植物的抗逆生理思考题与答案
植物的抗性生理习题答案
第十章植物的抗性生理一、名词解释1.逆境: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: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。
3.逆境逃避:植物通过各种方式,设置某种屏障,从而避开或减小逆境对植物组织施加的影响。
植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应的反应,这种抵抗叫逆境逃避。
4.逆境忍耐: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、降低或者修复由逆境造成的损伤,使其仍保持正常的生理活动。
5.抗寒锻炼: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,抗寒力逐渐增强,这种提高抗寒能力的过程叫抗寒锻炼。
6.冻害:当温度下降到0o C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。
7.冷害:指0o C以上低温,虽无结冰现象,但能引起喜温植物的生理障碍使植物受伤甚至死亡,这种现象叫冷害。
8.萎蔫:植物在水分亏缺严重时,细胞失去紧张,叶片和茎的幼嫩部分下垂,这种现象称为萎蔫。
9.生理干旱:过度水分亏缺的现象叫干旱,由于土壤中盐分过多,引起上壤水势降低,使植物根系吸收水分困难,甚至发生体内水分外渗的受旱现多叫生理干旱,冷害等也能引起植物产生生理干旱现象。
10.活性氧: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、超氧阴离子自由基、单线态分子氧等。
11.生物自由基:泛指生物体自身代谢产生的一些带有未配对电子的基团或分子,它们是不稳定的,化学活性很高的基团或分子包括含氧自由基和非含氧自由基。
12.植保素:是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质。
二、填空题1.二硫键凝聚2.膜相的改变由于膜损坏而引起代谢紊乱导致死亡3.细胞过度脱水4.强5.多6.脯氨酸7.少8.可溶性糖9.高10.正比例11.大气土壤12.较强 CAM植物体内有机酸与氨作用形成酰胺三、选择题1.C 2.A 3. B 4.A 5.B 6.A 7.A 8.A 9.B四、是非判断与改正1.(⨯)合成不饱和脂肪酸多 2.(√) 3.(⨯)成正相关 4.(√)5.(⨯)零度以上低温时 6.(√) 7.(√) 8.(⨯)下降五、问答题1.膜脂与植物的抗冷性有何关系?一般生物膜脂呈液晶态,当温度下降到一定程度时,膜脂由液晶态变为凝胶态,导致原生质停止流动,透性加大膜脂碳链越长固化温度越高;碳链长度相同时,不饱和键数越多,固化温度越低。
植物生理学思考题
思考题Ø植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点?Ø一个细胞放在纯水中其水势及体积如何变化?Ø植物体内水分存在形式及与植物代谢强弱、抗逆性关系。
Ø试述气孔运动机制及其影响因素。
Ø哪些因素影响植物吸水和蒸腾作用?Ø试述水分进出植物体的途径及动力。
Ø区别主动吸水与被动吸水、永久萎焉与暂时萎焉。
Ø合理灌溉在节水农业中意义?如何才能做到合理灌溉?思考题1、溶液培养法有哪些类型?用溶液培养植物时应注意哪些事项?2、如何确定植物必需的矿质元素?必需元素有哪些生理作用?3、植物细胞通过哪几种方式吸收矿质元素?4、为什么说主动转运与被动转运都有膜传递蛋白的参与?5、H+-ATP酶是如何与主动运转相关的?它还有哪些生理作用?6、试解释两种类型的共运转及单向运转。
7、试述根系吸收矿质的特点及主要过程、影响因素。
8、为什么植物缺钙、铁时,其缺乏症首先表现在幼叶上?9、合理施肥为何能增产?要充分发挥肥效应该采取哪些措施?思考题1、试述光合作用的重要意义。
2、光合色素的结构、性质与光合作用有何关系?3、如何证明光合作用中释放的氧来自水?4、C3途径分为哪几个阶段?其作用是什么?5、如何证明光合电子传递由两个光系统参与,并接力进行?6、C3、C4、CAM植物在碳代谢上各有何异同点?7、光呼吸是如何发生的,有何生理意义?8、目前大田作物光能利用率不高的原因有哪些?提高光能利用率的途径有哪些?9、C4植物光合速率为何在强光高温低CO2时高于C3植物?10、“光合速率高,作物产量一定高”的观点正确吗?为什么?思考题Ø同化物在韧皮部的装载与卸出机理如何?Ø简述压力流动学说的要点、实验证据及遇到的难题。
Ø试述同化物运输与分配的特点和规律。
思考题Ø植物呼吸代谢多条路线有何生物学意义?ØTCA循环的特点和意义如何?Ø油料种子呼吸作用有何特点?Ø长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害?Ø以化学渗透假说说明氧化磷酸化的机理Ø呼吸作用与谷物种子、果蔬贮藏、作物栽培有何关系?思考题Ø什么是细胞信号转导?它包括哪些过程?Ø什么叫钙调蛋白?它有什么作用?Ø蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转导中有何作用?思考题1、为什么切去顶芽会刺激腋芽的发育?如何解释生长素抑制腋芽生长而不抑制产生生长素的顶芽的生长?2、生长素和赤霉素都影响茎的伸长,茎对IAA和GA的反应在哪些方面表现出差异?3、植物激素对开花反应有哪些影响?4、激素受体所必须满足的条件是什么?5、一些种子会积累生长素结合物,这在生理上有何意义?思考题Ø种子成熟过程中会发生哪些生理变化?Ø环境条件对种子品质有什么影响?Ø果实成熟期间在生理生化上有哪些变化?Ø植物衰老时发生哪些生理生化变化?衰老的机理如何?Ø油料种子的油脂形成有何特点?思考题1、逆境胁迫对植物代谢有哪些影响2、生物膜结构、组分和功能与植物的抗逆性的关系3、活性氧与植物生命活动的关系4、试述逆境下蛋白质的产生与抗逆性的关系5、什么是渗透调节?渗透调节的功能?6、简述ABA与植物抗逆性的关系7、冷害和冻害是怎样伤害植物的?7.试述生长素促进生长的机理。
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。
第十四章 植物的抗逆生理思考题.
