植物生理学11.第十章-植物对生物和非生物胁迫的反应
植物生理学 11逆境生理
图1 硫氢基假说
未结冰
SH SH
SH
SH
解冻
结冰
S S S S
S S
S S
（3）硫氢基假说 Levitt（1962）提出：原生质在冰冻脱水时，随着原生质收缩，蛋白质分 子逐渐相互接近；当接近到一定程度时蛋白质分子中相邻的硫氢基（ -SH） 氧化形成二硫键（-S-S） 。解冻时蛋白质再度吸水膨胀，肽链松散，氢键断 裂，二硫键（-S-S）还保存，使肽链的空间位置发生变化和蛋白质的天然结 构破坏，导致细胞伤害和死亡。
• 3、渗透调节与抗逆性 • 多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和 无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物 就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 （osmotic adjustment）。 • 渗透调节物质的种类很多，大致可分为两大类。一类是由外界进入细胞 的无机离子，一类是在细胞内合成的有机物质, 有如下共同特点：分子量小、 容易溶解；有机调节物在生理pH范围内不带静电荷；能被细胞膜保持住； 引起酶结构变化的作用极小；在酶结构稍有变化时，能使酶构象稳定，而不 至溶解；生成迅速，并能累积到足以引起调节渗透势的量。 (1)无机离子。 (2)脯氨酸。脯氨酸（proline）是最重要和有效的渗透调节物质。脯氨酸 在抗逆中的作用有两点：一是作为渗透调节物质，保持原生质与环境的渗透 平衡；二是保持膜结构的完整性。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，增强蛋白质的水合作用。 (3)甜菜碱。多种植物在逆境下都有甜菜碱（betaines）的积累。在水分亏 缺时，甜菜碱积累比脯氨酸慢，解除水分胁迫时，甜菜碱的降解也比脯氨酸 慢。甜菜碱也是细胞质渗透物质， • (4)可溶性糖。可溶性糖是另一类渗透调节物质，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、 半乳糖等。可溶性糖的积累主要是由于淀粉等大分子碳水化合物的分解。
植物生理学名词解释
第一章植物得水分生理名词解释水势water potｅｎtiａl:水溶液得化学势与纯水得化学势之差除以水得偏摩尔体积所得得商。
渗透势ｏｓmotic poteｎtｉal:由于溶质颗粒得存在,降低了水得自由能因而其水势低于纯水得水势。
压力势pｒesｓure poｔentｉａl:细胞得原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用,与此同时引起富有弹性得细胞壁产生一种原生质体膨胀得反作用力。
质外体ａｐoplast:由细胞壁及细胞间隙等空间组成得体系。
共质体ｓymplａｓt:由穿过细胞壁得胞间连丝把细胞相连,构成一个相互联系得原生质得整体。
渗透作用osmosis:水分从水势高得系统通过半透膜向水势低得系统移动得现象。
根压roｏt pｒeｓｓｕｒe:靠根部水势梯度使水沿导管上升得动力、蒸腾作用tｒaｎspirａtｉoｎ:指水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外得现象。
蒸腾速率transpiｒａtioｎｒａtｅ:植物在一定时间内单位面积蒸腾得水量。
蒸腾比率tranｓpｉratｉoｎrａtｉo(TR):蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO２物质得量比值。
水分利用率wａｔer use efficienｃy(WＵE):TR得倒数。
内聚力学说cｏhesion theory:以水分具有较大得内聚力就是以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断来解释水分上升得学说。
水分临界期criｔｉcａｌpeｒiｏd of ｗater:植物在生命周期中,对水最敏感、最易受伤害得时期。
简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水”。
①水就是细胞质主要成分②代谢作用过程得反应物质③植物对物质吸收与运输得溶剂④保持植物固有形态第二章植物得矿质营养名词解释矿质营养mｉneral nｕtrition:植物对矿物质得吸收、转运与同化。
大量元素mａｃroeｌeｍent:植物对某些元素需要量相对较大(大于10mｍol／kg干重),C、Ｈ、O、N、P、S、Ｋ、Cａ、Mg微量元素mｉcroelement:植物需要量极微(小于１0mmol/kg干重),稍多即发生毒害,Cｌ、Fe、B、Mn、Ｚn、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍo溶液培养solｕtｉｏn cｕｌtｕre:在含有全部或部分营养元素得溶液中栽培植物。
