第十一章 植物的抗逆生理思考题与答案

第十一章植物的抗逆生理思考题与答案

(一) 解释名词?

逆境(environmental stress) 对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。逆境的种类可分为生物逆境、理化逆境等类型。

抗性(resistance) 植物对逆境的抵抗和忍耐能力。包括避逆性、御逆性和耐逆性。

逆境逃避(stress avoidance) 植物通过各种方式，设置某种屏障，从而避开或减少逆境对植物组织施加影响的抗性方式，包括避逆性和御逆性，在这种抗性方式下，植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应反应的抵抗。

逆境忍耐(stress tolerance) 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。

胁变(strain) 植物体受到胁迫后产生的相应变化，这种变化可表现在形态上和生理生化变化两个方面。据胁变的程度大小可分为弹性胁变和塑性胁变，前者指解除胁迫后又能复原，而后者则不能。

渗透调节(osmoregulation，osmotic adjusment) 通过提高细胞液浓度、降低渗透势表现出的调节作用。

逆境蛋白(stress proteins) 由逆境因素如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等所诱导植物体形成的新的蛋白质（酶）。

冷害(chilling injury) 冰点以上低温对植物的危害。冷害主要由低温引起生物膜的膜相变与膜透性改变，造成新陈代谢紊乱引起的。

冻害(freezing injury) 冰点以下低温对植物的危害。冻害主要由细胞间或细胞内发生结冰、生物膜和蛋白质结构被破坏引起的。

巯基(-SH)假说(sulfhydryl group hypothesis) 莱维特（Levitt）1962年提出植物细胞结冰引起蛋白质损伤的假说。他认为组织结冰脱水时，蛋白质分子逐渐相互接近，邻近蛋白质分子通过-SH氧化形成-S-S-键，蛋白质分子凝聚失去活性，当解冻再度吸水时，肽链松散，氢键断裂，但-S-S-键还保存，肽链的空间位置发生变化，破坏了蛋白质分子的空间构型，进而引起细胞的伤害和死亡。

大气干旱(atmosphere drought) 空气过度干燥，相对湿度过低，使植物的蒸腾作用过强，根系吸水补偿不了失水，使植物体发生水分亏缺的现象。

土壤干旱(soil drought) 因土壤中没有或只有少量的有效水，影响植物吸水，使植物体内水分亏缺引起永久萎焉的现象。

生理干旱(physiological drought) 由于土温过低、土壤溶液浓度过高或积累有毒物质等原因，妨碍根系吸水，造成植物体内水分亏缺的现象。

盐碱土(saline and alkaline soil) 盐类以NaCl和Na2SO4为主的土壤称为盐土，盐类以Na2CO3和NaHCO3为主的土壤称为碱土，盐土中如含有一定量的碱土，这种盐土则被称为盐碱土。

植保素(phytoalexin) 寄主被病原菌侵入后产生的一类对病原菌有毒的物质。植保素大多是一些异类黄酮和萜类物质。

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，形成一些氧化能力极强的氧化性物质，如O3、NO2、醛类(RCHO)、硝酸过氧化乙酰(peroxyacetyl nitrate，PAN)等。它们对植物有伤害作物。

（二）写出下列符号的中文名称，并简述其主要功能或作用

PRs 病程相关蛋白(pathogenesis-related proteins)，是植物被病原菌感染后形成的与抗病性有关的一类逆境蛋白。一些PRs具有水解酶功能，能抑制病原菌的生长。

HSPs 热击蛋白(heat shock proteins)，由高温诱导植物形成的一类逆境蛋白，它的产生能提高植物的抗热性。

HF 氟化氢(hydrogen-fluoride)，大气污染物。氟是一些酶的抑制剂，对植物有伤害作用。O3 臭氧(ozone)，大气污染物。为强氧化剂，会破坏质膜，伤害植物。

UFAI 不饱和脂肪酸指数(unsaturated fatty acid index)，不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的相对比值。可作为衡量植物抗冷性的指标。UFAI高，反映抗冷性强。?

(三) 问答题?

1.植物的抗性有哪几种方式？?

答：植物的抗性有避逆性、御逆性和耐逆性三种方式。

(1)避逆性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，这种方式在植物进化上是十分重要的。

(2)御逆性指植物处于逆境时，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动的特性，这主要是植物体营造了适宜生活的内部环境，免除外部不利条件对其的危害，这类植物通常具有根系发达，吸水、吸肥能力强，物质运输阻力小，角质层较厚，还原性物质含量高，有机物质的合成快等特点。避逆性和御逆性总称为逆境逃避。

(3)耐逆性又称为逆境忍耐，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。

2.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。

⑴植株内含水量下降，束缚水相对增多，不易结冰；

⑵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；

⑶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；

⑷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；

⑸膜不饱和脂肪酸含量增加，膜透性稳定。

3.生物膜结构成分与抗寒性有何关系？?

答：生物膜主要由脂类和蛋白质镶嵌而成，具有一定的流动性。生物膜对低温敏感，其结构成分与抗寒性密切相关。低温下，膜脂会发生相变。膜脂相变温度随脂肪酸链的加长而增加，随不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸、亚麻酸等所占比例的增加而降低，不饱和脂肪酸越多，愈耐低温。在缓慢降温时，由于膜脂的固化使得膜结构紧缩，降低了膜对水和溶质的透性；温度突然降低时，由于膜脂的不对称性，膜体紧缩不均而出现断裂，造成膜的破损渗漏，透性加大，胞内溶质外流。生物膜对结冰更为敏感，发生冻害时膜的结构被破坏，与膜结合的酶游离而失去活性。此外，低温也会使膜蛋白质大分子解体为亚基，并在分子间形成二硫键，产生不可逆的凝聚变性，使膜受到伤害。经抗寒锻炼后，由于膜脂中不饱和脂肪酸增多，膜相变的温度降低，膜透性稳定，从而可提高植物的抗寒性。同时，细胞内的NADPH/NADP的比值增高，ATP含量增加，保护物质增多，可降低冰点，减少低温对膜表面的伤害。

4.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：