第十二章逆境生理
第十二章 植物抗性的生理基础
12.2 渗 透 调 节 与 植 物 的 抗 逆 性 (stress resistance of plants by osmotic adjustment )
渗透调节的作用及特点 渗透调节物质 ：脯氨酸 、甜菜碱 、多元醇
12.3 活 性 氧 与 环 境 胁 迫 (reactive oxygen species & environment stress)
12.1植物逆境生理概述(summarization of plant stress physiology)
12.1.3 植物的适应性与抗性锻炼
植物的抗逆性是一种在长期进化过程中形成的适应性 （adaptability）反应，是由基因型决定的，但是这种特 性只有在特定的因子诱导下才能逐步的表现出来。植物对 不利于生存和生长发育的环境的逐步适应过程，称为锻炼
12.5.2 ABA在植物逆境响应信号转导途径中的作用
Cold ABA Drought, salt IP3 Ca2+ Ca2+ ABA
ICE
Ca2+
CBF/DREB1
DREB
ABF/AREB
DRE/CRT
ABRE
COR/RD/LTI/KIN
胁迫效应的抵御， 伤害的控制和修复
12.5 脱落酸与植物的抗逆性 (ABA & stress resistance of plants)
第十二章 植物抗性的生理基础
Chapter 12 Stress Physiological Basis of Plants
12.1植物逆境生理概述(summarization of plant stress physiology)
12.1.1 逆境的概念和种类
植物逆境生理学
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响应和适应机制的学科。
逆境是指植物在生长和发育过程中遭受的各种不良外界因素，如高温、低温、干旱、盐碱、酸碱、重金属等。
逆境对植物的生长和产量产生极大的影响，因此研究植物逆境生理学对于提高农作物的逆境抗性和生产能力具有重要意义。
1. 逆境对植物生理的影响逆境条件下，植物会产生一系列的生理变化。
首先，植物会启动一系列的防御机制，如合成特定的抗氧化物质、活性氧清除酶等，来抵抗逆境中产生的活性氧物质对细胞的损伤。
其次，植物会调节自身的生长和发育进程，以适应逆境环境。
例如，在干旱条件下，植物会降低水分蒸腾速率，减少水分的损失。
另外，植物还会调节离子平衡和渗透调节，以维持细胞内外的稳定环境。
2. 植物逆境胁迫信号传导逆境胁迫会激活植物内部的逆境信号传导途径，从而引起相应的生理反应。
逆境信号传导主要通过植物激素、钙离子和二氧化碳浓度等多个信号分子参与。
例如，在高盐胁迫条件下，植物会产生较高的烟酸腺嘌呤二核苷酸（NADPH）浓度，从而降低植物内部的氧化胁迫。
另外，植物还会通过激活多种激素信号传导途径来调节逆境胁迫反应，如乙烯、脱落酸等。
3. 逆境胁迫对植物基因表达的影响逆境胁迫可以引起植物基因表达谱的改变，进而导致植物发生一系列的生理变化。
以高温胁迫为例，研究发现许多与热休克蛋白、膜稳定性和脯氨酸等相关的基因表达受到调控，从而增加植物对高温的适应能力。
另外，逆境胁迫还可以引起DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传调控机制的改变，从而调节基因的表达。
4. 植物逆境生理研究的应用植物逆境生理研究对于农作物育种和生产具有重要的应用价值。
通过研究逆境胁迫下植物的适应机制，可以筛选出逆境抗性较强的品种，并通过遗传改良和基因工程等手段培育具有高逆境抗性的农作物品种。
此外，逆境生理研究还可以为农业生产提供科学合理的农艺措施，以减少逆境对农作物产量和品质的不利影响。
总结起来，植物逆境生理学的研究对于揭示植物在逆境环境中的生理适应机制具有重要意义，同时也为农业生产提供了科学依据和技术支持。
(完整版)逆境生理指标的测定
逆境生理指标的测定要求：选三个指标一、植物组织中超氧物歧化酶活性的测定催化下列反应： 2 +2H + → H 2O 2 + O 2 反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。
因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。
已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系，故成为植物逆境生理学的重要研究对象。
原理本实验依据超氧化物歧化酶抑制氮蓝四唑（NBT ）在光下的还原作用来确定酶活性大小。
在有可被氧化物质存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生 ， 可将氮蓝四唑还原为蓝色的化合物，蓝色化合物在560nm 处有最大吸收，而SOD 可清除 从而抑制了蓝色化合物的形成。
因此光还原反应后，反应液蓝色愈深说明酶活性愈低，反之酶活性愈高。
据此可以计算出酶活性大小。