植物生理学教案第十章
酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等的含 量，从而使植物产生抗逆能力。
（4）减少水分丧失
ABA处理后，可促进气孔关闭， 蒸腾减弱，减少水分丧失，还可提高 根对水分的吸收和输导，防止水分亏 缺，提高抗旱、抗寒、抗冷和抗盐的 能力。
ABA在交叉适应中的作用
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， 这种对不良环境间的相互适应作用称 为~。
如超氧阴离子自由基（O2·－）、羟 基自由基（·OH）、过氧化氢（H2O2）、 脂质过氧化物（ROO-）和单线态氧 （1O2）。
活性氧自由基伤害学说：
在正常情况下，细胞内自由基的产 生和清除处于动态平衡状态，自由基水 平很低，不会伤害细胞。当植物受到逆 境胁迫时，平衡被打破，自由基积累过 多，伤害细胞。
抗逆性强的植物在逆境下SOD活 性降低幅度小或保持相对稳定，避免 或减轻了活性氧引起的伤害。
B、过氧化物E（POD） H2O2使卡尔文循环中的酶失活。 高等植物叶绿体内H2O2的清除是由 具有较高活性的抗坏血酸过氧化物E （Asb-POD）经抗坏血酸循环分解来 完成的。
C、过氧化氢E（CAT）
主要存在于过氧化体中，负责过 氧化体中H2O2的清除。
（一）植物的抗旱类型 植物对水分的需求不同： 水生植物、中生植物、旱生植物 旱生植物对干旱的适应和抵抗方式： 1、逃旱性 — 通过缩短生育期以
逃避干旱缺水的季节
2、御旱性 — 利用形态结构上 的特点，保持良好的水分内环境
3、耐旱性 — 这类植物具有忍 受脱水而不受永久性伤害的能力
（二）抗旱植物的一般特征
4、呼吸作用先升后降
5、内源激素代谢失调 — ABA、 ETH含量增加，CTK合成受抑
《植物生理学》题库(附参考答案)
《植物生理学》题库（附参考答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、叶片等组织显著失水时,其呼吸速率在短时间内一般( )。
A、变化不大B、会降低C、会增强D、无规律变化正确答案：C2、光周期现象是植物对( )发生反应的现象。
A、光和温度B、光暗周期C、光的成分D、光照度正确答案：B3、一般说来，生物膜功能越复杂，膜中的( )种类也相应增多。
A、核酸B、蛋白质C、糖类D、脂类正确答案：B4、同化物从合成部位通过共质体或质外体的胞间运输进入筛管的过程称为( )。
A、韧皮部卸出B、木质部装载C、韧皮部被动运输D、韧皮部装载正确答案：D5、植物缺( )时,叶片出现“光环效应”,首先从叶缘开始变黄,然后扩展到中央。
A、镁B、铁C、铜D、钾正确答案：D6、光敏色素是一种极其溶于水的( )。
A、多肽激素B、吲哚类物质C、色素蛋白D、甾醇物质正确答案：C7、在油料种子发育过程中,最先积累的储藏物质是( )。
A、脂肪酸B、蛋白质C、淀粉D、油脂正确答案：C8、琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是( )。
A、丙氨酸B、一氧化碳C、氰化钾D、丙二酸正确答案：D9、叶、花和果实都是由( )分生组织分化而来的。
A、基生B、次生C、顶端D、侧生正确答案：C10、需光种子在有光的条件下发芽( )。
A、比暗中好B、同暗中一样差C、比暗中差D、同暗中一样好正确答案：A11、植物体内有机物质转移与运输的方向是( )。
A、长距离运输是从高浓度向低浓度方向转移,短距离运输也可逆浓度方向进行B、既能从高浓度向低浓度方向转移,也能从低浓度向高浓度方向运输C、不能确定D、只能从高浓度向低浓度方向移动,而不能从低浓度向高浓度方向转移正确答案：A12、典型的植物有限生长曲线呈( )。
A、倒钟形B、线形C、S形D、抛物线形正确答案：C13、1939年美军在太平洋岛屿上用无土栽培法生产( )。
A、大豆B、蔬菜C、水稻D、小麦正确答案：B14、寡霉素通过以下哪个方式干扰A对P的合成?( )A、破坏线粒体内膜两侧的氢离子梯度B、使能量以热的形式释放C、抑制了线粒体内A对P合酶的活性D、阻止电子传递正确答案：C15、要消除果树的“大小年”现象,下列栽培措施合理的是( )。
2020年智慧树知道网课《植物生理学》课后章节测试满分答案