第十四章植物的抗逆生理思考题
(一) 解释名词
逆境、抗性、逆境逃避、逆境忍耐、胁变、渗透调节、冷害、冻害、巯基(-SH)假说、大气干旱、土壤干旱、生理干旱、盐碱土、植保素、光化学烟雾
(二)问答题
1.植物的抗性有哪几种方式?
2.抗寒锻炼为什么能提高植物的抗寒性?
3.生物膜结构成分与抗寒性有何关系?
4.干旱对植物的伤害有哪些?
5.植物抗旱的生理基础有哪些?如何提高植物的抗旱性?
6.植物耐盐的生理基础表现在哪些方面?如何提高植物的抗盐性?
7.植物感病后在生理生化方面有哪些变化?作物抗病的生理基础如何?
8.什么叫大气污染?主要污染物有哪些?有哪几种伤害方式?
9.什么叫植物的交叉适应?交叉适应有哪些特点?
10.植物在环境保护中可起什么作用?。
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_______。
植物生理学思考题与答案
第二章水分生理植物体内水分存在的形式及与代谢核抗逆性的关系、水的生理生态作用;植物细胞吸水的方式、渗透作用、水势的概念、组成及变化规律;根系吸水的部位、方式及动力、根压的表现及产生机理;蒸腾作用的概念、生理意义、部位、指标及计算(蒸腾效率、需水量)、气孔蒸腾的特点、小孔扩散定律及边缘效应、气孔开闭的机理、蒸腾拉力-内聚力-张力学说、合理灌溉的生理基础、水分临界期、灌溉的指标、节水农业、合理灌溉增产的原因。
第三章矿质营养必需元素的概念、确定标准、种类(大量元素、微量元素)、矿质元素、N、P、K的生理作用、肥料三要素、细胞吸收矿质元素的方式、根系吸收矿质元素的特点、可再利用元素及不可再利用元素及其缺素症的表现、合理施肥的生理基础、需肥临界期、施肥的指标、合理施肥增产的原因、提高肥效的措施。
第四章光合作用光合作用的概念、生理意义、光合的细胞器-叶绿体的结构与功能、色素的种类及吸收光区、荧光现象、作用中心色素、光反应与暗反应的场所、光合膜的概念、、光合单位、光合作用的过程及能量是如何转化的、原初反应、光合电子传递链与光合磷酸化的概念、同化力、希尔反应、红降现象及双光增益效应、CO2同化的概念及途径(C3、C4、CAM途径)、C3途径的基本过程、CO2的受体、催化的酶及其特点、形成的产物是磷酸丙糖TP、TP的去路:参与RUBP的再生、在叶绿体间质中合成淀粉、运出叶绿体在细胞质中合成蔗糖;C3途径每同化1分子CO2需要3个ATP和2个NADPH+H+;C4途径CO2的受体、催化的酶、C4与CAM途径的比较、光呼吸的概念、底物、参与的细胞器、生理意义、C4植物为什么是高光效低光呼吸的植物?光合作用的指标及测定方法、影响光合作用的因素、光饱和(点)现象、光补偿点、CO2补偿点、饱和点、光能利用率的概念、光能利用率不高的原因、作物的光合性能(5个方面)、提高光能利用率(产量)的途径。
第五章呼吸作用呼吸作用的概念、类型、指标、生理学意义;糖酵解的概念、生化过程(己糖的活化、己糖的裂解、丙糖的氧化、丙酮酸的生成)、反应部位、生成的丙酮酸的去路;TCA循环进行的部位、生理意义、PPP的场所及生理意义、伤呼吸、呼吸链的概念、传递体的种类、磷酸化的方式、P/O、末端氧化酶、抗氰呼吸的概念及其生理意义、呼吸跃变、安全含水量、呼吸作用与农业生产的关系。
植物生理学复习思考题答案
一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势:每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。
2.渗透作用:溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。
对于水溶液而言,是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。
3.蒸腾作用:植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。
4.蒸腾速率:又称蒸腾强度或蒸腾率,指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
第二章植物的矿质营养1.溶液培养:在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说:质膜上的载体蛋白属于内在蛋白,它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合,形成载体-物质复合物,通过载体蛋白构象的变化,透过质膜,把分子或离子释放到质膜的另一侧。
第三章植物的光合作用5.光合作用:通常是指绿色细胞吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
从广义上讲,光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。
6.双光增益效应或爱默生增益效应:在用远红光照射时补红光(例如650nm的光),则量子产额大增,比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应,因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的,故又叫爱默生效应。
7.光合磷酸化:光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP,并形成高能磷酸键的过程。