试剂0.05mol/L 磷酸缓冲液（pH7.8）；130mmol/L 甲硫氨酸（Met ）溶液：称1.9399g Met 用磷酸缓冲液定容至100ml ；750μmol/L 氮蓝四唑溶液：称取0.06133g NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml 避光保存； 100μmol/L EDTA-Na 2溶液：取0.03721g EDTA -Na 2用磷酸缓冲液定容至100ml ；20μmol/L 核黄素溶液：取0.00753g 核黄素用磷酸缓冲液定容至1000ml 避光保存(当天配制)。
方法1、酶液提取 取一定部位的植物叶片（视需要定，去叶脉）0.5g 于预冷的研钵中，加1ml 磷酸缓冲液在冰浴下研磨成浆，加缓冲液使终体积为5ml 。
取2~3ml 于10000rpm 下离心10分钟，上清液即为SOD 粗提液。
2、显色反应 取5ml 试管（或指形管，要求透明度好）7支，3支试管为测定管，另4支为对照管，按表1加入各溶液。
混匀后将1支对照管置暗处，其他各管置于4000lx 日光灯下反应20min （要求各管受光情况一致，反应室的温度高时反应时间可以缩短，温度低时反应时间可适当延长(温度范围30~37℃)。
逆境生理
③ 改变体内代谢 ABA处理后，可增加Pro、可溶性糖、可溶
性蛋白质等含量，从而提高抗逆能力。
④ 减少水分丧失 ABA可促进气孔关闭，减少蒸腾，减少水分
丧失。同时，ABA还可提高根对水分的吸收和输 导，防止水分亏缺。
植物经历某种逆境后，能提高对另一些逆境的 抵抗能力，这种对不良环境间的相互适应作用称为 交叉适应（cross adaptation）。 ➢如低温、高温等剌激都可提高植物对水分胁迫的抵 抗力。 ➢缺水、缺肥、盐渍等处理可提高烟草对低温和缺氧 的抵抗能力； ➢干旱或盐处理可提高水稻幼苗的抗冷性； ➢低温处理能提高水稻幼苗的抗旱性；
46
10.3.4 脱落酸与抗逆性 现在认为植物的抗逆性是受遗传性和植物激素双
重因素控制的。 在逆境下，植物内源激素会发生变化，如ABA、
乙烯含量↑，而IAA、GA、CTK含量↓，其中以ABA 的变化最重要，研究得最多。
多种逆境特别是水分胁迫引起ABA含量大增，增 强植物的抗逆性，ABA又称逆境激素。
物）、蔗糖、甘露醇、山梨醇等。 所有逆境（尤其是干旱）引起脯氨酸
和甜菜碱（betains）的累积，且主要存在 于细胞质中。
脯氨酸、甜菜碱是细胞质渗透物质。
有机渗透调节物的共性及作用： 有机渗透调节物质种类虽多，但它们都有如下共 同特点：分子量小、易溶解；在生理pH范围内不带 静电荷，能被细胞膜所接纳；高浓度时引起酶结构和 活性变化的作用极小；生成迅速，并能累积到足以引 起渗透势调节的量。 植物在逆境下产生渗透调节是对逆境的一种适应 性的反应，不同植物对逆境的反应不同，因而细胞内 累积的渗透调节物质也不同，但都在渗透调节过程中 起作用。
脯氨酸（Pro）是最重要的渗透调节物质。无论 何种逆境，植物体内都积累Pro，但以干旱胁迫最多， 往往会增加几十~几百倍。外施Pro可解除植物的渗 透胁迫。
植物生理学名词解释
植物必需元素：对植物生长发育必不可少的元素。有三个标准，不可缺少性、不可替代性、直接功能性。采用溶液培养法，已确定17种，C、O、H、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。
被动吸收：细胞对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接参与，离子顺着电化学势梯度转移的过程，即物质从其电化学势较高的区域向较低的区域扩散。
主动吸收：植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿物质的过程。
营养最大效率期：对于某种栽培作物，施用肥料的营养效果最好的时期被称为植物营养最大效率期，许多作物的植物营养最大效率期在生殖生长时期。
C3途径和C3植物：用C14标记和纸层析技术发现的光合作用固定CO2的反应途径。由1，5—二磷酸核酮糖羧化酶催化固定CO2后，形成的最初产物３—磷酸甘油酸为三碳化合物，所以也被称为C3途径。只具有Ｃ3途经的植物称为Ｃ3植物。Ｃ3植物大多为温带和寒带植物，如水稻、小麦、棉花、大豆等。
CO2补偿点光合作用吸收CＯ2的量与呼吸作用释放CO2的量达到动态平衡时，也就是净光合速率为零时环境中的CO2浓度。
光形态建成：通常将依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变。最终汇聚成组织和器官的形成，称为光形态建成。
光敏色素：从植物抽提物中分离得到的一种吸收红光和远红光并且可以互相转化的色素分子（光受体）。
向重力性：植物在重力的影响下，保持一定方向生长的特性。
第十章 植物的生殖生理P333
花熟状态：植物开花之前必须达到的生理状态。
植物生理学习题大全——第12章植物的抗性生理
第十二章植物的抗性生理一. 名词解释逆境(ｅnｖironmentalｓtrｅss):又称胁迫(stress),系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称。
抗逆性（stｒess 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。