绪论单元测试1【判断题】(2分)植物生理学是研究植物生命活动规律的科学A.错B.对2【多选题】(2分)植物生理学的发展大致可分为()时期A.迅猛发展时期B.孕育时期C.奠基和成长时期D.初级发展时期第一章测试1【单选题】(2分)风干种子的萌发吸水靠（）A.吸涨作用B.渗透作用C.A．代谢作用D.伸缩作用2【单选题】(2分)在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（）A.要低一些B.二者相等C.要高一些D.不相等3【单选题】(2分)在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（）A.与气孔的面积成反比B.与气孔周长成反比C.与气孔周长成正比D.与气孔的面积成正比4【单选题】(2分)蒸腾作用快慢，主要决定于（）A.C．叶面积大小B.B．叶片的气孔大小C.A．叶内外蒸汽压差大小D.大5【单选题】(2分)植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（）A.Ca2+B.K+C.FD.Cl-6【判断题】(2分)蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。
（）A.对B.错7【判断题】(2分)通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。
（）A.对B.错8【判断题】(2分)空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。
（）A.对B.错9【判断题】(2分)低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。
（）A.对B.错10【判断题】(2分)糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。
（）A.对B.错第二章测试1【单选题】(2分)植物生长发育必需的矿质元素有：（）A.9种B.18种C.13种D.16种2【单选题】(2分)高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（）A.钙B.锰C.氮D.硫3【单选题】(2分)植物根部吸收离子较活跃的区域是：（）A.增生区B.伸长区C.根毛区D.分生区4【单选题】(2分)影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是（）A.土壤钾含量B.土壤中盐含量C.土壤溶液pH值D.土壤中氧浓度5【判断题】(2分)养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。
乙二醇浸泡植物细胞试验解析
乙二醇浸泡植物细胞试验解析乙二醇浸泡是一种常用的植物细胞试验方法，它具有生动、全面且有指导意义的特点。
在这篇文章中，我们将详细解析乙二醇浸泡植物细胞试验的过程、结果解读以及其在实验研究中的应用，希望能对读者有所启发。
首先，我们来了解一下乙二醇浸泡植物细胞试验的过程。
乙二醇是一种非极性溶剂，可以被植物细胞膜透过。
在实验中，我们将需要处理的植物材料置于含有适量乙二醇的浸泡液中，在适当的温度和时间条件下进行浸泡。
浸泡的目的是通过破坏细胞膜，使得药物或其他试剂能够进一步渗透进入细胞内部，从而达到研究细胞代谢、分子组分等的目的。
进一步来说，乙二醇浸泡植物细胞试验的结果解读包括两个方面。
首先是外观特征的观察，包括细胞颜色的变化、形态的改变等。
如果植物细胞受到了乙二醇浸泡的影响，我们通常会观察到颜色变浅或变深，形态发生畸变等现象。
其次是细胞功能或分子水平的定量分析，可以通过一些化学分析技术来测定浸泡细胞内特定物质的含量或活性变化。
例如，可以测定细胞色素含量或活性酶的表达水平，从而了解乙二醇浸泡对细胞功能的影响。
乙二醇浸泡植物细胞试验在实验研究中具有广泛的应用。
首先，在植物生理学研究中，乙二醇浸泡方法可以研究植物对非生物胁迫的响应机制。
例如，研究盐胁迫下植物细胞内钠离子的积累情况，或在低温胁迫下细胞膜的透性变化等。
其次，在分子生物学研究中，乙二醇浸泡方法常被用来转染外源基因到植物细胞中，以研究基因表达与功能。
此外，乙二醇浸泡植物细胞还可以用于植物组织培养及微繁殖等实验中。
总结一下，乙二醇浸泡植物细胞试验是一种生动、全面且有指导意义的实验方法。
通过破坏细胞膜，乙二醇使得药物或其他试剂能够更好地渗透进入细胞内部，进一步研究细胞代谢和功能等特性。
乙二醇浸泡植物细胞试验在植物生理学和分子生物学等研究领域具有广泛的应用前景。
希望这篇文章能够对读者理解和应用乙二醇浸泡植物细胞试验提供帮助。
植物生理学答案（1）
植物生理学答案（1）第一章植物的水分生理一、名词解释。
渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动方式速度快。
共质体途径(symplast pathway): 指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。