8.光补偿点:同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。
9.光呼吸:植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程,由于这种反应仅在光下发生,需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称作为光呼吸。
因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸,以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物,因此光呼吸途径又称为C2循环。
第四章植物的呼吸作用1.呼吸商:简称RQ,指植物在一定时间内,呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。
2.温度系数:是指在生理温度范围内,温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。
植物生理学(plant physiology)(甲)(乙)各章思考题及答案
Chapter 1● 哪些环境因子影响植物水势变化水势是指偏摩尔体积水的化学势与摩尔体积纯水的化学势之差。
典型的植物细胞水势主要由渗透势或溶质势、压力势、衬质势和重力势组成。
即++++=g m p s ϕϕϕϕϕw环境因子主要通过影响渗透势和压力势来影响植物细胞的水势。
1.s ϕ是由于溶质颗粒(分子和离子)的存在而降低的水势。
因此,凡是影响细胞液浓度的外界条件都能改变其渗透势。
①水分:处于干旱胁迫下的植物往往主动积累无机和有机物质,进行渗透调节,降低细胞的渗透势来提高保水力。
②土壤盐分含量:土壤盐分过多,造成土壤水势降低。
土壤盐分含量也可以通过改变植物细胞形态从而影响压力势的大小。
2.p ϕ是由于细胞壁压力的存在而使水势增加的值。
因此,凡是影响植物蒸腾作用的环境因子均可以影响植物细胞水势。
①光照:光照促进气孔开放,减少气孔阻力。
同时提高气温和叶温,增加体内外的蒸气压梯度,加快蒸腾速率。
②温度:在一定范围内,温度升高促进蒸腾作用。
③大气相对湿度:在温度相同时,大气的相对湿度越大,空气的蒸汽压就越大,叶内外的蒸气压差就变小,蒸腾速率下降。
④风:微风吹散气孔外边的水蒸气促进蒸腾,强风降低蒸腾。
光照、温度、大气相对湿度、风通过改变蒸腾作用的强弱,改变植物细胞的膨压,从而改变植物水势。
3.此外,土壤溶液浓度改变也会通过改变压力势改变植物水势。
当土壤溶液浓度升高时,土壤溶液水势降低,植物细胞失水,严重时质壁分离,压力势减小为零;反之,当土壤溶液浓度降低时,植物细胞吸水,细胞体积膨胀,膨压增大,压力势增大,从而改变植物水势。
● 影响根系吸水的外界因素1. 土壤有效水分状况。
土壤有效水易被根毛吸收,是植物吸水的主要来源。
当土壤含水量下降时,土壤溶液水势亦下降,土壤溶液与根部之间的水势差减小,根部吸水减慢。
2. 土壤通气状况。
充足的氧气能促进根系发达,扩大吸水表面,还能够促进根的呼吸作用,提高主动吸水能力。
缺氧和CO 2浓度过高,短期内使细胞呼吸减弱,影响主动吸水。
植物的逆境生理复习题参考答案
植物的逆境生理复习题参考答案一、名词解释1、逆境<environmental stress>: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.如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等.2、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.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,使植物的生理代谢上发生相应的变化,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<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.9、逆境逃避<stress 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.10、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.11、寒害<cold injury>:低温导致的植物受伤或死亡.12、冻害<feezing 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.13、冷害<cilling injury>:零度以上低温,虽无结冰现象,但能引起喜温植物的生理障碍,使植物受伤甚至死亡,这种现象叫冷害.14、涝害<flood injury>:土壤水分过多对植物产生的伤害.15、植保素<phytoalexin>:是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质.16、抗病性<disease resistance>:植物对病原微生物侵染的抵抗能力.17、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.18、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,不稳定的.19、逆境蛋白<stress proteins>:由逆境因素如干旱、水涝、高温、低温、病虫害、有毒气体和紫外线等诱导植物体内形成的新蛋白质<酶>.20、大气干旱<atmosphere drought>:空气极度干燥,相对湿度极低,根系吸水赶不上蒸腾失水,因而发生水分亏缺现象.21、土壤干旱<soil drought>:因土壤中缺少可利用的水,导致植物体内水分亏缺发生永久萎蔫的现象.22、干旱<drought>与生理干旱<physiological drought>:过度水分亏缺的现象称为干旱.