植物生理学课件第十六章植物逆境生理
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《植物生理学之逆境》PPT
总结词
盐胁迫对植物的生理过程产生显著影响，可能导致植物生长受阻、产量下降甚至死亡。
要点一
要点二
详细描述
盐胁迫是指土壤中盐分过高对植物造成的不利影响。高盐环境下，植物会出现渗透胁迫，即细胞内的水分被大量吸出，导致细胞萎缩和功能受损。此外，盐胁迫还会影响植物的光合作用、呼吸作用和营养吸收等生理过程。为了适应盐胁迫，植物会采取一系列生理和生化机制，如积累无机离子、合成渗透调节物质等。
详细描述
03
CHAPTER
植物对逆境的适应机制
Hale Waihona Puke 植物通过减少水分散失和增加水分吸收来适应干旱环境。例如，通过增加角质层厚度、减少气孔开度、发展深根系等。
抗旱性
在淹水环境中，植物通过发展通气组织、增加氧气供应和减少水分胁迫来适应。例如，水生植物如水稻和荷花能在水中生长。
耐涝性
植物通过离子排除、离子替代和减少盐分吸收等方式来适应盐分胁迫。例如，一些植物能积累甜菜碱等有机物来抵抗盐分胁迫。
生态恢复与保护是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。在人类活动和自然灾害的影响下，一些地区的生态系统可能会受到破坏，导致植被退化、土地沙化、生物多样性减少等问题。
通过研究植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的生态恢复与保护措施，促进生态系统的恢复和保护。例如，在荒漠化治理中，可以选择一些具有较强抗旱性和固沙能力的植物品种进行种植，通过合理的水分管理、施肥等措施来促进植被的生长和恢复；在湿地保护中，可以通过合理的水分管理、植被恢复等措施来保护湿地的生态环境和生物多样性。这些措施的实施有助于维护生态平衡和促进可持续发展。
农业管理措施是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。通过了解植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的农业管理措施，提高植物的抗逆性和产量。
中国农业大学植物生理学本科课件 第十六章第 植物逆境生理概论
六晶形结构的星状排列 膜蛋白变构 膜透性增加 物质外渗
膜脂碳链越短
膜脂不饱和 脂肪酸越多
固化温度越低 抗冷性 越强
• 植物可以通过调节细胞内的渗透势来 维持细胞压力势的作用，被称为渗透 调节 （osmotic adjustment）。
逆境胁迫 细胞脱水 维持正常的生理过程 的膨压
水势 必须具有一定
Ψp = Ψw - Ψs
即：
Ψw ，要Ψp 不变
Ψs
渗透调节的直接生理作用：
在一定的范 围内维持细 胞膨压的稳 定性，而使 细胞的生理 生化过程能 够正常进行。
逆境与植物的物质代谢： 物质合成小于物质分解
酶系统的水解活性大于合成活性，氧化 活性大于还原活性
三、植物抗性的一般机制
• 生长发育与形态结构 • 植物激素调节 • 渗透胁迫与渗透调节 • 活性氧及其清除系统 • 逆境蛋白与抗逆基因 • 植物抗性的交叉反应
（一）生长发育调节：
生长减缓、老叶脱落——降低蒸腾 改变根冠比例——改善水平衡和营养 早开花和结籽
2、渗透调节物质
参与渗透调节的可溶性物质称为渗透调节物质。
渗透调节物质分为两大类：
1.外界环境进入细胞内的无机离子，如植 物中的K+和Cl-； 2.细胞内的有机溶质，主要是多元醇和偶 极含氮化合物，如可溶性糖、糖醇、γ-氨 基丁酸、谷氨酸、脯氨酸、苏氨酸、甘 氨酸、丙氨酸、甜菜碱等。
常见有机渗透调节物
第十六章 植物逆境生理
• 绪论 – 植物抗逆的一般机制
• 植物非生物逆境抗性 – 抗旱性 – 抗盐性 – 抗冷性 – 抗热性
• 植物生物逆境抗性 – 植物与病原菌关系 – 植物的防御机制
第一节 植物逆境生理概论
• 植物逆境与抗性的概念 • 影响植物抗性的因素 • 植物逆境抗性的类型 • 植物抗性的一般机制
膜脂碳链越短
膜脂不饱和 脂肪酸越多
固化温度越低 抗冷性 越强
• 植物可以通过调节细胞内的渗透势来 维持细胞压力势的作用，被称为渗透 调节 （osmotic adjustment）。
逆境胁迫 细胞脱水 维持正常的生理过程 的膨压
