植物生理学 植物逆境生理

植物生理学与生态学在环保中的应用研究一、植物生理学在环保中的应用研究植物生理学是研究植物生长、发育、代谢和环境适应机制的学科，在环保领域具有广泛的应用价值。

植物作为生态系统的基本组成部分，对环境的影响和适应具有先天优势，因此研究植物生理学对于环保事业的发展具有重要意义。

以下将从四个方面分析植物生理学在环保中的应用研究。

（一）植物修复技术植物修复技术是指利用植物及其生态系统的生理、生态学特性，使其对污染物进行吸收、转化和稳定，从而达到治理环境污染的目的。

植物修复技术应用广泛，在环保中占有重要地位。

植物修复技术有以下几个特点：1、植物修复技术是一种天然的、安全的和经济的治理污染的手段，与传统的人工方法相比，植物修复技术不仅能够达到治理污染的目的，而且能够保护环境和生态系统。

2、植物修复技术利用了植物的吸收、转移、转化和稳定等生理过程，可以处理一些难以处理的有机及无机污染物。

3、植物修复技术有无需能源消耗和废气废液排放的优点，对环境的影响很小，是一种环境友好型的治理污染的手段。

植物生长存在许多的逆境因素，包括高温、低温、干旱等，这些逆境因素会影响植物的生长发育及代谢过程。

因此，研究植物逆境生理及植物在逆境条件下的生理响应机制对于环境保护具有重要意义。

植物逆境生理主要包括逆境诱导基因表达、非生物和生物胁迫之间的交互作用、与激素调控有关的信号网络和逆境适应的分子机制等方面。

通过对植物逆境生理的研究，可以培育适应于环境变化的新品种，提高植物的生产力和抗病能力，减少化肥和农药的使用，从而保护生态环境。

（三）植物繁殖生理植物繁殖生理是指植物繁殖过程中的生理变化和代谢情况的研究，包括花期调控、花粉、胚珠发育等方面。

植物繁殖生理的研究对于保护自然生态系统，促进生物多样性的保护和合理利用具有重要意义。

植物的繁殖主要依赖种间杂交和自交，其中种间杂交具有增强植物基因多样性、提高抗病能力和适应能力等优点。

因此，通过研究植物的花期调控，可以促进植物的杂交，提高品种的抗性、生产力和商业性，从而提高植物的种植价值和市场价值，保护和促进植物种质资源的多样性和保持生物多样性。

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。

植物生理学的前沿领域植物生理学是研究植物生长发育、代谢和适应环境的科学。

随着科学技术的不断发展，植物生理学研究领域也在不断拓展，涵盖了许多前沿领域。

本文将介绍植物生理学的几个前沿领域及其研究进展。

一、植物信号传导植物信号传导是植物细胞与环境之间的信息交流过程。

近年来，研究人员在植物信号传导领域取得了重要突破。

例如，他们发现植物中的蛋白激酶可以传递信号，启动不同的生理反应。

此外，研究人员还发现了一些重要的信号分子，如植物激素和互作素，它们能够调控植物的生长发育和适应环境的能力。

二、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反应和适应机制。

随着气候变化的加剧，植物面临着越来越严峻的环境条件。

因此，研究植物逆境生理学具有重要的意义。

目前，研究人员已经揭示了植物在干旱、高温和盐碱等逆境条件下的生理反应和适应机制。

这些研究为培育抗逆性强的作物品种提供了理论依据。

三、植物光信号转导植物光信号转导是植物利用光能进行光合作用和感知环境光的过程。

近年来，研究人员在植物光信号转导领域取得了重要进展。

例如，他们发现了一些重要的光感受器，如光敏色素和光激酶。

这些光感受器能够感知不同波长的光并转导信号，从而调控植物的生长发育和适应能力。

四、植物基因编辑技术植物基因编辑技术是利用基因编辑工具对植物基因进行精确修改的技术。

近年来，CRISPR/Cas9等基因编辑技术的出现，使得植物基因编辑变得更加简单和高效。

这使得研究人员能够研究植物基因的功能，揭示植物生理过程中的关键基因，并为植物遗传改良提供了新的手段。

五、植物代谢组学植物代谢组学是研究植物代谢物在生理过程中的变化和调控机制的科学。

随着代谢组学技术的发展，研究人员能够同时分析数以千计的代谢产物，并研究其在不同生理状态下的变化。

这有助于我们更全面地了解植物代谢途径的调控机制，以及植物代谢物与其它生理过程的关系。

在这些前沿领域的研究中，植物生理学的发展正在为解决全球食品安全和环境保护等重大问题提供理论和实践的支持。

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。