渗透作用(osmosis):物质依水势梯度而移动,指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,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 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。
二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l／L蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在正常情况下，植物细胞的水势为负值，在土壤水分充足的条件下，一般植物的叶片水势为-0.8～-0.2MPa。
将植物细胞放在纯水中时，纯水的水势为0，故植物细胞会吸水，渗透势、压力势及水势均上升，细胞体积变大。
当吸水达到饱和时，细胞体积达最大，水势最终变为0，渗透势和压力势绝对值相等、符号相反，各组分不再变化。
当植物细胞放于1mo l ／L蔗糖溶液中时，根据公式计算蔗糖溶液的水势（设温度为27 ℃，已知蔗糖的解离系数i＝1）＝-icRT＝-1mol ／L×0.0083L·MPa／（mol·K）×(273+27)K＝-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势，因此细胞放入溶液后会失水，渗透势、压力势及水势均减少，体积也缩小，严重时还会发生质壁分离现象。
如果细胞处于初始质壁分离状态，其压力势为0，水势等于渗透势。
植物生理学试题(含答案)
《植物生理学》试卷（Ａ卷）一、名词解释２０％１、种子后熟２、生理钟３、临界暗期４、渗透调节５、呼吸骤变二、填空题３０％（每空格１分）１、光合作用中心至少包括一个＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿，才能导致电荷分离，将光能转为电能。
２、为了解决以下各题，应选用哪些植物激素或生长调节剂⑴插枝生根＿＿＿＿＿＿，⑵促使胡萝卜在当年开花＿＿＿＿＿＿，⑶除去双子叶杂草＿＿＿＿＿＿＿。
３、矿质元素对光合作用有直接和间接的影响，因为Ｎ和Ｍｇ是＿＿＿＿＿＿的组成成分；Ｃｌ和Ｍｎ是＿＿＿＿＿＿＿＿所必需的，而电子传递体中的＿＿＿＿＿＿＿含有Ｆｅ，＿＿＿＿含有Ｃｕ。
４、将ＧＡ施于正在萌发的去胚大麦粒上，会诱导＿＿＿＿＿＿，如果此时加入环已酰亚胺，则会抑制＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
５、根据外界因素如何作用于植物，生长运动可分为＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，前者又可分为＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿等。
６、环境污染按污染物存在的场所可分为＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中以＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿危害面积较广，同时也易于转变为＿＿＿＿＿＿＿＿。
７、植物激素的三个基本特征是＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
８、植物在环境保护的作用有＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。
９、对海藻来说，平衡溶液是＿＿＿＿＿＿。
三、选择题１０％１、在维管植物的较幼嫩部分，哪一种无机盐亏缺时，缺乏症首先表现出来。
（）Ａ、缺ＮＢ、缺ＣａＣ、缺ＰＤ、缺Ｋ２、在维管植物中，哪一种物质的传导限于一个方向。
（）Ａ、筛管里的蔗糖Ｂ、生长组织里的ＩＡＡＣ、萌发幼苗中贮备的氨基酸Ｄ、生长组织里的ＧＡ３、根的最大吸收区域是在（）Ａ、根冠Ｂ、根尖分生组织Ｃ、根毛区Ｄ、伸长区４、光合作用中淀粉形成的部位（）Ａ、叶绿体中的间质Ｂ、叶绿体中的基粒片层Ｃ、叶绿体中的基质片层Ｄ、细胞质５、光呼吸被氧化的底物是（）Ａ、乙醇酸Ｂ、乙醛酸Ｃ、丙酮酸Ｄ、甘油酸四、是非题１０％（是用“＋”，非用“－”，答错倒扣１分，但不欠分）。
《植物生理学》课程笔记
《植物生理学》课程笔记第一章：植物细胞的结构、功能与信号转导一、植物细胞的结构1. 细胞壁细胞壁是植物细胞最外层的结构，它为细胞提供了机械支持和保护。
细胞壁的主要成分包括：- 纤维素：构成细胞壁的主要结构蛋白，赋予细胞壁强度和刚性。
- 半纤维素：填充纤维素微纤丝之间的空隙，增加细胞壁的弹性。
- 果胶：一种多糖，存在于细胞壁的中间层，具有亲水性，有助于细胞间的粘附。