水势 必须具有一定
Ψp = Ψw - Ψs
即：
Ψw ，要Ψp 不变
Ψs
渗透调节的直接生理作用：
在一定的范 围内维持细 胞膨压的稳 定性，而使 细胞的生理 生化过程能 够正常进行。
逆境与植物的物质代谢： 物质合成小于物质分解
酶系统的水解活性大于合成活性，氧化 活性大于还原活性
三、植物抗性的一般机制
• 生长发育与形态结构 • 植物激素调节 • 渗透胁迫与渗透调节 • 活性氧及其清除系统 • 逆境蛋白与抗逆基因 • 植物抗性的交叉反应
（一）生长发育调节：
生长减缓、老叶脱落——降低蒸腾 改变根冠比例——改善水平衡和营养 早开花和结籽
2、渗透调节物质
参与渗透调节的可溶性物质称为渗透调节物质。
渗透调节物质分为两大类：
1.外界环境进入细胞内的无机离子，如植 物中的K+和Cl-； 2.细胞内的有机溶质，主要是多元醇和偶 极含氮化合物，如可溶性糖、糖醇、γ-氨 基丁酸、谷氨酸、脯氨酸、苏氨酸、甘 氨酸、丙氨酸、甜菜碱等。
常见有机渗透调节物
第十六章 植物逆境生理
• 绪论 – 植物抗逆的一般机制
• 植物非生物逆境抗性 – 抗旱性 – 抗盐性 – 抗冷性 – 抗热性
• 植物生物逆境抗性 – 植物与病原菌关系 – 植物的防御机制
第一节 植物逆境生理概论
• 植物逆境与抗性的概念 • 影响植物抗性的因素 • 植物逆境抗性的类型 • 植物抗性的一般机制
植物逆境生理的ppt
• 植物的非生物逆境：主要是指对植物生长 发育产生不利或胁迫的环境因子。如冷害、 冻害、干旱及干热风、盐害、水涝、风灾、 酸雨等。 • 植物的生物逆境：是指对植物生长发育产 生不利或胁迫的某些生物，如病害、虫害、 草害等。
第二节 寒害与植物的抗寒性
• 寒害：温度低于最低温度产生的伤害，包
括冷害和冻害。 • 零上低温对植物的危害称为冷害，植物对 零上低温的适应能力叫做抗冷性。 • 零下低温对植物的危害称为冻害，植物对 0℃以下低温的适应能力叫抗冻性。
2．膜相变引起膜结合酶失活 构成膜的类脂由液相转变为固相，流动镶 嵌模型破坏，类脂固化而引起膜结合酶解离 或者使酶亚基分解，因而失活。
（三） 提高植物抗冷性途径
• 植物对低温的抵抗是一个适应过程，许多植物如 果预先给予一定的低温处理，以后可经受更低的 温度胁迫，而不受到伤害。如蕃茄幼苗移出温室 前，用10℃的低温处理1~2天，移栽后可抗5℃的 低温。 • 植物生长调节剂（CTK、ABA等） • 调节N、P、K的比例，增加P、K肥比例
微量元素对植物生长的影响
• 缺锰：和缺铁基本相似，叶脉之间出现失绿斑 点，但叶脉仍为绿色。 • 缺硼：嫩叶失绿，叶片肥厚皱缩，叶缘向上卷 曲，落花落果。 • 缺钙 ：嫩叶失绿，叶缘向上卷曲枯焦，叶尖 常呈钩状。 • 缺锌 ：叶变黄或变小，叶脉间出现黄斑，蔓 延至新叶，幼叶硬而小，且黄白化。 • 缺铜 ：叶尖发白，幼叶萎缩，出现白色叶斑
为什么路灯下的植株抗寒性差？
短日照促进植物进入休眠状态，提高抗 寒力，而长日照则阻止植物休眠，抗寒 性差，路灯下的植物因为晚上路灯的照 明，即延长了光照时间，处于长日照状 态下，未能进入休眠，冬天常有被冻死 的危险。
（二） 提高植物抗冻性途径 • 抗冻锻炼 • 化学控制 • 农业措施 （1）合理水肥管理； （2）薄膜苗床， 地膜覆盖； （3）冬灌熏烟 ，盖草等。
《植物的逆境生理》课件
植物的逆境生理
植物一直以来都是人们生活中的重要组成部分，但在不利环境下，它们也需 要应对逆境的挑战。本课程将会集中介绍植物的逆境生理，展示它们是如何 在这样的环境下生存的。
引言
什么是逆境生理？
逆境生理是指植物在受到各种逆境因素的影响下，为了维护自身的生长发育和存活能力，响 应逆境形成的一系列机理和适应措施。
致谢
本次分享资料的来源
感谢以下作者分享的相关资料：XXX
提供技术支持的单位或个人
感谢以下机构和个人在技术上的大力支持：XXX
参考文献
以下是本课程中引用的相关参考文献： • XXX • XXX • XXX
为什么需要了解植物的逆境生理？
了解植物的逆境生理，可以帮助我们更好地保护和管理我们的生态环境，提高植物的生产力， 甚至探索更多关于地球的奥秘。
逆境因素
极端温度
高温、低温等极端温度使得植物体内酶和代谢活性 降低，增加细胞膜的渗透压。
干旱
干旱环境下，植物会面临水分不足的问题，从而导 致叶片失水，叶下降及蒸腾作用受到抑制。