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。
耐逆性(ｓtrｅss 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。
逆境逃避(stｒess escape):指植物通过生育期的调整避开逆境。
植物抗性生理(harｄiness phｙsiology)：是指逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境的抵御抗性能力。
渗透调节（osmotic adjusｔmeｎt）：植物细胞通过主动增加溶质,降低渗透势,增强吸水和保水能力，以维持正常细胞膨压的作用。
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。
逆境蛋白（stress protｅinｓ)：由逆境因素诱导植物体内形成的新蛋白质(酶）。
活性氧(active oxｙgen）:是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称，包括含氧的自由基、过氧化氢、单线态分子氧等。
生物自由基(bｉｏlogical ｆｒee radical）:泛指生物体自身代谢产生的带有未配对电子的基团或分子,包括含氧自由基和非含氧自由基。
它们的化学性质极其活泼，不稳定。
冻害（frｅezing iｎjurｙ）：温度下降到零度以下,植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。
植物生理学第12章
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_______。
植物生理学名词解释
][][][][2/1][AMP ADP ATP ADP ATP +++=能荷的物质的量吸收的的物质的量放出的22O CO RQ =℃时的速率℃时的速率T T Q )10(10+=植物生理学名词解释第一章： 水势：每偏摩尔体积水的化学势差。
m ol N m /mol /m 3∙==水的偏摩尔体积水的化学势水势 细胞水势是由4个势组成。
分别为溶质势，压力势，重力势，衬质势。
渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
根压：依靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面从体内散失到体外的现象。
水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
被动运输：指离子跨过生物膜不需要代谢供给能量，是顺电化学势梯度想下进行的运输方式。
包括简单扩散和协助扩散。
主动运输：指离子跨国生物膜需要代谢供给能量，逆电化学势梯度向上进行运输的方式。
生物膜：细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。
第三章：增益效应：因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象光合单位：由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物。
在生理上形成协同作用的 一个功能单位的色素分子的数量。
希尔反应：在光照下，离体叶绿体泪囊体能将含有高铁的化合物还原为低铁化合物，并施放 氧。
光合磷酸化：指叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨泪囊体莫的质子动力势，质子动力室就 把ADP 和无机磷酸化合成A TP 。
光抑制：当光能超过光和系统所能利用的数量时，光合功能下降的现象。
光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中一手的CO 2与光呼吸和呼吸作用过程中放 出的CO 2等量时的光照强度。
光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量 的比率。
第四章：呼吸商：表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标，植物组织在一定时间内，放出CO 2的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。
第十二章 植物的逆境生理
(三)冷害发生机理 1.膜透性改变: 低温→膜相变(液晶态→凝胶态） 与膜相变有关的因素: (1)缓慢降温→膜质逐渐固化→膜结构紧缩 →透性下降→根系吸收能力下降。 (2)突然降温→脂膜紧缩不均匀→膜出现裂缝 →透性增加→细胞内溶物外渗→代谢失调。
(3)膜稳定性与脂肪酸结构有关。膜脂中脂肪 酸链越长,饱和度越高,相变温度越高,越不抗 低温；不饱和脂肪酸越多,相变温度越低,抗 低温能力越强。 2. 各种生理代谢失调 对膜的伤害和对酶活 性的影响均可导致代谢失调。如物质代谢； 呼吸与光合；原生质流动减慢,根吸收机能 下降.
