植物的逆境生理

第十章植物的抗逆生理
(单元自测题)
一、填空
1．常见的有机渗透调节物质有：、和等。

（脯氨酸，甜菜碱，可溶性糖）
2．在逆境下脯氨酸累积的原因主要有三：一是脯氨酸加强。

二是脯氨
酸作用受抑，三是合成减弱。

（合成，氧化，蛋白质）
3．冻害主要是的伤害。

植物组织结冰可分为两种方式：结冰与结冰。

（冰晶，胞外，胞内）
4．胞间结冰引起植物受害的主要原因是：(1) 过度脱水，(2) 对细胞的机械损伤。

（3）解冻过快对的损伤。

胞内结冰对细胞的危害更为直接，形成以及融化时对质膜与细胞器以及整个细胞质产生破坏作用。

胞内结冰常给植物带来致命的损伤。

（原生质，冰晶体，细胞，冰晶）
二、选择题
1．在植物受旱情况下，细胞中的含量显著提高。

C．
A．天冬氨酸 B．精氨酸 C．脯氨酸 D．谷氨酸
2．以下哪种蛋白质不是逆境蛋白？D．
A．热击蛋白 B．冷响应蛋白 C．盐逆境蛋白 D．叶绿蛋白
3．植物对冰点以上低温的适应能力叫。

B．
A．抗寒性 B．抗冷性 C．抗冻性 D．耐寒性
4．膜脂中不饱和脂肪酸的比例高，相变温度。

B．
A．高 B．低 C．不受影响
5．植物受到干旱胁迫时，光合速率会。

B．
A．上升 B．下降 C．变化不大
6．经过低温锻炼后，植物组织内降低。

B．
A．可溶性糖含量 B．自由水/束缚水的比值
C．脯氨酸含量 D．不饱和脂肪酸的含量
7．作物越冬时体内可溶性糖的含量。

A．
A．增多 B．减少 C．变化不大
8．干旱伤害植物的根本原因是。

A．
A．原生质脱水 B．机械损伤 C．代谢紊乱 D．膜透性改变
9．涝害的根源是细胞。

B．
A．乙烯含量增加高 B．缺氧 C．无氧呼吸 D．营养失调
10植物组织受伤害时，受伤处往往迅速呈褐色，其主要原因是 A．A．醌类化合物的聚合作用 B．产生褐色素 C．细胞死亡 D．光的照射三、缩写符号
Pro：脯氨酸 MDA：丙二醛 UFAI：不饱和脂肪酸指数
四、名词解释
逆境：亦称为环境胁迫，对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。

植物抗逆性：植物对逆境的忍耐和抵抗能力，简称抗性。

逆境逃避：指植物通过各种方式避开逆境的影响，为避逆性和御逆性总称为逆境逃避。

逆境忍耐：耐逆性又被称为逆境忍耐，植物虽经受逆境影响，但它通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动的抗性方式。

渗透调节：通过主动增加溶质，提高细胞液浓度、降低渗透势，以有效地增强吸水和保水能力，这种调节作用称为渗透调节。

抗性锻炼：植物的抗逆遗传特性需要特定的环境因子的诱导下才能表现出来，这种诱导过程称为抗性锻炼。

如在植物遭遇低温冻害之前，逐步降低温度，使植物提高抗冻的能力，这种措施叫抗冻锻炼。

膜脂过氧化作用：是指植物膜中的不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生的过氧化反应，其结果是膜中的不饱和脂肪酸含量降低，引起膜流动性下降，以致膜相分离和膜透性增大，膜的正常功能破坏。

交叉适应：植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境之间的相互适应作用，称为交叉适应。

不饱和脂肪酸指数：生物膜中的不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的相对比值，可作为衡量植物抗寒性的生理指标。

UFAI高，反映抗冷性强。

植保素：寄主被病原菌侵入后产生的一类对病原菌有毒的物质。

五、问答题
1．冰点以上低温对植物细胞的生理生化变化有那些影响？
答：冰点以上低温对植物的危害叫做冷害。

冷害对植物细胞的生理生化有许多影响。

(1) 膜透性增加。

膜的选择透性减弱，使膜内大量溶质外渗。

(2) 原生质流动减慢或停止。

原生质流动减慢或停止表明ATP代谢受到了抑制。

(3) 水分代谢失调。

吸水能力和蒸腾速率的下降会引发植物的叶尖、叶片、枝条干枯和发生器官脱落。

(4) 光合速率减弱。

低温危害后蛋白质合成小于降解，叶绿体分解加速，叶绿素含量下降，加之酶活性又受到影响，因而光合速率明显降低。

(5) 呼吸代谢异常。

在刚受到冷害时，植物呼吸速率会增高，这是因为呼吸上升，放出的热量多，有利抵抗寒冷。

但时间较长以后，呼吸速率便大大降低，这是因为原生质停止流动，氧供应不足，无氧呼吸比重增大。

(6) 有机物水解大于合成。

不仅蛋白质分解加剧，游离氨基酸的数量和种类增多，而且还积累许多对细胞有毒害的中间产物，如乙醛、乙醇、酚、α-酮酸等。

2．干旱对植物的伤害有哪些？
答：干旱对植物最直接影响是引起原生质脱水，原生质脱水是旱害的核心，由此可引起一系列的伤害，主要表现如下：
(1) 改变膜的结构与透性细胞膜在干旱伤害下，失去半透性，引起胞内氨基酸、糖类物质的外渗。