பைடு நூலகம்
研究逆境生理的方法
常用的研究方法
包括遗传育种、生理生化、生态环境、分子生物学等方面。
每种方法的优点和缺点是什么？
选择合理的研究方法，可以有效地揭示植物逆境生理的本质，更好地指导实际应用。
逆境生理在生产中的应用
提高农业生产
利用植物的逆境环境适应机制，不仅可以提高作物 的耐旱、耐盐、耐寒能力，还可以改善农业生产环 境。
城市绿化、土地治理等领域
逆境生理的知识在城市绿化、土地治理等领域的应 用也可以发挥重要作用。
总结
1
逆境生理的核心内容和意义
研究逆境生理，有利于揭示生物适应性、提高农业生产力、改善人类生存环境等 方面，具有重要的科学意义。
植物一直以来都是人们生活中的重要组成部分，但在不利环境下，它们也需 要应对逆境的挑战。本课程将会集中介绍植物的逆境生理，展示它们是如何 在这样的环境下生存的。
引言
什么是逆境生理？
逆境生理是指植物在受到各种逆境因素的影响下，为了维护自身的生长发育和存活能力，响 应逆境形成的一系列机理和适应措施。
致谢
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参考文献
以下是本课程中引用的相关参考文献： • XXX • XXX • XXX
为什么需要了解植物的逆境生理？
了解植物的逆境生理，可以帮助我们更好地保护和管理我们的生态环境，提高植物的生产力， 甚至探索更多关于地球的奥秘。
逆境因素
极端温度
高温、低温等极端温度使得植物体内酶和代谢活性 降低，增加细胞膜的渗透压。
干旱
干旱环境下，植物会面临水分不足的问题，从而导 致叶片失水，叶下降及蒸腾作用受到抑制。
பைடு நூலகம்
研究逆境生理的方法
常用的研究方法
包括遗传育种、生理生化、生态环境、分子生物学等方面。
每种方法的优点和缺点是什么？
选择合理的研究方法，可以有效地揭示植物逆境生理的本质，更好地指导实际应用。
逆境生理在生产中的应用
提高农业生产
利用植物的逆境环境适应机制，不仅可以提高作物 的耐旱、耐盐、耐寒能力，还可以改善农业生产环 境。
城市绿化、土地治理等领域
逆境生理的知识在城市绿化、土地治理等领域的应 用也可以发挥重要作用。
总结
1
逆境生理的核心内容和意义
研究逆境生理，有利于揭示生物适应性、提高农业生产力、改善人类生存环境等 方面，具有重要的科学意义。
植物逆境生理PPT课件
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逆境下积累的脯氨 酸主要集中在细胞质， 使细胞渗透势明显降低， 大大提高吸水能力。故 脯氨酸是细胞质渗透物 质。
第40页/共129页
（2）甜菜碱与植物抗逆性
甜菜碱是一种含氮化合物， 具有很高的溶解度，在生理 pH范围不带净电荷，无毒， 在逆境条件下细胞原生质中 的积累量高于液泡，可作为 细胞质渗透物质
第19页/共129页
御逆性(stress avoidance)：
植物在生理上或结构上与逆境之 间形成某种屏障，从而避免逆境的伤 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， 结构特化，角质层较厚，有机物质的 合成快等特点。
如仙人掌
第20页/共129页
耐逆性(stress tolerance)：
第65页/共129页
2、间接伤害
●饥饿 ●有毒物质积累 ●缺乏某些代谢物质 ●蛋白质合成下降
第66页/共129页
高温对植物的危害
第67页/共129页
三、植物耐热性的机理
☆构成原生质的蛋白质对热稳定
☆细胞含水量一般较低 ☆饱和脂肪酸含量较高，使膜中脂类 分子液化温度升高 ☆有机酸代谢较高（有机酸与NH4+结 合可消除NH3的毒害
在正常情况下，膜为液晶态。 膜中脂肪酸碳链越长，膜固化温 度越高。相同碳链长度时，不饱 和键数目越多，固化温度越低。
第24页/共129页
●膜脂饱和脂肪酸和抗旱性 呈密切正相关
●膜脂不饱和脂肪酸直接增大 膜的流动性，提高抗冷性
●膜脂中磷脂含量和抗冻性呈 密切正相关
第25页/共129页
（二）逆境蛋白的表达
一、热害与抗热性
热害(heat injury): 由高温引起植物伤害的现象。
逆境下积累的脯氨 酸主要集中在细胞质， 使细胞渗透势明显降低， 大大提高吸水能力。故 脯氨酸是细胞质渗透物 质。