- 伸展蛋白：一种富含羟脯氨酸的蛋白质，参与细胞壁的扩展和调节。
细胞壁的孔隙性和选择性透过性允许水分、气体和某些溶解物通过。
2. 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧的一层薄膜，主要由磷脂双分子层和嵌入其中的蛋白质组成。
细胞膜的功能包括：- 物质运输：通过载体蛋白和通道蛋白调控物质的进出。
- 能量转换：参与光合作用和呼吸作用中的能量转换过程。
- 信号传递：细胞膜上的受体蛋白可以识别外部信号并启动细胞内信号转导。
- 细胞识别：细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的识别和通讯。
3. 细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的物质，包括细胞器和细胞溶胶。
细胞质的功能包括：- 支撑和连接细胞器。
- 提供代谢反应的场所。
- 参与物质的运输和分配。
4. 细胞核细胞核是细胞的控制中心，包含以下结构：- 核膜：双层膜结构，上有核孔复合体，调控物质的进出。
- 核仁：参与核糖体RNA的合成和核糖体的组装。
- 染色质：由DNA和蛋白质组成，负责存储和传递遗传信息。
5. 细胞器植物细胞内含有多种细胞器，各自具有特定的功能：- 线粒体：细胞的“能量工厂”，参与氧化磷酸化和ATP的合成。
- 叶绿体：光合作用的场所，含有叶绿素，能将光能转化为化学能。
- 内质网：分为粗糙内质网和光滑内质网，参与蛋白质的合成和脂质代谢。
- 高尔基体：负责蛋白质的修饰、包装和运输。
- 液泡：储存水分、营养物质和废物，维持细胞渗透压和膨胀状态。
- 质体：储存淀粉、蛋白质等物质，是植物细胞特有的细胞器。
二、植物细胞的功能1. 物质代谢植物细胞通过以下途径进行物质代谢：- 光合作用：在叶绿体内将光能转化为化学能，合成有机物。
植物生理学—植物的抗逆性
3.2 细胞骨架在植物抗低温中的作用
• 大量研究表明细胞骨架不仅在维持细胞形态,保持 细胞内部结构的有序性中起重要作用,而且与细胞 运动、能量转换、信息传递、细胞分裂、基因表 达、细胞分化等生命活动密切相关。
• 由于植物激素在提高植物抗低温和提高微管抗冷 稳定性方面具有重要的作用,而且植物激素是植物 抗低温基因表达的启动因子之一,因而我们推测激 素处理诱导产生了新的冷反应基因,其中有些基因 产物可能具有稳定微管结构的作用,即GA诱导的 mRNA合成过程可能参与微管的动态变化过程。
4.2 Ca和CaM
• 钙有防止膜损伤和渗漏,稳定膜结构和维持 膜的完整性的作用。近年来有关钙与植物 抗逆性的研究越来越受重视,并已建立了较 为完整的植物细胞内钙信使系统的概念,即 构成刺激-信使-反应偶联的体系。
• CaM拮抗剂可以降低Ca2+提高原生质体抗 寒性的作用,因此可以认为钙信使系统通过 调节能提高原生质膜稳定性和原生质体活 力的代谢过程,起到提高原生质体抗寒力的 作用。
• 当植物受到低温胁迫时主要是通过提高不饱 和脂肪酸的含量和比例来提高抗寒性。低温 对膜脂及其脂肪酸的影响也与胁迫温度、时 间及光强等因素有关。对于外界温度的变化, 生物膜本身能够对膜脂的不饱和度进行调整, 以改善低温下膜的流动性。
2.2 低温胁迫对植物光合作用的影响
• 低温对光合作用最明显的影响是引起光合速 率的下降,植物体内活性氧代谢失调引发的生 物膜结构和叶绿体结构的破坏是导致光合作 用下降的主要原因。
2 低温胁迫下植物生理生化反应
• 2.1 低温胁迫对植物膜系统的影响 • 2.2 低温胁迫对植物光合作用的影响 • 2.3 低温胁迫对酶活性的影响 • 2.4 低温胁迫对植物细胞中渗透调节物质的
植物生理学实验报告
干旱胁迫条件下小麦的生理生化变化周良雪（09应生A，094120260）摘要：在干旱胁迫下对小麦生理生化变化研究表明，在干旱胁迫下，小麦自身的一系列指标发生相应的改变，主要为大幅度增加。
例如，脯氨酸的含量会明显增加以抵抗小麦因干旱而自身水势降低。
PPO，POD抗氧化酶含量增加三倍左右，MDA，可溶性糖的含量增加六倍左右，H2O2的含量增加七倍左右，GSH的含量增加四倍左右。
小麦幼苗在干旱胁迫条件下，通过一系列的生理生化变化，来抵抗不良环境。
关键词：干旱胁迫，脯氨酸，PPO，POD，MDA，H2O2，GSH引言：世界人口正以惊人的速度增长,预计到2050年底将达到90亿左右。
另一方面,由于非生物性胁迫造成了粮食产量的大幅度下降,因此,为了满足日益增长的粮食需求,如何最大限度地减少这些损失已成为所有国家和地区普遍关注的问题。
环境胁迫诱发了植物在基因表达和细胞新陈代谢等多方面的变化,最终影响植物生长发育和产量的形成。
干旱是作物生长过程中经常遇到的逆境胁迫之一,近年来,由于气候变化导致的干旱灾害呈逐年增加的趋势。
小麦是世界性的粮食作物,干旱胁迫严重影响小麦的生长和产量。