由于土壤中盐分过多,引起土壤水势降低,使植物根系吸收水分困难,甚至发生体内水分外渗的受旱现象,叫生理干旱.寒害也能引起植物产生生理干旱现象.二、写出下列符号的中文名称1、CAT —过氧化氢酶;2、MDA —丙二醛;3、O-.2 —超氧自由基;4、1O2 —单线态氧;5、*OH —羟基自由基;6、POD —过氧化物酶;7、P- —蛋白质自由基;8、RO- —烷氧自由基;9、UFAI —不饱和脂肪酸指数;10、RuFA —多元不饱和脂肪酸;11、SOD —超氧物歧化酶;12、ROO* —脂质过氧化物;13、HSPs —热击蛋白;14、PRs —病程相关蛋白;15、HF —氟化氢.三、填空题1、双硫键,凝聚;2、膜相的改变,由于膜损伤而引起代谢紊乱导致死亡;3、孕穗期,灌浆至乳熟末期;4、硫化物,氟化物,氯化物,氮氧化合物,粉尘,带有各种金属元素的气体;5、降低;6、强;7、多;8、无机离子,可溶性糖,脯氨酸,甜菜碱等;9、少;10、慢;11、慢;12、脱落酸;13、高;14、冻害,冷害,15、机械损伤,16、正比例,17、大气,土壤;18、糖;19、暂时萎蔫;20、弱;21、强;22、HF;23、超氧自由基,羟基自由基,单线态氧,过氧化氢,脂质过氧化物;24、强;25、水,大气.四、是非判断与改正1、√;2、√;3、×〔过度脱水〕;4、×〔零度以上低温时〕;5、√;6、×〔速度减慢〕;7、√;8、×〔耐热性强〕;9、√;10、×〔下降〕;11、√;12、√;13、√;14、×〔酚、氰、铬、砷、汞〕;15、√;16、×〔对某一污染物极敏感的植物〕.五、简答题.1、膜脂与植物的抗冷性有何关系?答:一般生物膜脂呈液晶态,当温度下降到一定程度时,膜脂由液晶态变为凝胶态,从而导致原生质停止流动,透性加大.膜脂碳链越长,固化温度越高,碳链长度相同时,不饱和键数越多,固化温度越低.即不饱和脂肪酸越多植物的抗冷性就越强.2、在逆境中,植物体内累积脯氨酸有什么作用?答:脯氨酸在逆境中的作用有两点:<1>作为渗透调节物质.适合于用来保持原生质与环境的渗透平衡.防止水分散失.<2>保持膜结构的完整性.因为脯氨酸与蛋白质相互作用,能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀,增强蛋白质和蛋白质间的水合作用.3、BA提高植物抗逆性的原因是什么?答:原因有四点:<1>可能减少膜的伤害;<2>减少自由基对膜的破坏.<3>改变体内代谢.<4>减少水分丧失,提高抗旱、抗冷、抗寒和抗盐的能力.4、物组织的伤害大致分为几个步骤?答:分两个步骤,第一步,是膜相的改变.在低温时膜从液晶态转变为凝胶态,膜收缩,出现裂缝或通道,使膜的透性增加.第二步,是由于膜损伤而引起代谢紊乱导致死亡.结合在膜上的酶系统受到破坏.同时结合在膜上的酶系统与膜外游离酶系统之间丧失固有的平衡,导致代谢紊乱.5、出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类.答:抗氧化物质有:锌、硒、硫氢基化合物<如谷胱甘肽、半胱氨酸等>、Cytf、PC、类胡萝卜素、维生素A、维生素C、维生素E、辅酶A、辅酶Q、甘露醇、山梨醇等.抗氧化酶类有:超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶等.6、冷害过程中,植物体内发生了哪些生理生化变化?答:<1>原生质流动减慢或停止.对冷害敏感的植物如番茄、西瓜等在10℃下1分钟,原生质流动很缓慢或完全停止.<2>水分平衡失调.秧苗受到冷害后,吸水跟不上蒸腾,叶尖、叶片会萎蔫、干枯.<3>光合速率减弱.低温影响叶绿素合成和与光合作用有关酶的活性,加上阴雨,光照不足,光合作用产物形成少,导致减产.<4>呼吸速率大起大落.冷害初期呼吸速度加快,随着低温加剧或时间延长,至病症出现时,呼吸更强,以后迅速下降.7、提高作物抗旱性的途径是什么?答:<1>根据作物抗旱特征<根系发达,根/冠比大等>,可以选择不同抗旱性的作物品种,或作为抗旱育种的亲本,加速抗旱育种.<2>提高作物抗旱性的生理措施,例如:抗旱锻炼、蹲苗、合理施用磷肥、钾肥均能提高作物抗旱性;氮肥过多、过少抗旱性差,所以要适量;硼在抗旱中的作用与钾类似.<3>施用生长延缓剂,如矮壮素等.8、SO2危害植物的原因是什么?答:SO2通过气孔进入叶内,溶化浸润于细胞壁的水分中成为重亚硫酸离子<HSO-3>和亚硫酸离子<SO-3>,并产生氢离子,这三种离子会伤害植物细胞.H+降低细胞的pH值,干扰代谢过程,SO-3和HSO-3直接破坏蛋白质的结构,使酶失活.间接影响是因产生更多的自由基<如O-˙2,*OH等>,伤害细胞,比直接影响更大.9、作物适应干旱的形态和生理特征有哪些?答:形态特征:根系发达而深扎,根冠比大,叶片细胞小,叶脉致密,单位面积气孔数目多.