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（2）甜菜碱与植物抗逆性
甜菜碱是一种含氮化合物， 具有很高的溶解度，在生理 pH范围不带净电荷，无毒， 在逆境条件下细胞原生质中 的积累量高于液泡，可作为 细胞质渗透物质
第19页/共129页
御逆性(stress avoidance)：
植物在生理上或结构上与逆境之 间形成某种屏障，从而避免逆境的伤 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， 结构特化，角质层较厚，有机物质的 合成快等特点。
如仙人掌
第20页/共129页
耐逆性(stress tolerance)：
第65页/共129页
2、间接伤害
●饥饿 ●有毒物质积累 ●缺乏某些代谢物质 ●蛋白质合成下降
第66页/共129页
高温对植物的危害
第67页/共129页
三、植物耐热性的机理
☆构成原生质的蛋白质对热稳定
☆细胞含水量一般较低 ☆饱和脂肪酸含量较高，使膜中脂类 分子液化温度升高 ☆有机酸代谢较高（有机酸与NH4+结 合可消除NH3的毒害
在正常情况下，膜为液晶态。 膜中脂肪酸碳链越长，膜固化温 度越高。相同碳链长度时，不饱 和键数目越多，固化温度越低。
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●膜脂饱和脂肪酸和抗旱性 呈密切正相关
●膜脂不饱和脂肪酸直接增大 膜的流动性，提高抗冷性
●膜脂中磷脂含量和抗冻性呈 密切正相关
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（二）逆境蛋白的表达
一、热害与抗热性
热害(heat injury): 由高温引起植物伤害的现象。
植物的逆境生理.ppt1
（2）逆境蛋白的作用
①参与代谢的酶或同工酶
玉米苗研究发现，在厌氧或水淹条件下，新合成的蛋白质厌氧多 肽，深入研究表明，厌氧多肽中有一些就是与糖酵解或糖代谢有关 的酶，如由adh1和adh2基因编码的醇脱氢酶同工酶；葡萄糖-6-磷 酸异构酶、果糖-1，6-二磷酸醛缩酶和蔗糖合成酶的同工酶等。这 些酶的出现或活力的提高对保证植物有必要的能量供应无疑是有益 的，并可促进乙醇发酵以避免酸中毒。
• • • • • •
对植物抗逆性的研究，着重于一些重要的生理过程变化。 光合作用呼吸作用 水分 物质代谢变化（碳水化合物、氮代谢） 激素水平 酶活性变化(水解酶、合成酶、转化酶） 大量研究作为这些生理过程变化基础的代谢反应。特别 是近年来又深入研究植物抗逆性的分子基础和分子遗传等 方面。 植物抗逆性与蛋白质和核酸结构和功能的关系， 抗逆与生物膜结构和功能的关系， 抗逆基因和基因工程的研究。
研究发现冰叶松叶菊在NaCl、PEG和干旱诱导下，可使C4光合作 用转变为CAM途径，其标志为诱导产生PEPcase，它是光合作用CAM 途径的关键酶。自然条件下，处于干旱生境的CAM植物的气孔白天 关闭，晚上开放时从外界进入的二氧化碳通过PEPcase和苹果酸脱 氢酶固定于苹果酸，并积累在液泡中。白天，苹果酸从液泡中运出， 井脱羧放出二氧化碳，再经RUBP羧化酶固定，将光能转变成化学能。
①气孔导度降低或气孔关闭。 ②失水造成光合作用有关酶(Rubisco)活力的降低和角质层细胞壁对 CO2的透性降低； ③叶绿素含量、光化学活性及光能转化率降低。
不同逆境引起光合速率下降原因各不相同。
例如：盐渍化条件下生长的小麦，叶片光合速率比对照降 低30-50%。下降的原因主要是蛋白质分解大于合成,叶绿 素分解加强，叶绿素含量下降，致使光和强度降低。盐胁 迫对叶绿素含量影响大于其它胁迫条件。 例如：丙酮酸提取叶绿素，对照25%，干旱为20%，盐胁迫 为50%。
植物的逆境生理课件课件
感。
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（3）诱发膜脂过氧化作用 膜脂过氧化指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基
诱发下发生的过氧化反应。
膜脂由液晶态转变成凝胶态，引起膜流动性下降 ，质膜透性大大增加。
（4）损伤生物大分子 活性氧的氧化能力很强，能破坏植物体内蛋白质
、核酸等生物大分子。
第8页，此课件共36页哦
3、 质膜损伤
关于植物的逆境生理 课件
