植物生理学 植物的逆境生理

植物生理学研究中的植物抗逆机制植物在生长过程中，会遭受到多种外界环境的压力，如热、寒、干旱、盐碱等，这些环境压力对植物的生长发育会产生不可预知的影响。

为了适应这些不利环境，植物通过多种形式来防御自己，这种防御机制被称为植物抗逆机制。

植物抗逆机制的类型很多，主要从生理学和分子水平上进行研究。

从生理学的角度来看，植物抗逆机制包括了细胞膜的保护、组织和器官的保护和植物免疫系统的调节等。

而从分子水平上来看，植物抗逆机制主要包括调节植物逆境响应的信号转导系统、响应逆境的转录因子家族和一系列抗逆基因的表达等。

一、植物膜保护机制细胞膜是植物感知并响应环境变化的第一道屏障，植物通过调节细胞膜的结构和生理活性，来保护细胞膜不受热、寒、干旱等外界环境的伤害。

脂类过氧化物酶（LOX）和超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶是植物细胞膜的重要抗氧化保护系统。

此外，固醇和萜类物质的积累也能够增强细胞膜的稳定性。

二、植物组织和器官的保护机制细胞膜的保护只是植物抗逆机制的一方面，植物的组织和器官的保护同样很重要。

干旱胁迫下，植物的根系会释放出一些成分和其他微生物进行共生，使其在极端干旱的情况下也能存活下来。

而在热胁迫下，植物的叶片表面会自然散发出露点露，从而减少叶片表面的温度。

此外，植物还会增加叶绿体区域和气孔密度等，以提高植物的光合作用水平。

三、植物免疫系统的调节植物的免疫系统是植物抗逆机制中重要的一部分，免疫系统的完整性不仅与植物的生长和发育有关，同时也与植物的胁迫响应紧密相连。

因此，研究和理解植物免疫系统在逆境中的调节机制，对于解决植物逆境胁迫具有非常重要的意义。

植物的免疫系统通过识别并响应入侵的病原菌、真菌和虫害等外来物质，拦截病原的侵入，进而发出信号引导植物调节其自身的逆境响应。

四、调节植物逆境响应的信号转导系统植物通过感知和响应外界环境的变化，以适应不同的逆境环境。

逆境响应痕迹中最重要的信号分子属于激素类，例如ABA、脱落酸、乙烯和赤霉素等。

第12章植物的逆境生理12.1 考点归纳一、逆境和抗逆性1．逆境的概念及种类（1）逆境的概念对植物生存和生长不利的环境因素称为逆境，又称环境胁迫或胁迫。

（2）逆境的种类①生物逆境：病害、虫害和杂草等。

②非生物逆境：寒冷、高温、干旱、盐渍等。

2．植物抵抗逆境的方式植物抵抗逆境的方式有3种：避逆性、御逆性和耐逆性。

（1）避逆性避逆性是指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的干扰，在相对适宜的环境中完成其生活史。

（2）御逆性御逆性是指植物处于逆境时，其生理过程不受或少受逆境的影响，仍能保持正常的生理活性。

（3）耐逆性耐逆性是指植物处于不利环境时，通过代谢反应来阻止、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。

3．植物对逆境适应的生理机制（1）生物膜与抗逆性逆境可使膜系统破坏，细胞脱水，一切位于膜上的酶活性紊乱，各种代谢无序进行，透性加大，所以生物膜和抗逆性有密切的关系。

按照生物膜的流动镶嵌学说，膜的双分子层脂质的物理状态通常呈液晶相，温度过高时转化为液相，温度过低时转化为凝胶相。

试验表明，零上低温首先使膜的形态发生改变，从液晶相变为凝胶相，膜出现裂缝，透性增大，受害组织离子外渗，破坏了原来的离子平衡。

由于膜相改变，也使结合在膜上的酶系统活性降低，有机物分解占优势。

（2）逆境蛋白与相关基因在逆境条件下，植物的基因表达发生改变，关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因，形成新的蛋白，这些蛋白质统称为胁迫蛋白。

如当植物从正常温度转到40℃高温后，原来正常温度下出现的一些蛋白质合成被阻抑，高温诱导合成一些新的蛋白质，叫做热激蛋白。

经过热锻炼而形成热激蛋白的植物，抗热性提高。

（3）渗透调节与抗逆性水分胁迫时，植物体内积累各种有机和无机物质，提高细胞液的浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物就可以保持体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。