生理特征:细胞液的渗透势低,在缺水情况下气孔关闭较晚,光合作用不立即停止,酶的合成活动仍占优势.10、植物在环境保护中有什么作用?答:<1>植物通过光合作用不断从空气中吸收二氧化碳,释放氧气,可以维持大气中二氧化碳和氧的平衡.<2>植物可以吸收环境中的污染物,并加以分解.如垂柳吸收SO2和氟化物的能力都较强.植物吸收污染物后,有的分解成营养物质、有的形成络合物,从而降低了毒性.<3>抑制藻类生长.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,净化水质.<4>植物叶片表面的绒毛、皱纹与分泌物等可以阻挡、吸附或粘着粉尘.<5>植物对某些污染物的高度敏感性,可以用作环境监测或生物报警,如唐昌蒲对氟化氢非常敏感,可以监测大气中氟化氢的浓度变化.六、论述题1、03对植物的伤害主要表现在哪些方面?答:植物受O3伤害的症状:一般出现在成熟的叶片上,它对植物伤害主要表现在:〔1〕破坏质膜.O3能氧化质膜的组成成分如蛋白质和不饱和脂肪酸等,破坏质膜,使细胞内含物外渗.〔2〕破坏细胞正常的氧化还原过程.由于O3氧化SH基为—S—S—键,破坏了以SH基为活性基的酶<如多种脱氢酶>的活性,从而导致细胞内正常的氧化还原过程受扰,影响各种代谢过程.〔3〕O3破坏叶绿素的合成,使光合速率降低.〔4〕改变呼吸途径.O3不只抑制氧化磷酸化水平,同时还抑制糖酵解,促进戊糖磷酸途径.2、对植物代谢有何影响?答:<1>逆境导致水分胁迫,细胞脱水,膜系统受害,透性加大.<2>光合速率下降,同化产物减少,缺水引起气孔关闭,叶绿体受损伤,RuBPC等失活或变性.<3>冰冻、高温、淹水时、呼吸速率逐渐下降,冷害、干旱胁迫时,呼吸先升后降,感病时呼吸显著升高.<4>逆境导致糖类和蛋白质转变成可溶性化合物,性上升有关.<5>组织内脱落酸含量迅速升高.3、病害对植物生理生化有何影响?作物抗病的生理基础如何?答:病害对植物生理生化的影响如下:〔1〕水分平衡失调,许多植物感病后发生萎蔫或猝倒.〔2〕呼吸作用加强.染病组织一般比健康组织的呼吸速率可增加许多倍,且氧化磷酸化解偶联,大部分能量以热能形式释放出去,所以染病组织的温度大大升高.〔3〕光合作用下降.染病后,叶绿体破坏,叶绿素含量减少,光合速率显著下降.〔4〕生长改变.有些植物染病后由于IAA、GA增加,引起植物徒长,偏上生长,形成肿瘤等.作物抗病的生理基础是:〔1〕加强氧化酶<抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶>的活性,可以分解毒素,促进伤口愈合,抑制病菌水解酶活性.〔2〕植物染病后产生过敏性组织坏死,使有些只能寄生于活细胞的病原菌死亡.〔3〕产生抑制物质.如马铃薯植株产生绿原酸,可以防止黑疤病菌的感染,亚麻的根分泌一种含氰化物的物质,抑制微生物的呼吸.〔4〕作物还具有免疫反应.即在病菌侵入时,体内产生某种对病原菌有毒的化合物<多为酚类化合物>防止病菌侵染.此外,作物体内还含有一些化学物质,如生物碱、单宁、苦杏仁苷等,对侵入的病菌有毒杀作用或防御反应,能减轻病害.4、什么叫植物的交叉适应?它具有什么特点?答:植物和动物一样,在经历了某种逆境之后能提高对另一些逆境的抵抗能力,这种对于不良环境之间的相互适应作用,称为交叉适应.其特点如下::<1>在干旱、盐渍等多中逆境条件下,植物体内的脱落酸、乙烯等植物激素含量都有增加,从而可以提高植物对多种逆境的抵抗能力.<2>植物在遭受多种逆境胁迫下,会同时有多种保护酶参与作用,如超氧化物歧化酶<SOD>、过氧化物酶<POD>、过氧化氢酶<CAT>、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶等.<3>植物在一种逆境下可以产生多种逆境蛋白,而在多种逆境下则又可以产生类似的逆境蛋白.如在高温、干旱、盐渍等胁迫下都能诱导热激蛋白的合成.<4>在多种逆境条件下,植物都会积累脯氨酸、甜菜碱等渗透调节物质,通过渗透调节作用来提高自身对逆境的抵抗力.干旱、盐处理可提高水稻的抗冷性,就是植物发生交叉适应反应的例证.5、环境污染中的〞五毒〞是什么?它们是如何危害植物的?答:通常讲环境污染中的五毒是指酚、氰、汞、络、砷.其中,酚会损害细胞质膜,破坏膜的选择透性,影响植物对水分、矿质元素的吸收和代谢,导致根腐烂、叶片发黄,生长受阻.氰化物会抑制细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶的活性,呼吸作用受阻,植株生长不良,分蘖少,植株矮小,甚至停止生长.铬会导致水稲叶鞘出现褐斑,叶片失绿枯黄,根系发育不良,植株矮小.汞会破坏叶绿素,叶子发黄,光合速率明显下降,植赞矮小,根系不发达,分蘖受抑制.砷可使叶片变为绿褐色,叶柄基部出现褐色斑点,根系发黑,植株枯萎.其伤害的机理可能与蛋白质变性有关.6、渗透调节物质有哪些?渗透调节的主要生理功能是什么?答:植物渗透调节物质可分为两大类:一是由外界引入细胞中的无机离子,包括钾、钠、钙、镁、氯等;二是在细胞内合成的有机溶质,主要是蔗糖、山梨醇、脯氨酸、甜菜碱等.其主要的生理功能包括:<1>维持细胞膨压变化不大,有利于其他生理生化过程的进行.<2>维持气孔开放,以保证光合作用较正常的进行.7、植物在逆境下可以合成哪些逆境蛋白?它们有什么生理功能?答:植物在逆境条件下合成的逆境蛋白有:<1>热击蛋白f<HSPs>,可以和受热激伤害后变性蛋白质结合,维持它们的可溶状态或使其恢复原有的空间构象和生物活性.热激蛋白也可以与一些酶结合成复合体,使这些酶的热失活温度明显提高.<2>低温诱导蛋白,亦称冷击蛋白,它与植物抗寒性的提高有关.由于这些蛋白具有高亲水性,所以具有诚少细胞失水和防止细胞脱水的作用.<3>渗调蛋白,有利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水,提高植物的抗盐性和抗旱性.<4>病程相关蛋白<PRs>,与植物局部和系统诱导抗性有关.还能抑制真茵孢子的萌发,抑制菌丝生长,诱导与其他防卫系统有关的酶的合成,提高其抗病能力.。