(2) 破坏正常代谢过程如，①光合作用显著下降，甚至停止；②呼吸作用因缺水而增强，使氧化磷酸化解偶联，能量多以热的形式消耗掉，但也有缺水使呼吸减弱的，这些都影响了正常的生物合成过程；③蛋白质分解加强，蛋白质的合成过程削弱，脯氨酸大量积累；④核酸代谢受到破坏，干旱可使植株体内的DNA、RNA含量下降；⑤干旱可引起植物激素变化，最明显的是ABA 含量增加。

(3) 水分的分配异常干旱时一般幼叶向老叶吸水，促使老叶枯萎死亡。

蒸腾强烈的功能叶向分生组织和其它幼嫩组织夺水，使一些幼嫩组织严重失水，发育不良。

(4) 原生质体的机械损伤干旱时细胞脱水，向内收缩，损伤原生质体的结构，如骤然复水，引起细胞质与壁的不协调膨胀，把原生质膜撕破，导致细胞、组织、器官甚至植株的死亡。

3．抗寒锻炼为什么能提高植物的抗寒性？
答：植物经抗寒锻炼后，会发生如下的生理生化变化，提高抗寒性。

(1) 植株内含水量下降，束缚水相对增多，不易结冰；
(2) 呼吸减弱，糖分消耗少，有利于糖分积累，增强对不良环境的抵抗力；
(3) 脱落酸含量增加，生长素、赤霉素含量减少，促使植物进入休眠；
(4) 保护物质增多，如淀粉含量减少，可溶性糖含量增多，冰点下降，这样可缓冲原生质过度脱水，不使原生质胶体遇冷凝固；
(5) 膜不饱和脂肪酸含量增加，膜透性稳定。

4．植物抗旱的生理基础有哪些？
答：植物抗旱的生理基础主要有：
(1) 细胞具有高的亲水能力在干旱条件下，若细胞亲水能力有高，就能防止细胞严重脱水，稳定水解酶如RNA酶、蛋白酶、脂酶等的结构与活性，减少生物大分子的降解，这样就可以保护原生质体(主要是膜结构)不受破坏，可使细胞内有较高的粘性与弹性。

粘性增高可加强细胞保水能力，弹性增高则可防止细胞失水时的机械损伤。

原生质结构的稳定就可使得光合作用与呼吸作用在干旱下仍维持较高的水平。

(2) 积累脯氨酸与ABA 脯氨酸是渗透调节剂，ABA是逆境激素，可使气孔关闭，减少蒸腾失水。

脯氨酸与ABA的积累有利于植物抗旱。

(3) 具有大的根冠比抗旱性强的作物往往根系发达，伸入土层较深，能更有效地利用土壤水分。

(4) 水分临界期能避开干旱植物在水分临界期，即在花芽分化期、生殖器官形成期抗旱性弱，而在萌发与分孽期抗旱性较强，若植物生活周期中的水分临界期能避开干旱缺水期，可降低受旱害程度。

5. 植物在环境保护中可起什么作用？
答：植物在环境保护中的作用有：
(1) 吸收和分解有毒物质通过植物本身对各种污染物的吸收、积累和代谢作用，能达到分解有毒物质减轻污染的目的。

污物被植物吸收后，有的分解成为营养物质，有的形成络合物，从而降低了毒性。

(2) 净化环境植物通过光合作用可吸收CO2，释放氧气，维持大气中CO2和O2的平衡。

水域中藻类繁生污染水源，如在水中种植水葫芦就可抑制藻类生长，可净化水质。

(3) 天然吸尘器植物叶片表面的绒毛、皱纹及分泌的油脂等可以阻挡、吸附和粘着粉尘。

有的植物象松树、桉树、柏树、樟树等可分泌挥发性物质，杀灭细菌，从而有效减少大气中细菌数。

(4) 监测环境污染利用植物对某些污染物的高度敏感性，即在很低剂量情况下植物就表现出伤害症状的特点来进行环境监测和生物报警，如唐昌蒲是一种对HF非常敏感的植物，可用来监测大气中HF的浓度变化。