3.逆境使呼吸失常 冻害、热害、盐害、水淹降低呼吸酶的活 性，使呼吸下降； 冷害、旱害使呼吸先升后降;
逆境下改变呼吸途径，使PPP途径加强。
讨论：什么叫呼吸失常？呼吸失常可能出 现的后果有哪些？
4.逆境破坏物质代谢的协调性 ⑴有机物含量下降，使养分亏缺。水解酶 活性增加，合成酶活性降低,使分解大于 合成, 核酸、蛋白质、淀粉含量下降，造 成养分亏缺。
3. 渗透调节的人工诱变与基因工程 高脯氨酸植株的培育： 羟脯氨酸能抑制大麦的生长，这种抑制作 用能被脯氨酸解除，利用该特点将诱变后的 胚培养在含羟脯氨酸的培养基上，长出的正 常苗为高脯氨酸苗（含量比亲本高出几倍）， 抗渗透胁迫。 通过遗传工程达到育种目标:用铃兰氨酸筛选 高Pro杆菌菌株-获得目的基因-导入微生物导入高等植物，提高抗旱、抗盐碱能力。 p261
二.逆境胁迫下植物的渗透调节现象
1.渗透调节的概念: 指植物细胞在脱水情况 下, 增加溶质, 降低渗透势的现象。 作用:降低水势,保持吸水能力, 以维持细胞彭 压。 膨压的作用: 细胞生长，膜电性，物质吸收、 运输，气孔张开, 光合作用。
2. 渗透调节物质（259） （1）种类 无机物：K+、Cl-等。 有机物：脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等。 （2）特点 ①分子量小，水溶性强。 ②生理pH下不带静电荷，不易渗漏。 ③能维持酶构象的稳定。 ④对细胞器无不良影响。 ⑤合成迅速，并在一定区域积累。
植物的环境胁迫生理
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(二)植物涝害的机制：
1.代谢紊乱 2.营养失调 3.生长受抑
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(三) 植物的抗涝性：
1.机理有发达的通气系统，代谢上提高对 缺氧的忍耐力，改变呼吸途径，如以磷酸戊糖 途径代替糖酵解过程；破坏或抑制有害物质的 合成。
2. 防涝排涝措施。
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第四节 其它方面的胁迫生理
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一、生物胁迫生理：
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（二）虫害：
１、植物抵抗害虫的方式
（1）、拒虫性：通过物理方式干扰害虫的运动 机制。
（2）、抗虫性：当植物体内缺乏该营养物质时， 就不会被害虫取食，表现为抗虫特性。
2、植物抗虫的生理基础：不是绝对的，经
常受到气候条件和栽培条件的影响。
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（三）、提高植物抗病性的途径：
培育抗病品种，合理施 肥，开沟排渍以降低地下水 位，施用生长调节剂以诱导 抗病虫的相关基因的表达。
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四、 污染对植物的影响
（二）水体污染与土壤污染
1、概念与污染物： 水体污染与土壤污染：指水体和土壤中毒
废物质对植物的危害。包括：酚类化合物，一 元酚、二元酚、多元酚；氰化物，有机氰、无 机氰；石油；洗涤剂；三氯乙醛；重金属离子， 汞、铬、砷、硒、铅、镉、铝；其它有机物等。 酸雨、酸雾
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四、 污染对植物的影响
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二、水分过剩生理：
(一)植物涝害的症状：
1.湿害 ：指土壤过湿、水分处于饱和状态， 土壤含水量超过了田间最大持水量，根系生 长在沼泽化的泥浆中，这种涝害叫湿害。
2.涝害： 典型的涝害是指地面积水，淹没了作 物的全部或一部分。在低湿、沼泽地带、河边 以及在发生洪水或暴雨之后，常有涝害发生。
3、植物涝害得症状：地上部与根系的生长均受到阻碍， 个体矮小、叶色变黄、根尖变黑、叶柄偏上生长。
植物生理学课件第十二章-抗性生理
（2）氨毒害
• 高温抑制氮化物合成，氨积累过多，毒害细胞。 • 有机酸（柠檬酸、苹果酸）引入植物能使氨含量
减少，热害减轻。 • 多肉植物由于具有较多的有机酸代谢，因此抗热
抗性的
避害性
2种形式： 抗逆性
• 植物整个生育期不与逆境相遇（沙 漠中的植物只在雨季生长）
• 植物通过自身形态和代谢来忍耐逆 境（大多数植物）
忍耐干旱:肉质汁光合 茎的仙人掌；
逃避干旱:湿季沙漠之 星。
植物抗性生理：逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境 的抵御抗性能力。
植物逆境响应中的信号转导过程
一、植物对冻害的生理适应
