减少水分丧失
2. ETH与其他激素
ETH: 增加几倍或几十倍, 直接或间接地参与
植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程
内源GA活性迅速下降 CTK含量的减少
六.逆境胁迫下活性氧伤害
第一节高温胁迫生理
（一）热害与抗热性 ：
１、概念：由高温引起植物伤害的现象称为热 害。而植物对高温胁迫的适应则称为抗热性。
2．化学诱导 化学药物可诱导植物抗冷性提高—CTK,ABA等 。3合理的肥料配比 使植物生长健壮。
4.栽培技术---如塑料薄膜覆盖
植物的泌盐腺现象 五蕊柽柳（A）叶泌盐现象和滨藜（B）叶面泌盐腺体
一些肉质植物（盐渍或水分胁迫）：C3 如 豆瓣绿属 (Peperomia) 植物、
逆境忍耐(stress tolerance): 指植物 组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代 谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的伤 害，使其仍保持正常的生理活动。
三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点
(一)形态结构变化
• 逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会 导致叶片和嫩茎萎蔫，气孔开度减小甚至关； 淹水使叶片黄化，枯干，根系褐变甚至腐烂； 高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂；病原 菌侵染叶片出现病斑。
(一)
多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分 胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提 高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压 力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水 分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 (osmoregulation)。
(二)
1.无机离子
2.脯氨酸
3.甜菜碱 4.可溶性糖
五. 植物激素在抗逆性中的作用