因此，研究小麦的抗旱生理及分子机制,通过遗传操作增强小麦抗旱性,培育抗旱型小麦品种,对于保障小麦高产稳产具有重大意义。
对此，我们做了有关小麦种子发芽率的测定。
干旱逆境下植物最明显的生理响应是生长受到抑制。
在干旱胁迫下，小麦自身的一系列指标发生相应的改变，主要为大幅度增加。
例如，脯氨酸的含量会明显增加以抵抗小麦因干旱而自身水势降低。
PPO，POD抗氧化酶含量增加三倍左右，MDA，可溶性糖的含量增加六倍左右，H2O2的含量增加七倍左右，GSH的含量增加四倍左右。
小麦幼苗在干旱胁迫条件下，通过一系列的生理生化变化，来抵抗不良环境。
材料与方法：（1）材料制备：小麦种子吸胀12个小时后，播到湿润的滤纸上，正常生长七天后进行干旱处理，连续干旱五天后进行观察。
植物生理学名词解释
1.温室效应(Greenhouse effect)：阳光通过短波辐射到地表，使地面及物体温度升高，以长波辐射形式返回散失热量，但由于温室气体（二氧化碳、甲烷等）不能透过长波辐射，使辐射出去的能量有反射回来，地球散失的能量减少，地球变暖。
这种效应类似温室。
2.Reaction center pigments中心色素又名陷井——少数特殊状态的叶绿素a，吸收集光色素传递而来的激发能后，发生光化学反应引起电荷分离的光合色素。
3.Light harvesting pigments (Antenna pigments)集光色素或天线色素——只起吸收和传递光能的作用，不进行光化学反应的光合色素，包括叶绿素b，类胡萝卜素，大部分叶绿素a。
4.Photosynthetic chain光合链是类囊体膜上由两个光系统(PSⅠ、PSⅡ)和若干电子传递体，按一定的氧化还原电位依次排列而成的电子传递系统。
◇注：光合链的主要成分：1.PSⅡ及其集光色素复合体(LHCⅡ)2.PSI及其集光色素复合体(LHCI)3.细胞色素复合体(含Cytf、Cytb6和Fe-S蛋白)4.偶联因子复合体(又名ATP合成酶）5.PQ shutterPQ穿梭：在光合电子传递过程中PQ使间质中H+不断转入类囊体腔，导致间质pH 上升，形成跨膜的质子梯度。
◇注：PQ(质体醌或质醌)：担负着传递氢(H+和e-)的任务。
6.Photophosphorylation光合磷酸化：绿色植物光下催化ADP和Pi形成ATP的过程。
◇注：包括非环式PSP、环式PSP和假环式PSP.7.Assimilatory power光合作用前两阶段结束形成活跃的化学能ATP和NADPH合称为“同化力”。
8.Photorespiration光呼吸：是指高等植物的绿色细胞在光下吸收O2放出CO2的过程。
◇注：光呼吸底物——乙醇酸glycolic acid；条件－－光；乙醇酸的生物合成及其氧化代谢过程，完成全过程依次涉及到叶绿体、过氧化物体和线粒体三种细胞器。
胁迫名词解释植物生理学
胁迫名词解释植物生理学
胁迫是指植物环境中暴露于不利条件下，导致其生理过程受到负
面影响的现象。
植物生理学中，胁迫通常分为非生物和生物胁迫两类。
非生物胁迫主要是指由于环境因素造成的不利条件，如温度、光照、湿度、干旱、盐碱等。
在这些胁迫条件下，植物会出现一系列适
应性反应，如抗氧化机制的激活、产生胁迫信号分子、积累抗寒、抗
干旱等胁迫相关蛋白质等。
生物胁迫主要是指由于病原体、虫害和杂草等生物因素引起的不
利情况。
植物通过识别和响应这些生物胁迫，可能会产生一系列防御
反应，包括合成防御性化学物质、积累防御蛋白质、调节激素信号通
路等。
胁迫也可以引起植物的生长和发育受到抑制。
植物在遭受胁迫的
情况下，会通过调节激素水平、调整光合作用和呼吸作用等生理过程
来适应环境，从而减轻胁迫对其生长和发育的影响。
植物生理学的研究旨在探索植物在面临胁迫条件时的生理机制和适应策略，以提高植物的抗逆性和生产力。
这项研究对于农业的可持续发展和解决环境问题具有重要价值。
植物生理学考试题 仅供各位参考
植物生理学第一章名词解释：水势(water potential Ψw )：指一个系统中每偏摩尔体积的水的化学势差,即系统中(如溶液) 水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差,再除以水的偏摩尔体积。
渗透势(osmotic potential，以Ψπ表示) : 溶液的水势低于纯水的水势, 存在水势差。
通过半透性膜发生渗透作用而使水分移动的水势差叫做渗透势。
因渗透势是由于溶质的存在而引起的，所以也称为溶质势共质体（symplast）: 植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成了连续的整体，称为共质体。
质外体（apoplast）: 质膜以外的胞间层、细胞壁及胞间隙，彼此形成了连续的整体，称为质外体。
蒸腾作用(transpiration)：水分以气态形式通过植物体表面向大气扩散的过程。