实验四植物抗逆性的测定
实验四植物抗逆性的测定实验植物抗逆性的测定(电导仪法)⼀实验⽬的进⼀步理解和认识逆境胁迫对植物细胞膜透性的影响,了解电导法在植物逆境⽣理与抗性育种研究中的应⽤范围。
⼆、实验原理在正常⽣长状况下,植物细胞膜保持着良好的选择透性,⽽当植物组织受到逆境(例如⼲旱、低温、⾼温、盐渍等)伤害时,由于膜脂过氧化、膜蛋⽩变性及膜脂流动性改变,造成膜相变和膜结构破坏,使得细胞膜透性增⼤,从⽽使细胞内的电解质外渗,以致植物细胞浸提液的电导率增⼤。
膜透性增⼤的程度与逆境胁迫强度有关,胁迫强度越⼤,伤害越重,外渗越多,电导率的增加也越⼤。
同时也与植物抗逆性的强弱有关,抗性越强,伤害越轻,外渗越少,电导率的增加也越⼩。
所以,通过测定外渗液电导率的变化,就可以反映出细胞膜的伤害程度和所测材料抗逆性的⼤⼩。
三、材料、仪器和试剂1. 材料:各种植物叶⽚(如丁⾹、⼩麦等)2. 仪器设备:电导仪;天平;恒温箱;真空⼲燥器;抽⽓机;恒温⽔浴锅;烧杯;剪⼑或打孔器;吸⽔纸;纱布等。
3.试剂:去离⼦⽔四、实验步骤1.容器的洗涤:电导法对⽔和容器的洁净度要求严格,所⽤容器必须彻底清洗,再⽤去离⼦⽔冲净,倒臵于洁净滤纸上备⽤。
2.试验材料的处理:选取正常⽣长的⼩麦或其他植物相同部位叶⽚若⼲,剪下后,先⽤纱布拭净,分成2份,将其中⼀份放臵50℃左右的恒温箱中处理30min,进⾏逆境胁迫处理。
另⼀份放臵在室温下作对照。
3. 测定步骤(1) 将处理组叶⽚与对照组叶⽚⽤去离⼦⽔冲洗2次,再⽤洁净滤纸吸净表⾯⽔分,各称取2g,然后剪成长约1cm⼩段放⼊⼩烧杯中(⼤⼩以够容电极为度),并⽤玻璃棒压住,在杯中准确加⼊蒸馏⽔20ml,浸没叶⽚。
将其放⼊真空⼲燥器中,⽤抽⽓机抽⽓7~8min以抽出细胞间隙中的空⽓;重新缓缓放⼊空⽓,⽔即被压⼊组织中⽽使叶⽚下沉。
(注:材料为阔叶时,最好使⽤打孔器取材)(2) 将抽过⽓的⼩烧杯取出,放在实验桌上静臵20min ,然后⽤玻棒轻轻搅动叶⽚,在20~25℃恒温下,⽤电导仪分别测定处理组和对照组得电导值为T 1和C 1。
植物的生理调节例题和知识点总结
植物的生理调节例题和知识点总结植物在生长发育过程中,会不断受到外界环境的影响,为了适应环境并保持自身的正常生长和繁殖,植物进化出了一系列复杂而精妙的生理调节机制。
下面我们通过一些例题来深入理解植物的生理调节,并对相关知识点进行总结。
一、例题例题 1:光照强度对植物光合作用的影响在一个实验中,研究人员将同一品种的植物分别置于不同光照强度下(低光、中光、高光),一段时间后测定其光合作用速率。
结果发现,在低光条件下,植物的光合作用速率较低;随着光照强度的增加,光合作用速率逐渐提高,但在高光条件下,光合作用速率不再增加,反而有所下降。
问题:解释上述现象产生的原因。
答案:在低光条件下,光照强度成为光合作用的限制因素,光能不足导致光合作用所需的光反应产生的 ATP 和 NADPH 较少,从而限制了暗反应中碳的固定和还原,使光合作用速率较低。
随着光照强度的增加,光反应提供的ATP 和NADPH 增多,暗反应的速率也随之提高,光合作用速率逐渐增加。
然而,在高光条件下,植物会受到光抑制,光合作用的相关酶活性下降,甚至可能会造成叶绿体结构的损伤,导致光合作用速率不再增加反而下降。
例题 2:水分胁迫对植物生长的影响将两株生长状况相似的植物分别置于正常水分条件和水分胁迫条件下培养一段时间。
观察发现,处于水分胁迫条件下的植物生长缓慢,叶片发黄,甚至出现枯萎现象。
问题:分析水分胁迫导致植物生长不良的生理机制。
答案:水分胁迫会导致植物细胞的膨压下降,影响细胞的伸长和分裂,从而抑制植物的生长。
同时,水分胁迫会使植物体内的代谢过程受到干扰,例如光合作用减弱,因为水分不足会影响气孔的开放,导致二氧化碳供应不足。
此外,水分胁迫还会诱导植物产生一系列的逆境响应蛋白,如渗透调节物质(脯氨酸、甜菜碱等),但如果胁迫程度过强,植物无法有效调节,就会出现叶片发黄、枯萎等现象。
例题 3:植物激素对植物生长发育的调控在一个实验中,将一组幼苗切除顶芽,另一组保留顶芽。
植物逆境生理思考题
高级逆境生理复习题
1、钙信使系统在植物逆境应答中的作用。
2、介绍一种可用于植物逆境研究的新技术及其具体的应用情况。
(如基因芯片、蛋白质组学研究技术、生物信息学、全基因组或转录组测序等)。
3、冷害对植物会造成哪些伤害?
4、冷驯化(cold acclimation)是如何提高植物抗冷性的?
5、植物激素SA、JA和乙烯与植物抗病性的关系?
6、如何从分子生物学和细胞信号转导的角度理解“基因对基因假说(gene-for-gene hypothesis)”?
7、植物次生代谢与植物抗病性的关系?
8、你怎么理解“植物与微生物的互作(interaction)”这一概念?
10、什么是“诱导抗病性、激发子、过敏反应、病原相关蛋白”?