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本章重点：
➢ 逆境以及氧化伤害；
➢植物对逆境的生理适应性。
第2页，此课件共36页哦
一、逆境的种类与植物的抗逆性
（1）逆境的概念及其种类
逆境：指对植物生长和生存不利的各种环境因素的总和，又称胁迫 。 植物的抗逆性（简称抗性）：植物对逆境的适应和抵抗能力。
（4） 渗透调节与抗逆性
水分胁迫时植物体内主动积累各种有机和无机物质来 提高细胞液浓度，降低渗透势，提高细胞保水力，从而 适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。 渗透调节是在细胞水平上通过代谢来维持细胞的正常彭 压。
第16页，此课件共36页哦
渗透调节物质的种类与作用： 一是无机离子：K、Na、Ca、Mg、Cl、NO3-、SO42-等。
干旱引起直接的水分胁迫；低温、冰冻、盐、高温引起间接的水分 胁迫。
（2） 光合速率下降 任何逆境均引起光合速率下降
（3） 呼吸代谢发生变化 冻害、热害、盐渍、涝害引起呼吸速率下降；冷害、干旱时呼吸
速率先升后降；病害、伤害呼吸速率显著增强，且PPP途径增强。 （4）大分子物质降解
各种逆境下，物质的分解大于合成。
逆境的种类：
生物胁迫：病虫害、杂草等
非生物（理化因素）：温度、水分、辐射、化学因素、 天气等
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（3）诱发膜脂过氧化作用 膜脂过氧化指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基
诱发下发生的过氧化反应。
膜脂由液晶态转变成凝胶态，引起膜流动性下降 ，质膜透性大大增加。
（4）损伤生物大分子 活性氧的氧化能力很强，能破坏植物体内蛋白质
、核酸等生物大分子。
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3、 质膜损伤
关于植物的逆境生理 课件
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本章重点：
➢ 逆境以及氧化伤害；
➢植物对逆境的生理适应性。
第2页，此课件共36页哦
一、逆境的种类与植物的抗逆性
（1）逆境的概念及其种类
逆境：指对植物生长和生存不利的各种环境因素的总和，又称胁迫 。 植物的抗逆性（简称抗性）：植物对逆境的适应和抵抗能力。
（4） 渗透调节与抗逆性
水分胁迫时植物体内主动积累各种有机和无机物质来 提高细胞液浓度，降低渗透势，提高细胞保水力，从而 适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。 渗透调节是在细胞水平上通过代谢来维持细胞的正常彭 压。
第16页，此课件共36页哦
渗透调节物质的种类与作用： 一是无机离子：K、Na、Ca、Mg、Cl、NO3-、SO42-等。
干旱引起直接的水分胁迫；低温、冰冻、盐、高温引起间接的水分 胁迫。
（2） 光合速率下降 任何逆境均引起光合速率下降
（3） 呼吸代谢发生变化 冻害、热害、盐渍、涝害引起呼吸速率下降；冷害、干旱时呼吸
速率先升后降；病害、伤害呼吸速率显著增强，且PPP途径增强。 （4）大分子物质降解
各种逆境下，物质的分解大于合成。
逆境的种类：
生物胁迫：病虫害、杂草等
非生物（理化因素）：温度、水分、辐射、化学因素、 天气等
植物生理学植物逆境生理(33页)
〆干旱胁迫下不同抗旱性小麦叶片中SOD、 CAT、
POD活性与膜透性、膜脂过氧化水 平之间都存在着 负相关。
一些植物生长调节剂和人工合成的活性 氧清除剂在 胁迫下也有提髙保护酶活性、 对膜系统起保护作用 的效果。
冰点以下低温对植物的危害叫做冻害(freezing injury) »植物
对 Z?K 点 以 下 低 温 的 适 应 能 力 叫 抗 冻 性 (freezing
-植物抵抗旱害的能力称为抗旱性(drought resistance)o y中国西北、华北地区干旱缺水是影响农林生 产的重要
因子，南方各省虽然雨量充沛，但 由于各月分布不均， 也时有干旱危害。
干旱类型
-(1)大气干旱是指空气过度干燥，相对湿 度过低，常伴 随高温和干风。 中国西北、华北地区常有大气干旱发生。 >(2) 土壤