抗寒锻炼：植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体 内发生一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐加强 的过程。
尽管植物抗寒性强弱是植物长期对不良环境适应的结果，但 即使是抗寒性很强的植物，在未进行抗寒锻炼之前，抗寒性 是很弱的（冬季能抵御-30度低温的针叶树种，夏季在-8度环 境中仍然受害。）。因此寒潮突袭，植物容易受害。
当逆境导致植物失水时，会诱导参与渗透调节的基因表达形 成渗透调物质，提高细胞渗透压，降低水势，使植物重新吸 水。
包括糖、氨基酸、有机酸和无机离子（如K+）
甜菜碱 硫代甜菜碱
海藻糖
四氢嘧啶
脯氨酸
肌醇
山梨醇 甘露醇
缺水
渗透压调节
无渗透压调节
胁迫条件下，ABA含量增加，是一种应激激素。
1. 逆境时，ABA含量增加
◦ 冬性作物春化以前的幼年期抗寒性最强 ◦ 春化以后抗寒性急剧下降 ◦ 转入休眠后抗寒性增强 ◦ 完全休眠时抗寒性最强 ◦ 休眠打破开始生长后抗寒性减弱
2. 外界因素
温度
12第十二章逆境生理
活性氧
O2-- 、•OH、H2O2、1O2
逆境
自由基积累
膜失去选择透性，细胞内 离子或小分子有机物渗漏， 植物代谢紊乱。长时间胁
迫，植物死亡。
保护酶系统：SOD、CAT、
POD、ASA-POD
抗逆性强的植物在逆境胁迫下,
非酶保护系统:Ve、GSH、 诱导产生抗氧化酶或非酶物质，提
Vc、类胡萝卜素
高抗逆性。
三、植物对逆境的适应
避逆性：指植物通过各种方式避开或部分避开逆
境的影响。(不须在能量或代谢上对逆境产生相应的反应)
耐逆性：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。
沙漠中的植物通过生育期的调 整来避开不良气候；
避逆性: 沙漠中的植物通过生育期的调整来 避开不良气候；或通过特殊的形态结构 (仙 人掌肉质茎)贮存大量水分；植物叶表覆盖 茸毛、蜡质；强光下叶片卷缩等避免干旱的 伤害。
热激蛋白的功能：防止蛋白质变性， 使其恢复原有的空间构象和生物活性。增 强植物的抗热性。
2）低温诱导蛋白 植物经过低温处理后重新合成的一些特
异性蛋白质，称为低温诱导蛋白（lowtemperature-induced protein）/冷响应蛋白 （cold responsive protein）/冷激蛋白（cold shock protein）。
耐逆性：针叶树可以忍受-40℃～-70℃的低 温；温泉细菌能在70℃～80℃，甚至沸水中 存活。
植物对逆境的适应有形态结构和生理代谢两方面：
（一） 形态上：以根系发达、叶小以适应干旱条 件；
结构上：有扩大根部通气组织以适应淹水条件；
通气组织
植物的泌盐现象:A、五蕊怪柳（Tamarix
植物生理温习思考题
植物生理温习思考题第一章细胞生理1.名词解释：共质体、质外体、束缚水、自由水、膜电位2.细胞壁由哪些物质组成？组成细胞壁的蛋白质有哪几类？细胞壁有哪些特点？3.质膜有哪些重要的组分？依照流动镶嵌模型这些组分是如何形成质膜的大体结构的？4.生物膜有哪些方面的功能？环境条件对膜结构和功能有哪些影响？5.束缚水、自由水的含义是什么？各有哪些特点？6.原生质的胶体状态与生理代谢有什么联系？7.膜电位、静息电位、膜电位的去极化、反极化、超极化别离是什么含义？当膜电位处于超极化状态时，对细胞有什么意义？哪些反映可以造成细胞超极化状态？8.维持原生质胶体稳定性的因素有哪些？9.哪些细胞器组成细胞的微梁系统？第二章植物的水分代谢1．水分有哪些方面的生理作用？2. 细胞水势的组成因素及来源。
3. 不同细胞的水势组成因素有何不同？4. 细胞有哪几种吸水的方式？如何理解它们的吸水进程？5. 细胞的水势、渗透势、压力势是不是都可表现为正值、负值、零？6. 把一个生活细胞放在纯水中，细胞可能有几种水分运动方式？为何？若是把一个被水分充分饱和的细胞放入浓度等于细胞液浓度10倍的水溶液中，细胞的体积会不会发生转变？为何？7. 何为质壁分离？细胞发生质壁分离的结构基础和条件是什么？为何依据“可否发生质壁分离现象及恢复”①可以判断细胞的死活？②可以判断物质进入细胞的难易？8. 为何盐碱地不适合植物的生长？9. 说明气孔可以开闭的结构基础。
.10. 关于气孔运动的机理目前有哪些学说？它们各是如何解释气孔运动的？他们的一路点是什么？11. 植物根系吸水和运水的动力哪些?12. 熟悉蒸腾作用的几种指标及表达。
13．在小液流法测定细胞的水势中，小液滴的上升和下降别离说明什么问题？14. 为何小液滴不动的溶液的溶质势就等于细胞的水势？15在用小液流法测定细胞的水势时，可能产生误差的环节有哪些？如何避免？16. 解释名词：根压、蒸腾拉力、渗透性吸水、吸涨性吸水。
植物与植物生理教案