思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mol/L蔗糖溶液中，植物细胞的渗透势、压力势、水势和细胞体积各会发生什么变化？答：将植物细胞放在纯水中，细胞吸水膨胀，渗透势增加，压力势增加，水势增加，细胞体积也增加；讲食物细胞放在1mol/L蔗糖溶液中，细胞失水，发生质壁分离，压力势为0，渗透势和水势相等为最低值，细胞体积减小。
2、从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。
答：水，孕育了生命。
植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。
可以说，没有水，就没有生命。
在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。
农谚说：“有收无收在于水”，就是这个道理。
3、在栽培作物时，怎样才能做到合理灌溉？答：首先要掌握作物的需水规律。
作物需水量因作物种类而异，同一作物在不同生长发育时期对水分的需要量也有很大差别。
按照作物需水规律来合理灌溉，需水量多时灌溉多，需水量少时减少灌溉量。
另外从植物的灌溉形态，灌溉生理指标来看，植物缺水时，幼嫩的茎叶就会凋萎，叶、茎颜色暗绿或变红，生长速率下降，通过观察植物形态可以判断它的需水情况，从而合理灌溉。
植物生理学之逆境
逆境蛋白的产生也是交叉适应的表现。一种剌激(逆境)可 使植物产生多种逆境蛋白。
10.2、植物的抗寒性
低温对植 冻害: 冰点以下的低温使植物体内结冰； 物的危害 冷害：冰点以上低温对植物造成的伤害。
抗寒性：植物对低温的适应与抵抗能力。
10.2.1、冻害生理与植物抗冻性
（3）.渗透调节的物质基础
➢ 渗透调节物质的种类很多，大致有四种。 A.无机离子 （积累在液泡中）
➢ K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、NO3B.脯氨酸
➢ 脯氨酸是最重要和有效的有机渗透调节物质。 ➢ 几乎所有的逆境，如干旱、低温、高温、冰冻、盐渍 、
低pH、营养不良、病害、大气污染等都会造成植物体内 脯氨酸的累积，尤其干旱胁迫时脯氨酸累积最多，可比 处理开始时含量高几十倍甚至几百倍。 脯氨酸在抗逆中有两个作用： ➢ 一是作为渗透调节物质，用来保持原生质与环境的渗透 平衡。它可与胞内一些化合物形成聚合物，类似亲水胶 体，以防止水分散失； ➢ 二是保持膜结构的完整性。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 白质的水合作用。
例如植物遇到干旱或低温时，细胞内的渗透物质会增加， 以提高细胞抗性。
如某些苔藓、藻类等。
例如：
忍耐干旱的植 物-肉质汁光 合茎的仙人掌；
避旱种类植物 -深根系甜豆 科植物和湿季 沙漠之星
（Monoptilon bellioides）。
例如，植物体 改变适应机制 的包括植物的 渗透调节诸如 菠菜和忍耐冻 害的寒带植物 黑云杉。
C.甜菜碱 甜菜碱(betaines) 是细胞质渗透物质，也是一类季铵化合物， 化学名称为N-甲基代氨基酸，通式为R4·N·X。 ➢植物中的甜菜碱主要有12种，其中甘氨酸甜菜碱是最简单也是 最早发现、研究最多的一种，丙氨酸甜菜碱、脯氨酸甜菜碱 (prolinebetaine)也都是比较重要的甜菜碱。 ➢植物在干旱、盐渍条件下会发生甜菜碱的累积，主要分布于细 胞质中。
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1.1 渗透保护物质在抗旱耐盐中作用
渗透调节（osmotic adjustment)
指耐旱植物可以调节 它们的溶质势以抵消暂时 或长期的水分胁迫，是植 物细胞中溶质颗粒数目净 增加的结果。渗透调节在 帮助植物顺应干旱或盐性 环境中起到关键作用。
渗透保护物质 (Osmoprotectant)为可 混溶溶质，许多植物在 水分胁迫条件下会积累 小分子相溶性溶质或渗 压剂，有效地提高植物 的渗透调节能力、增强 植物的抗逆性。
Introduction
植物抗胁迫的机制 ➢ 避逆性(stress
avoidance):防止接 触胁迫。 ➢ 抗逆性 (stress tolerance)：植物可 以抵抗胁迫。
Introduction
非生物胁迫通常引起植物基因表达模式发生改变
胁迫是可以接受和识别的环境信号；植物识别逆境信号后，该信号 就在细胞之间和整株植物中传递；逆境信号的传递通常会导致细胞水平 上的基因表达发生变化；它又接着影响到整株植物的代谢和发育。
植物水通道蛋白 主要膜内蛋白(MIP) 液泡膜内蛋白（TIP） 质膜内蛋白（PIP）
松叶菊根中MIP基因表达
1.3 水分胁迫诱导的LEA基因