11、举例说明ABA在植物发育、生长、逆境响应中的作用。
12、试说明植物在面对盐胁迫、干旱胁迫时,细胞内的信号交叉网络(crosstalk)情况。
13、阐述ROS作为信号分子,参与细胞增殖、分化、凋亡及逆境的适应。
14、根据所学理论知识,从原理、方法、目的基因等方面推测植物逆境生物工程的发展方向。
15、试分析某一抗除草剂转基因大豆安全性问题。
第十三章植物的抗性生理习题及答案
第十三章植物的抗性生理一、英译汉(Translate)1、stress tolerance()2、permanent wilting()3、heat-shock protein()4、antifreeze protein()5、osmotin()6、temperature compensation point ()7、glycophyte()8、lectin()9、active oxygen()10、pathogenesis-related protein,PR()11、antifreeze gene ()12、heat injury()13、hardiness physiology ()14、superoxide dismutase ()15、protective enzyme system()16、cross adaptation()17、c-repeat/drought respone element()18、heat shock element ()19、permanent wilting()20、late embryo genesis abundant ()21、transition polypeptides ()二、汉译英(Translate)1、抗性()2、冻害()3、干旱()4、盐胁迫()5、避逆性()6、渗透调节()7、暂时萎蔫()8、盐生植物()9、植物防御素()10、冷害() 11、抗冻基因()12、热害()13、热激蛋白()14、过氧化氢酶()15、过氧化物酶()16、分子伴侣()17、交叉保护()18、抗蒸腾剂()19、厌氧多肽()20、区域化()21、过敏响应()22、系统获得性抗性()三、名词解释(Explain the glossary)1、抗性2、冷害3、冻害4、温度补偿点5、萎蔫 6. chilling injury7. freezing injury8. stree四、是非题(对的打“√”,错的打“×”)(True or false)1、任何逆境都会使光合作用速率降低。
植物的逆境生理自测题及参考答案
第 10 章 植物的逆境生理自测题:一、名词解释:1.逆境(胁迫) 2.抗逆性 3. 抗性锻炼 4.抗寒锻炼 5. 抗旱锻炼 6. 交叉抗性 7. 避逆性 8.耐逆性 9.逆境逃避 10.渗透调节 11.寒害 12.冻害 13.冷害 14.涝害 15.植保素 16.抗病性17.活性氧 18.生物自由基 19.逆境蛋白 20.大气干旱 21.土壤干旱 22.干旱. 23.生理干旱二、缩写符号翻译:1. CAT 2.SOD 3. POD 4. MDA 5.O *. 2 6. 1 O2 7. * OH 8.UFAI 9. ROO *10. HSPs 11. PRs 12.HF三、填空题:1.实验证明,细胞膜蛋白在结冰脱水时,其分子间的___________很容易形成,使蛋白质发生______________。
2.零上低温对喜温植物的伤害大致分为两个步骤:第一步是____________,第二步是__________。
3. 水稻对干旱最敏感的时期是____________和_____________________。
4.大气中的污染物主要有下列种类:________、_________、_____________、__________、_________________、 ______________________。
5.任何逆境都会使光合速率___________________。
6.膜脂不饱和脂肪酸含量越高,植物抗冷性就越_________。
7.干旱时,抗旱性强的小麦品种叶表皮细胞的饱和脂肪酸较不抗旱的____________________。
8. 在逆境下, 植体内主要的渗透调节物质有_______________、 _______________、 _____________、 ________________。
9.干旱时,不耐旱品种体内累积脯氨酸较抗旱的______________________。
第十一章植物的抗逆生理
第十一章植物的抗逆生理学习指南名词解释1.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。
根据不同的分类方法可分为生物逆境和理化逆境,或自然逆境和污染逆境等。
2.植物抗逆性:植物对逆境的忍耐和抵抗能力,简称抗性。
植物抗性可分为避逆性、御逆性和耐逆性三种方式。
避逆性指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的影响,在相对适宜的环境中完成其生活史。
御逆性指植物通过形态结构和某些生理上的变化,营造了适宜逆境的生存条件,可不受或少受逆境的影响。
耐逆性指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。
3.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。
由于选种方式是避开逆境的影响,不利因素并未进入组织,故组织本身通常不会产生相应的反应。
在这种抗性方式下,不利因素并未进入组织,植物通常无需直接产生相应的反应。
4.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。
当然如果超过可忍范围,超出植物自身修复能力,损伤将变成不可逆的,植物将受害甚至死亡。
5.胁变: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。
6.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。
7.脯氨酸:植物体内一种氨基酸,是十分有效的细胞质渗透调节物质。
几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的累积,尤其干旱胁迫时。
脯氨酸在抗逆中能起到保持原生质与环境的渗透平衡,以防止水分散失;还能增强蛋白质的水合作用,从而保持膜结构的完整性。