植物与植物生理-教案章节一：植物的概述1. 了解植物的定义和分类2. 掌握植物的基本特征3. 了解植物在自然界中的作用章节二：植物的生长与发展1. 掌握植物生长的基本过程2. 了解植物的发育阶段3. 掌握植物生长的外界环境因素章节三：植物的器官1. 了解植物的六大器官2. 掌握各器官的功能与结构3. 了解器官之间的相互关系章节四：植物的繁殖1. 了解植物的繁殖方式2. 掌握有性繁殖和无性繁殖的特点3. 了解植物繁殖的意义和应用章节五：植物的生理过程1. 掌握光合作用的过程及其意义2. 了解呼吸作用的实质及作用3. 掌握蒸腾作用的功能及其在植物生长中的作用章节六：植物的遗传与变异1. 理解遗传的基本概念和原理2. 掌握遗传物质的传递方式3. 了解植物变异的类型和原因章节七：植物的适应性与进化1. 理解植物适应性的概念2. 掌握植物对环境适应的机制3. 了解植物进化的基本过程章节八：植物的生态与生理生态1. 理解生态系统的组成与功能2. 掌握植物生态位的概念与作用3. 了解植物生理生态的特点与应用章节九：植物的生殖技术与繁殖材料1. 理解植物生殖技术的概念与方法2. 掌握植物组织培养的技术与应用3. 了解植物繁殖材料的保存与利用章节十：植物的利用与保护1. 理解植物资源的分类与利用方式2. 掌握植物保护的意义与方法3. 了解植物多样性保护的国际与合作章节十一：植物的生长激素与调控1. 了解植物生长激素的种类及其功能2. 掌握植物生长激素的合成、运输和作用机制3. 了解植物生长激素在农业生产中的应用章节十二：植物的逆境生理1. 理解植物逆境的概念及类型2. 掌握植物逆境反应的分子机制3. 了解植物逆境生理研究在农业中的应用章节十三：植物的营养与肥料1. 理解植物营养的需求与吸收机制2. 掌握肥料的分类、性质及使用方法3. 了解植物营养与肥料在农业生产中的重要性章节十四：植物的病虫害与防治1. 了解植物病虫害的类型及危害2. 掌握病虫害发生的分子机制3. 了解植物病虫害防治的方法及策略章节十五：植物的可持续发展1. 理解植物可持续发展的概念及其重要性2. 掌握植物可持续发展的原则与方法3. 了解植物可持续发展在农业与环境中的应用重点和难点解析本教案全面覆盖了植物与植物生理的基本概念、生长发展、器官结构、繁殖方式、生理过程、遗传与变异、适应性与进化、生态与生理生态、生殖技术与繁殖材料、植物的利用与保护、生长激素与调控、逆境生理、营养与肥料、病虫害与防治以及植物的可持续发展等内容。
植物生理思考题修改稿
14.哪些植物运动是生长性运动，哪些不是生长性运动？
第十章植物的生殖生理
名词解释
春化处理春化作用去春化作用再春化作用光周期诱导临界日长临界暗期
长日植物短日植物日中性植物单性结实呼吸跃变识别花粉的群体效应
问答题
1植物通过春化作用有哪些条件？
2设计一个试验，证明植物感受春化作用的部位是茎的生长点或正在细胞分裂的组织。
4植物体内的GA、CTK和ABA的生物合成有何联系？
5简述六大植物激素的主要生理作用。
6简述IAA与CTK、IAA与GA、GA与ABA、，乙烯与ABA在调控植物生理过程中各有什么相互关系。
7如何证明GA能诱导大麦糊粉层α-淀粉酶的形成？
8除六大激素外，植物体内还含有哪些显著调节植物生长发育的有活性的物质？它们有哪些主要的生理效应？
3设计一个试验，确定植物感受光周期的部位。
4设计一个试验，证明暗期比光期对植物的开花作用更重要。
5春化和光周期理论在农业生产中有哪些应用？
6简述植物激素对植物性别分化的影响。
7油料种子成熟时，脂肪代谢有何变化？
8果实成熟过程中呼吸速率有何变化？可能机理是什么。
9植物的成花包括哪三个阶段？
10．什么是光周期现象？举例说明植物的主要光周期类型。
11为什么说光敏色素参与了植物的成花诱导过程？它与植物成花之间有何关系？
12．试述柴拉轩“成花素假说”的观点。你从中得到什么启示？
13影响植物花器官形成的条件有哪些？
14影响花粉生活力的外界条件有哪些？
第十一章植物的衰老、脱落与休眠
名词解释
衰老老化休眠脱落
问答题
1植物衰老的特征是什么？
2植物衰老的原因。
植物生理学课后习题及答案第十二、十三章doc
植物生理学课后习题及答案第十二章植物的成熟和衰老生理一、汉译英并名词解释呼吸跃变（respiratory climacteric）：当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，然后又下降的现象。
单性结实（parthenocarpy）：不经受精而雌蕊的子房形成无子果实的现象。
休眠（doemancy）：成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下暂时停止生长的现象。
衰老（senescence）：指细胞、器官或整个植株生理功能衰退，趋向自然死亡的过程。
程序性细胞死亡（programmed cell death,PCD）：是一种主动地、生理性的细胞死亡，其死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制。
脱落（abscission）：是指植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。
离层（abscisic zone）：在叶柄、花柄和果柄的基部有一特化的区域，称为离区，它是由几层排列紧密的离层细胞组成的。
生长素梯度学说（anxin gtadient theory）：认为不是叶片内生长素的绝对含量，而是横过离层区两边生长素的浓度梯度影响脱落，解释生长素与脱落的关系。