干旱条件中，让植物经受干旱磨炼，可提髙其 对干旱的
适应能力。
> “蹲苗”：玉米、棉花、烟草、大麦等广泛采 用在苗期
适当控制水分，抑制生长，以锻炼其 适应干旱的能力。
> “搁苗”：蔬菜移栽前拔起让其适当萎蔫一段 时间后再
栽。
> “饿苗”：甘薯剪下的藤苗很少立即扦插，一 般要放置 阴凉处一段时间。
> (2)化学诱导 用化学试剂处理种子或植株，可 产生诱 导作用，提髙植物抗旱性。如用
1、无机离子（积累在液泡中） □ 2,脯気酸
3,甜菜碱 可溶性糖
AB A胁迫激素，提髙抗逆性原因：
(1＞可能使生物膜稳定，减少逆境导致的伤害。 (2) 减少自由基对膜的破坏. 延缓SOD和过氧化氢酶等活性下降，阻止体内自由基的过氧 化作用，
降低丙二醛等有毒物质积累，使质膜受到保护. (3) 改变体内代谢
POD活性与膜透性、膜脂过氧化水 平之间都存在着 负相关。
一些植物生长调节剂和人工合成的活性 氧清除剂在 胁迫下也有提髙保护酶活性、 对膜系统起保护作用 的效果。
冰点以下低温对植物的危害叫做冻害(freezing injury) »植物
对 Z?K 点 以 下 低 温 的 适 应 能 力 叫 抗 冻 性 (freezing
-植物抵抗旱害的能力称为抗旱性(drought resistance)o y中国西北、华北地区干旱缺水是影响农林生 产的重要
因子，南方各省虽然雨量充沛，但 由于各月分布不均， 也时有干旱危害。
干旱类型
-(1)大气干旱是指空气过度干燥，相对湿 度过低，常伴 随高温和干风。 中国西北、华北地区常有大气干旱发生。 >(2) 土壤
干旱条件中，让植物经受干旱磨炼，可提髙其 对干旱的
适应能力。
> “蹲苗”：玉米、棉花、烟草、大麦等广泛采 用在苗期
适当控制水分，抑制生长，以锻炼其 适应干旱的能力。
> “搁苗”：蔬菜移栽前拔起让其适当萎蔫一段 时间后再
栽。
> “饿苗”：甘薯剪下的藤苗很少立即扦插，一 般要放置 阴凉处一段时间。
> (2)化学诱导 用化学试剂处理种子或植株，可 产生诱 导作用，提髙植物抗旱性。如用
1、无机离子（积累在液泡中） □ 2,脯気酸
3,甜菜碱 可溶性糖
AB A胁迫激素，提髙抗逆性原因：
(1＞可能使生物膜稳定，减少逆境导致的伤害。 (2) 减少自由基对膜的破坏. 延缓SOD和过氧化氢酶等活性下降，阻止体内自由基的过氧 化作用，
降低丙二醛等有毒物质积累，使质膜受到保护. (3) 改变体内代谢
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辐射等。 化学逆境：低pH、高pH、盐害、空
气污染等。
逆境的种类
植物的抗逆性：植物对逆境的适应性反应。 植物对逆境逐步适应的过程叫锻炼或驯化。
避逆性（stress escape）是指植物通过 对生育期的调整来避开逆境，在相对适 宜的环境中完成其生活史。
碱蓬
瓦松
耐逆性（stress tolerance）是指植物处 于逆境时，通过自身的生理生化变化来阻 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。
7.植物体内的逆境信息传递机制 逆境信号 受体 第二信使 钙结合蛋白感受Ca2+浓度变化 磷酸化级联反应 激活转录因子 诱导逆境相应基因表达
逆境蛋白帮助植物适应 植物响应逆境胁 和抵御不良的外界环境 迫的分子基础
信号感受 胁迫信号
质膜
信号转导 中间产物
耐胁迫性状
转录调节因子
核
胁迫诱导基因 启动子
有机渗透调节物的特征：
• 分子量小 • 易溶于水 • 合成迅速 • 不易透过细胞膜 • 生理pH范围内不带静电荷 • 引起酶结构变化的作用极小
脯氨酸和甜菜碱是理想的有机渗透调节物质。
脯氨酸在抗逆中的作用：
• 作为渗透物质，维持渗透平衡。 • 增强蛋白质的水合作用和可溶性，减
少蛋白质的沉淀，保护蛋白质结构 和功能的稳定。
2.对细胞器的损伤 叶绿体、线粒体、液泡
3. 破坏正常代谢过程
• 光合作用下降 • 对呼吸作用的影响 • 酶活性变化 • 破坏正常的物质代谢
蛋白质分解，脯氨酸积累 破坏核酸代谢 • 激素的变化 • 水分重新分配
二、干旱胁迫的机理 1.机械损伤 细胞失水或再吸水时，原生质体与细
胞壁均会收缩或膨胀，但是它们的弹性不 同，因此二者收缩程度和膨胀程度不同。