LEA蛋白（late embryogenesis abundant protein)在种子发育 后期和受到水分胁迫的植物营 养组织中积累。
LEA蛋白是一种脱水保护剂,能 够在水分胁迫下保护生物大分 子。
1 缺水胁迫
水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生 产的一个全球性问题,全球20%的耕地受到盐害威 胁, 43%的耕地为干旱、半干旱地区。
引起植物缺水的环境条件 ➢干旱 ➢盐渍 ➢低温
Drought Stress
Drought stress treated
untreated
Salt stress
Self-regulation and osmotic A biosynthesis
2 低温胁迫
低温胁迫包括冷胁迫(chilling/cold stress)和冰冻胁 迫(freezing stress) 。
冰点以上低温对植物的危害叫做冷害。冷害使植 物膜透性增加，膜相由液晶态变为凝胶态，原生 质流动减慢，代谢紊乱。
➢ 1-磷酸甘露醇脱氢酶（E.coli)使6-磷酸果糖转
化为1-磷酸甘露醇，表达该酶基因的转基因植 物可以积累甘露醇，提高耐盐性。
松醇是一种环状的糖 醇，是松科、豆科和 竹科植物中的主要溶 质，对盐胁迫做出反 应。
1.2 缺水和盐分对跨膜运转的影响
干旱和盐分胁迫都要求植物顺应低水势，对细胞内离 子浓度、组分、及其分布的调控是渗透胁迫抗性的基 本特征。
LEA蛋白分为5组，其中第3组 LEA基因转化水稻可以提高抗旱 耐盐能力。
1.4 ABA调控水分胁迫诱导基因的表达
某些水分胁迫诱导基因受ABA调控，这些基因的 启动子中存在ABA应答元件(ABRE) 和偶联元件 （CE),一起控制ABA应答基因的表达。
Drought and Abscisic Acid Signaling
可混溶溶质 （compatible solute) 是一小类化学性质各异 的有机化合物，它们都 具有高度可溶，而且在 高浓度下也不影响细胞 代谢。
重要的渗透保护物质：
脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、 甘露醇、 松 醇
脯氨酸
二甲基磺基丙酸
甜菜碱
胆碱-磺酸
松醇
甘露醇
➢ 渗透保护物质的生物合成
脯氨酸合成关 键酶
➢拟南芥Na+/H+反向运 转蛋白基因:
AtNHX1 SOS1 (salt overly
sensitive)
Salt Stress and the SOS Pathway
Regulation of Na+ homeostasis by the SOS pathway in Arabidopsis
P5CS 吡咯啉-5羧酸合成酶
P5CR 吡咯琳-5羧酸还原酶
L-谷氨酸
L-鸟氨酸
甘氨酸甜菜碱合成关 键酶
➢ 胆碱单加氧酶 (Choline
monooxygenase, CMO) ➢ 甜菜醛脱氢酶 (Betain aldehyde dehydragenase, BADH)
胆碱 甘氨酸甜菜碱
甘露醇（mannitol)生物合成途径
第十章 植物对生物和非 生物胁迫的反应
Yield Losses From Biotic and abiotic Stresses
Introduction
非生物胁迫（abiotic
stress) ：由过度或不 足的物理或化学条 件引发的对植物生 长、发育或繁殖产 生不利影响。
胁迫可以引发植物从调 节基因表达和细胞代谢 到生长速率和产量变化 等一系列反应。
冰点以下低温对植物的危害叫做冻害。冻害主要 是冰晶的伤害，结冰会引起细胞质过度脱水，蛋 白质空间结构破坏而使植物受害。
通过低温训化（cold acclimation)措施可提高植物的抗寒性。
2.1 冰冻胁迫(freezing stress)
冰冻对细胞水分有显著的 影响。细胞壁结冰时，细 胞内的水分外流到胞外的 冰上，致使细胞内缺水。
Na+/H+反向运转蛋白（ Na+/H+ antiporter) 位于质膜和液泡膜上的Na+/H+反向运转蛋白在植
物耐盐机制中起重要作用 水通道蛋白（aquaporin)
水通道蛋白可使质膜和液泡膜对水的通透性增加，通 过水通道蛋白可以迅速调控细胞的水分流动。植物可 以通过调控水通道蛋白等膜蛋白以加强细胞与环境的 信息交流和物质交换, 增强抗旱、耐盐能力。
A variety of sorghum, sensitive to salinity, growing in sand culture and watered with a nutrient solution containing increasing concentrations of sodium chloride. All the plants have grown for the same length of time.