8.甜菜碱:一类季铵化合物,化学名称为N-甲基代氨基酸,通式为R4·N·X。
植物的抗逆生理 4
• 植物对逆境的适应是受遗传性和植物激 素两种因素制约的。
• 逆境促使植物体内激素的含量和活性发 生变化,并通过这些变化影响着生理过 程。
植物激素在抗逆性中的作用
• ABA是一种胁迫激素,它调节植物对胁迫 环境的适应。ABA在植物抗逆性中的作用 认为是关闭气孔,保持组织内的水分平 衡,并能增加根的透性,增加水的通导 性,也调节植物对结冰和低温的反应在 逆境条件下,多种植物增加的内源脱落 酸含量与其抗性能力呈正相关。
• 叶片缺水时叶内细胞分裂素含量会减少, 吲哚乙酸含量下降。
• 多种激素的相对含量对植物抗逆性更为 重要。
• 抗冷性较强的柑桔品种“国庆1号” 和抗冷性 弱的“锦橙”在抗冷锻炼期间,前者体内脱落 酸含量高于后者,而赤霉素含量是后者高于前 者,在脱锻炼期间则表现出相反的趋势。
• 与脱落酸和赤霉素的绝对含量相比,脱落酸/ 赤霉素更能反映出与抗冷性的关系。同一品种 在抗冷锻炼期间,随着脱落酸/赤霉素升高, 抗冷性逐渐增加,而在脱锻炼期间,随着脱落 酸/赤霉素降低,抗冷性也逐渐减弱。
• 后来又发现植物细胞通过多种途径产生O-2、 OH、1O2和H2O2等自由基,同时细胞也存在着 清除这些自由基的多种途径,两者成对立统一。
• 但是一旦当植物受环境胁迫时,这种统一受到 破坏,自由基累积,导致膜脂过氧化,膜差别 透性丧失,引起一系列生理生化变化,代谢紊 乱,致使植物遭受伤害。
自由基、生物自由基及其特点
• 非酶类的自由基清除剂可分为天然的和人工合 成的两大类。
• 细胞色素f、谷胱甘肽、甘露糖醇、抗坏血酸、 氢醌和维生素E等直接或通过酶催化而与O-2、 H2O2或OH·反应,而胡萝卜素、不饱和脂肪酸 和维生素E能直接与1O2反应。
10 第10章 植物的逆境生理-自测题及参考答案
第 10 章 植物的逆境生理自测题:一、名词解释:1.逆境(胁迫) 2.抗逆性 3. 抗性锻炼 4.抗寒锻炼 5. 抗旱锻炼 6. 交叉抗性 7. 避逆性 8.耐逆性 9.逆境逃避 10.渗透调节 11.寒害 12.冻害 13.冷害 14.涝害 15.植保素 16.抗病性17.活性氧 18.生物自由基 19.逆境蛋白 20.大气干旱 21.土壤干旱 22.干旱. 23.生理干旱二、缩写符号翻译:1. CAT 2.SOD 3. POD 4. MDA 5.O *. 2 6. 1 O2 7. * OH 8.UFAI 9. ROO *10. HSPs 11. PRs 12.HF三、填空题:1.实验证明,细胞膜蛋白在结冰脱水时,其分子间的___________很容易形成,使蛋白质发生______________。
2.零上低温对喜温植物的伤害大致分为两个步骤:第一步是____________,第二步是__________。
3. 水稻对干旱最敏感的时期是____________和_____________________。
4.大气中的污染物主要有下列种类:________、_________、_____________、__________、_________________、 ______________________。
5.任何逆境都会使光合速率___________________。
6.膜脂不饱和脂肪酸含量越高,植物抗冷性就越_________。
7.干旱时,抗旱性强的小麦品种叶表皮细胞的饱和脂肪酸较不抗旱的____________________。
8. 在逆境下, 植体内主要的渗透调节物质有_______________、 _______________、 _____________、 ________________。
9.干旱时,不耐旱品种体内累积脯氨酸较抗旱的______________________。
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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:(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,甚至趋于停止;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。
5.植物抗旱的生理基础有哪些?如何提高植物的抗旱性?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。
提高植物抗旱性的途径有:(1)选育抗旱品种这是提高作物抗旱性的一条重要途径。
(2)进行抗旱锻炼如采用"蹲苗"、"双芽法"、"搁苗"、"饿苗"等农业措施。
(3)进行化学诱导用化学试剂处理种子或植株,可产生诱导作用,提高植物抗旱性。
如用0.25%CaCl2溶液浸种,或用0.05%ZnSO4喷洒叶面都有提高抗旱性的效果。
(4)合理的矿质营养如少施氮素,多施磷钾肥。
因为氮素过多对作物抗旱不利,凡是枝叶徒长的作物,蒸腾失水增多,易受旱害,而磷、钾肥能促进根系生长,提高植株的保水力。
(5)使用生长延缓剂和抗蒸腾剂矮壮素、B9等能增加细胞的保水能力。
合理使用抗蒸腾剂也可降低蒸腾失水。
6.植物耐盐的生理基础表现在哪些方面?如何提高植物的抗盐性?答:(1)植物耐盐的生理基础植物的耐盐性是指植物通过生理或代谢过程来适应细胞内的高盐环境,主要表现在:①耐渗透胁迫通过细胞的渗透调节以适应由盐渍而产生的水分逆境。
植物耐盐的主要机理是盐分在细胞内的区域化分配,盐分在液泡中积累可降低其对功能细胞器的伤害。
有的植物将吸收的盐分离子积累在液泡里。
植物也可通过合成可溶性糖、甜菜碱、脯氨酸等渗透物质,来降低细胞渗透势和水势,从而防止细胞脱水。
②营养元素平衡有些植物在盐渍时能增加K+的吸收,有的蓝绿藻能随Na+供应的增加而加大对N的吸收,它们在盐胁迫下能较好地保持营养元素的平衡。
③代谢稳定在较高盐浓度中某些植物仍能保持酶活性的稳定,维持正常的代谢。
抗盐的植物表现在高盐下往往抑制某些酶的活性,而活化另一些酶,特别是水解酶活性。
④与盐结合通过代谢产物与盐类结合,减少离子对原生质的破坏作用,如抗盐植物中广泛存在的清蛋白,它可以提高亲水胶体对盐类凝固作用的抵抗力,避免原生质受电解质影响而凝固。
(2)提高植物抗盐性的途径有:①选育抗盐性较强的作物品种如以在培养基中逐代加NaCl的方法,可获得耐盐的适应细胞,适应细胞中含有多种盐胁迫蛋白,以增强抗盐性;选育盐胁迫蛋白高或含不饱和脂肪酸高或原生质膜对盐的透性差高的品种。