二、思考题1.小麦种子和香蕉果实在成熟期间发生了哪些生理生化变化？答：①主要有机物的变化。
可溶性糖类转化为不溶性糖类，非蛋白氮转化为蛋白质，而脂肪则由糖类转化而来。
②呼吸速率，有机物累迅速时呼吸作用也旺盛，种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。
③植物激素的变化，在种子成熟过程中，植物激素含量的高低顺序出现，可能与他们的作用有关，首先是玉米素，可能是调节籽粒建成和细胞分裂，其次是赤霉素和生长素，可能是调节光合产物向籽粒运输与积累，最后是脱落酸，可能控制籽粒的成熟与休眠。
④含水量，脂肪种子含水量与有机物的积恰好相反，它是随着种子的成熟而逐渐减少的。
2..举例说明生长调节剂在打破种子或器官休眠中的作用。
答：打破休眠：赤霉素能有效地打破许多延存器官(种子、块茎等)的休眠。
植物生理学——植物的逆境生理
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜 的伤害 膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。 3.机械伤害 4.活性氧伤害
3．合理的肥料配比
4.栽培技术---如塑料薄膜覆盖
第三节
旱害及其类型
植物的抗旱性
土壤水分缺乏或者大气相对湿度过低， 植物的耗水大于吸水，造成植物组织脱 水，对植物造成的伤害。
大气干旱：空气相对湿度过低； 土壤干旱：土壤中缺少可利用水。 生理干旱：土壤水分不缺少，因土壤低温， 土壤溶液浓度过高或积累有毒物质，而难以 吸收。
（二）结冰伤害机理
1.硫氢基假说（Levitt,1962） 要点：结冰对细胞伤害主要是破坏蛋白质空间结构。
冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链 外部的-SH彼此接触，两个-SH经氧化而形成-S-S-键；或者一 个分子外部的-SH基与另一个分子内部的-SH形成-S-S-键，于 是蛋白质凝聚。
（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。
3．外界条件对植物适应冷冻的影响
（1）温度 进入秋季，温度降低---抗寒性增强； 春季温度升高时，抗寒性降低 ---影响休眠---抗寒性 短日照----促进休眠---抗寒性增强； 长日照---阻止休眠---抗寒性降低 细胞吸水过多，不利于抗寒性增强
根系褐变腐烂高温叶片变褐出现死斑树皮开裂病原菌侵染叶片出现病斑逆境协迫下植物的一般生理变化逆境协迫下植物的一般生理变化11逆境与植物的水分代谢逆境与植物的水分代谢吸水能力降低蒸腾量降低组织产生萎蔫吸水能力降低蒸腾量降低组织产生萎蔫33呼吸作用变化呼吸作用变化降低降低冻害冻害热害热害pppppp途径增强途径增强先升后降冷害冷害旱害增高增高病害病害44物质代谢变化物质代谢变化合成分解合成分解55原生质膜变化原生质膜变化膜脂双分子层膜脂双分子层星状排列膜蛋白星状排列膜蛋白变构膜透性增加物质外渗
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2、逆境生理(stress physiology)研究植物在 逆境下的生理反应称为逆境生理。
第十二章逆境生理
15
逆境 stress
病害 生物因素 虫害 biotic stress 杂草
水分
涝害
干旱
冷害、冻害 温度 热害
非生物因素 abiotic stress
化学 辐射
盐害
环境污染物 可见光（过强或太弱） 红外、紫外光伤害 离子辐射
• 不利的环境因子并未深入植物组织内部 • 植物不必在代谢上对逆境产生相应的反应
第十二章逆境生理
18
• 荒漠上的“短命 植物”通过生育期的 调整避开干旱：
沙米，绵蓬
种子一遇下雨就迅速 萌发、生长、开花、 结实，的季节，从而
逃避干旱
第十二章逆境生理
19
• 旱生的肉质植物通 过 贮存大量水分
调
节
物
脯氨酸
质 有机物质 甜菜碱
可溶性糖等
第十二章逆境生理
25
是植物必需的重要营养元素
K＋
调节细胞渗透势
与植物抗逆性 稳定酶活性
的关系极为密切 中和负电荷
细胞膜极化
第十二章逆境生理
26
土壤中高浓度Na＋ 扰乱植物细胞的离子平衡，导致膜功能失调和代谢活动的减弱
引起生长的抑制，最终导致细胞的死亡
低浓度Na＋是一种有益元素: 可以促进植物的生长，特别是 当介质 中K＋浓度很低时
第十二章逆境生理
28
第十二章逆境生理
29
N orm al plant (salt-sensitive)
- export sodium from the cell
Transgenic plant (salt-tolerant)
- export sodium from the cell - accum ulate sodium in the vacuole -the accum ulation of ions in the vacuole drives w ater into the cell.