大量实验表明，无论在干旱、高温、低温，还是盐渍等不良环境下，细胞会被动地丢失一些水分。

植物生理学研究中的逆境适应和抗性植物是生命中最适应各种环境的生物之一。

它们在面对各种逆境时表现出了很高的适应性和抗性。

逆境是指环境中存在的各种威胁，例如高温、低温、干旱、寒冷、盐碱等条件。

植物界的逆境适应和抗性是指植物如何适应这些威胁并生长存活。

植物的这种适应性和抗性与其生理和分子机制密切相关。

逆境适应是指植物在逆境条件下调节其生理和代谢以维持生命。

逆境适应可以分为两类：一类是植物与逆境环境相协同适应，另一类则是植物必须通过调节其生理和代谢来适应。

例如，植物在高盐环境下会积累更多的盐分以抵御环境压力。

但是，如果盐分过高则会直接影响植物的生长和发育。

因此，植物必须通过调节其代谢来适应高盐环境下的压力。

植物逆境抗性是指植物与逆境环境抗争的能力。

这种抗性通常表现为植物具有更高的耐受性和适应性并能克服逆境的影响。

植物逆境抗性是通过一系列生理和分子机制调节的。

植物逆境抗性的基本模式是植物生长和发育的一系列适应措施和生物化学反应通过调节植物的代谢产生能量，从而帮助植物克服不利环境。

植物逆境适应和抗性的生理机制主要包括调节植物的生长、发育和繁殖、调节各种代谢通路、调节植物的生理和分子水平以及植物与环境的交流和相互作用。

例如，夜间灌溉可以提高水分利用效率和热量辐射，从而优化植物的生长和发育，并减轻逆境影响。

此外，未来的研究可能会注意到植物逆境适应和抗性的基本分子机制，例如调节植物与环境交流和相互作用以及分子水平上的生物改造和基因调控等。

总结起来，植物生理学研究中的逆境适应和抗性是一个非常重要的课题。

逆境适应和抗性是植物与环境互动的结果。

这种互动通过调节植物的代谢、基因表达和分子水平达到。

未来，植物生理学将继续探索植物逆境适应和抗性的基本分子机制，并且这种研究有望带来植物生长和发展方面的重大突破。

植物生理学逆境名词解释
植物生理学是研究植物的生理过程和适应环境的学科。

在不同的环境条件下，植物会遇到各种逆境，这些逆境可能对它们的生长和发育产生负面影响。

下面是一些常见的植物生理学逆境及其解释：
1. 干旱：干旱是指土壤中水分供应不足的状态。

当植物缺乏水分时，会影响其光合作用、营养吸收和植物体内的水分平衡。

植物通过减少蒸腾、合成保护物质和调节根系结构来适应干旱环境。

2. 盐碱逆境：盐碱逆境是指土壤中盐分和碱性物质过高的情况。

高盐浓度会干扰植物体内的水和离子平衡，限制光合作用和营养吸收。

植物通过调节盐分吸收和排泄、合成特定蛋白质和调节离子平衡来应对盐碱逆境。

3. 高温逆境：高温逆境是指环境温度超过植物的耐受范围。

高温会导致植物蛋白质的变性、膜脂的流动性增加以及光合作用受损。

植物通过合成热休克蛋白、调节酶活性和调节叶片气孔来适应高温环境。

4. 低温逆境：低温逆境是指环境温度低于植物的耐受范围。

低温会导致植物细胞膜的刚性增加、代谢过程减缓以及光合作用受损。

植物通过合成抗寒蛋白、提高细胞膜的韧性和调节渗透物质的积累来适应
低温环境。

5. 病害逆境：病害逆境是指植物感染病原微生物引起的病害。

病原微生物可以直接侵害植物组织，抑制植物的生长和发育。

植物通过合成抗病蛋白、增强细胞壁的抵抗性和激活免疫系统来抵抗病害逆境。

以上是一些常见的植物生理学逆境的解释。

植物通过一系列的生理和分子机制来适应不同的逆境条件，以保持其生长和生存能力。

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。

逆境锻炼名词解释植物生理学
逆境锻炼是指生物在面临环境恶劣条件下，通过一系列的适应性反应和生理调节，以提高其生存能力和适应力的过程。

在植物生理学中，逆境锻炼主要是指植物在遭受逆境（如温度变化、干旱、盐碱胁迫、重金属污染等）的情况下，通过生理生化的调节机制，以适应并克服这些不利因素的影响。

逆境锻炼对植物生理学具有重要意义。

当植物面临逆境时，会引起一系列生理变化。

例如，在干旱条件下，植物会减少蒸腾作用以减少水分流失，调节根系结构以增强吸水能力，并合成和积累特定的物质来保护细胞膜和蛋白质免受干旱损伤。

在高温条件下，植物会合成热休克蛋白来防止蛋白质变性，调节叶片气孔以减少水分流失，并调节光合作用和呼吸作用来维持正常的能量代谢。

逆境锻炼还可以通过激活植物内源性逆境响应机制来提高植物的抵抗力。

例如，植物会产生一系列逆境相关基因来应对不同的逆境胁迫，如DREB基因家族在干旱胁迫下起到重要作用，而MYB基因家族在盐碱胁迫下发挥关键作用。

这些基因的表达可以调节植物的生理代谢过程，从而提高植物在逆境条件下的适应能力。

逆境锻炼不仅对植物本身具有重要意义，也对农业生产和生态环境具有重要影响。

通过研究植物的逆境锻炼机制，可以为培育逆境耐
受性植物品种提供理论依据和技术支持，从而提高农作物的产量和品质。

此外，逆境锻炼还可以通过提高植物对环境的适应能力，增强植物的生态适应性，从而改善生态环境质量和维护生态平衡。

总之，逆境锻炼是植物为了适应恶劣环境而展开的一系列生理调节和适应性反应的过程。

通过研究植物的逆境锻炼机制，可以为农业生产和生态环境的改善提供理论基础和技术支持。

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。