乙烯 • 促进衰老、脱落，减少蒸腾面积，利
于保持水分。 • 提高相关酶的活性，影响呼吸。
(三)代谢调节 C3途径→C4或CAM
•冰叶日中花，Mesembryanthemum crystallinum 在盐诱导的由C3代谢向CAM代谢转变过程中PEP羧化 酶含量的增加。盐胁迫是在灌溉水中加入500mM NaCl诱导的。通过抗体与染色剂的方法在凝胶中揭示 了PEP羧化酶。
活性氧清除系统 •保护酶
超氧化物歧化酶(SOD) 过氧化物酶（POD） 过氧化氢酶（CAT） 谷胱甘肽过氧化物酶 （GPX ） 谷胱甘肽还原酶（GR）等
•抗氧化剂 VC、VE、还原型谷胱甘肽（GSH）、类
胡萝卜素、苯甲酸钠等。
6.逆境蛋白
由逆境诱导产生的或含量增加的蛋白质统称 为逆境蛋白。
如：热激蛋白 冷诱导蛋白 水分胁迫蛋白 病程相关蛋白
团扇提灯苔叶细胞脱水时的细胞变形状态
2.膜透性改变 膜脂分子排列紊乱，膜出现空隙
膜内脂类分子排列
3.蛋白质凝聚假说
细胞过度失水时，蛋白质的活性表面相 互靠近，使得分子间的-SH相互接触，导 致氧化脱氢形成-S-S-键，此键键能高，牢 固。再度吸水时，蛋白质空间构象变化， 使其变性凝聚，从而导致细胞死亡。
4.植物体内的物质代谢:
合成酶活性下降，水解酶活性增强， 淀粉、蛋白质等降解。
三、植物响应逆境的生理及分子机制
1.生长发育调节 2.植物激素调节 3.代谢调节 4.渗透调节 5.膜保护物质与活性氧平衡 6.逆境蛋白 7.植物体内的逆境信息传递机制
2.植物激素在抗逆中的作用 ABA——胁迫激素，增强抗性 •促进气孔关闭，蒸腾减弱，减少水分丧失 •增强根的透性，提高水的输导性。
(五) 膜保护物质与活性氧平衡
自由基：具不成对电子的原子、
分子或离子。
活性氧：化学性质活泼，氧化能力很强的
含氧物质的总称。
如：超氧阴离子自由基（O2-·）、羟 基自由基（·OH）、过氧化氢 （H2O2）、过 氧化物自由基（ROO·）、单线态氧（1O2）等
特点： 活跃强氧化性 不稳定，瞬时存在 能持续进行连锁反应
蛋白
胁迫信号激活响应胁迫基因表达的过程示意图
第二节 植物的抗旱性
一、干旱对植物的影响 二、植物抗旱机理 三、提高响应水分胁迫的信号转导 四、提高作物抗旱性的途径
一、干旱对植物的影响
旱害: 土壤水分缺乏或大气相对湿度过
低对植物造成的危害。
抗旱性：植物抵抗干旱的能力。在干旱
条件下，植物不但能够生存，而且能维 持正常的或接近正常的代谢水平，维持 基本正常的生长发育进程。
御逆性（stress avoidance）指植物通 过特定的形态结构使其具有一定的防御 环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过 程仍保持正常状态。
植物在经历了某种逆境后，对另一些 逆境的抵抗能力也会增强，这种现象 称为植物的交叉适应。
二、逆境胁迫对植物的影响 （一）植物在逆境下的形态结构变化
逆境下植物的形态有明显变化。
质膜透性增大 ，电解质和非电解质外渗， 膜脂组分改变，膜系统破坏，丧失对逆 境的适应能力。
(二)植物在逆境下的代谢特点
1.水分状况:
吸水量 ，蒸腾量 ，但蒸腾大于吸水， 植物萎光合酶失活或 变性。
3.呼吸作用: ·下降：冻、热、盐、涝害 ·先上升再下降 ：冷、旱害 ·明显升高：病害、伤害
（一）干旱的类型
• 大气干旱 • 土壤干旱 • 生理干旱
（二）干旱对植物的伤害
萎蔫：植物失水超过了 根系吸水，随着细胞水 势和膨压降低、植物体 内的水分平衡遭到破坏， 出现了叶片和茎的幼嫩 部分下垂的现象。
大豆对水分亏缺的反应
干旱对植物的伤害表现在：
1.膜及膜系统受损伤 膜的选择透性丧失，透性增加。
(四) 渗透调节
渗透胁迫 环境与植物之间由于渗透 势的不平衡而形成对植物的胁迫。
渗透调节：植物通过调节细胞内渗透势 来维持压力势的作用称为渗透调节。
渗透调节物质
外界进入的无机离子：如K+、Cl- 等，是液泡的重
要渗透调节物质。
细胞内合成的有机物：
多元醇和偶极含氮化合物 如：可溶性糖 脯氨酸 甜菜碱等
植物生理学课件第十六章植物逆境生 理
第一节 逆境的概念及植物对逆境的适应性
一、逆境与胁迫的概念 二、植物适应性的概念 三、逆境胁迫对植物的影响 四、植物响应逆境的生理机制
一、逆境和抗逆性
逆境或胁迫（stress）：对植物生存或生 长不利的各种环境因子的总称.