风和日丽 温度适宜 土壤肥沃 雨水丰沛
第十二章逆境生理
4
在干旱、高 温、盐渍、 寒冷等不良 环境中进行 农牧业生产
第十二章逆境生理
5
雨养农业
第十二章逆境生理
6
Puccinellia tenuiflora
第十二章逆境生理
7
第十二章逆境生理
8
要治理土地沙漠化 等威胁人类生活的 生存条件，就得广 种植被
Na+
Na+ H 2O
N a+
Na+ H 2O
第十二章逆境生理
30
1m
(N aCl)
5 mM
200 mM
WT
5 mM
200 mM
OEX1
第十二章逆境生理
RH = 50% 1,250 m ol m -2s-1.
31
Fruits from w ild-type plants grow n at 5 m M N aC l
角质层的保水作用
仙人掌
第十二章逆境生理
20
第十二章逆境生理
21
2．耐逆性/抗逆性(stress tolerance/ stress resistance)：
植物 代谢反应
阻止、降低或修复由逆境造成的损伤
第十二章逆境生理
22
四、植物对逆境的适应
渗透调节 逆境蛋白 活性氧清除系统 植物激素的调控作用
一些盐生植物的生长发育需要Na＋: 是一种必需的营养元素
第十二章逆境生理
27
细胞质代谢酶 对Na+很敏感
高等植物
液泡膜Na+ /H +antiporter能使细胞质 中的绝大部分Na＋区域化在液泡中
胞质中的Na＋浓度 保持在非毒害水平
积累在液泡中的Na＋ 可作为渗透调节剂
降低细胞的水势
维持逆境下植物的生长
第十二章逆境生理
11
• 拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小 的。每个单倍染色体组（n=5）的总长只有7000 万个碱基对，即只有小麦染色体组长的1/80，这 就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。
• 拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理 化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能 的缺陷型。
SOS
第十二章逆境生理
12
• 拟南芥并不是研究植物抗逆机理的理 想材料：抗逆能力很弱
• 要研究植物的抗逆机理就得选用抗逆 能力强的植物
第十二章逆境生理
13
第二节 逆境生理通论 一、逆境的概念和种类
干旱、洪涝、高温、
逆境
低温、盐渍、病虫害、
（胁迫，stress） 环境污染等对植物正
常生长发育不利的各
第十二章逆境生理
23
1、渗透调节(osmotic adjustment or osmoregulation)
一定胁迫范围内，植物通过细胞 内积累各种无机离子和有机物质 ，以 提高细胞内溶质浓度，降低其渗透势， 来适应逆境胁迫的现象称为渗透调节
第十二章逆境生理
24
K+
渗 无机离子 Na+
透
Cl—等
种环境因素
第十二章逆境生理
14
1、逆境（environmental stress）指对植物 生长和发育不利的各种环境因素的总称， 又简称胁迫(stress)。逆境的种类是多种 多样的，根据环境的种类，逆境可分为 生物逆境(biotic stress)和理化因素逆境又 称非生物逆境(abiotic stress) 。
Fruits from X 1O E plants grow n at 200 m M NaCl
在沙地上人工 种植的白沙蒿
第十二章逆境生理
9
研究植物在逆境条件下的适应机理、 生存对策：
对农牧业生产的发展 对生态环境的治理
有十分重要的意义
第十二章逆境生理
10
模式植物拟南芥（Arabidopsis）
•形态个体小，高度只有 3O cm左右
• 生长周期快，从播种到 收获种子一般只需6周左 右
• 种子多，每株每代可产 生数千粒种子
第十二章 植物的逆境生理
Plant Stress Physiology
第十二章逆境生理
1
影响植物生长发育 的各种环境因子示 意图
第十二章逆境生理
2
研究植物逆境生理的意义
逆境生理通论
逆境的概念和种类 逆境对植物的伤害 植物抵抗逆境的几种方式 植物对逆境的适应
逆境生理各论
第十二章逆境生理
3
第一节 研究植物逆境生理的意义
第十二物章逆理境生：理 雷、电、风、雪等16
二、逆境对植物的伤害
引起植物组织的脱水萎蔫
细胞膜受到伤害，膜透性增加
物质代谢分解大于合成
光合作用下降 呼吸作用紊乱
逐渐下降：冰冻、高温、盐渍、淹水 先升后降：零上低温、干旱 显著增高：病害
第十二章逆境生理
17
三、植物抵抗逆境的几种方式
1. 避逆性(stress avoidance)