生物胁迫：病害、虫害、杂草等。
非生物胁迫： 物理逆境：干旱、热害、冷害、淹水、
气污染等。
逆境的种类
植物的抗逆性：植物对逆境的适应性反应。 植物对逆境逐步适应的过程叫锻炼或驯化。
避逆性（stress escape）是指植物通过 对生育期的调整来避开逆境，在相对适 宜的环境中完成其生活史。
碱蓬
瓦松
耐逆性（stress tolerance）是指植物处 于逆境时，通过自身的生理生化变化来阻 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。
7.植物体内的逆境信息传递机制 逆境信号 受体 第二信使 钙结合蛋白感受Ca2+浓度变化 磷酸化级联反应 激活转录因子 诱导逆境相应基因表达
逆境蛋白帮助植物适应 植物响应逆境胁 和抵御不良的外界环境 迫的分子基础
信号感受 胁迫信号
质膜
信号转导 中间产物
耐胁迫性状
转录调节因子
核
胁迫诱导基因 启动子
有机渗透调节物的特征：
• 分子量小 • 易溶于水 • 合成迅速 • 不易透过细胞膜 • 生理pH范围内不带静电荷 • 引起酶结构变化的作用极小
脯氨酸和甜菜碱是理想的有机渗透调节物质。
脯氨酸在抗逆中的作用：
• 作为渗透物质，维持渗透平衡。 • 增强蛋白质的水合作用和可溶性，减
少蛋白质的沉淀，保护蛋白质结构 和功能的稳定。
2.对细胞器的损伤 叶绿体、线粒体、液泡
3. 破坏正常代谢过程
• 光合作用下降 • 对呼吸作用的影响 • 酶活性变化 • 破坏正常的物质代谢
蛋白质分解，脯氨酸积累 破坏核酸代谢 • 激素的变化 • 水分重新分配
二、干旱胁迫的机理 1.机械损伤 细胞失水或再吸水时，原生质体与细
胞壁均会收缩或膨胀，但是它们的弹性不 同，因此二者收缩程度和膨胀程度不同。
乙烯 • 促进衰老、脱落，减少蒸腾面积，利
于保持水分。 • 提高相关酶的活性，影响呼吸。
(三)代谢调节 C3途径→C4或CAM
•冰叶日中花，Mesembryanthemum crystallinum 在盐诱导的由C3代谢向CAM代谢转变过程中PEP羧化 酶含量的增加。盐胁迫是在灌溉水中加入500mM NaCl诱导的。通过抗体与染色剂的方法在凝胶中揭示 了PEP羧化酶。
活性氧清除系统 •保护酶
超氧化物歧化酶(SOD) 过氧化物酶（POD） 过氧化氢酶（CAT） 谷胱甘肽过氧化物酶 （GPX ） 谷胱甘肽还原酶（GR）等
•抗氧化剂 VC、VE、还原型谷胱甘肽（GSH）、类
胡萝卜素、苯甲酸钠等。
6.逆境蛋白
由逆境诱导产生的或含量增加的蛋白质统称 为逆境蛋白。
如：热激蛋白 冷诱导蛋白 水分胁迫蛋白 病程相关蛋白
团扇提灯苔叶细胞脱水时的细胞变形状态
2.膜透性改变 膜脂分子排列紊乱，膜出现空隙
膜内脂类分子排列
3.蛋白质凝聚假说
细胞过度失水时，蛋白质的活性表面相 互靠近，使得分子间的-SH相互接触，导 致氧化脱氢形成-S-S-键，此键键能高，牢 固。再度吸水时，蛋白质空间构象变化， 使其变性凝聚，从而导致细胞死亡。
4.植物体内的物质代谢:
合成酶活性下降，水解酶活性增强， 淀粉、蛋白质等降解。
三、植物响应逆境的生理及分子机制
1.生长发育调节 2.植物激素调节 3.代谢调节 4.渗透调节 5.膜保护物质与活性氧平衡 6.逆境蛋白 7.植物体内的逆境信息传递机制
2.植物激素在抗逆中的作用 ABA——胁迫激素，增强抗性 •促进气孔关闭，蒸腾减弱，减少水分丧失 •增强根的透性，提高水的输导性。
(五) 膜保护物质与活性氧平衡
自由基：具不成对电子的原子、
分子或离子。
活性氧：化学性质活泼，氧化能力很强的
含氧物质的总称。
如：超氧阴离子自由基（O2-·）、羟 基自由基（·OH）、过氧化氢 （H2O2）、过 氧化物自由基（ROO·）、单线态氧（1O2）等
特点： 活跃强氧化性 不稳定，瞬时存在 能持续进行连锁反应
蛋白
胁迫信号激活响应胁迫基因表达的过程示意图
第二节 植物的抗旱性
一、干旱对植物的影响 二、植物抗旱机理 三、提高响应水分胁迫的信号转导 四、提高作物抗旱性的途径
一、干旱对植物的影响
旱害: 土壤水分缺乏或大气相对湿度过
低对植物造成的危害。
抗旱性：植物抵抗干旱的能力。在干旱
条件下，植物不但能够生存，而且能维 持正常的或接近正常的代谢水平，维持 基本正常的生长发育进程。
御逆性（stress avoidance）指植物通 过特定的形态结构使其具有一定的防御 环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过 程仍保持正常状态。
植物在经历了某种逆境后，对另一些 逆境的抵抗能力也会增强，这种现象 称为植物的交叉适应。
二、逆境胁迫对植物的影响 （一）植物在逆境下的形态结构变化
逆境下植物的形态有明显变化。
质膜透性增大 ，电解质和非电解质外渗， 膜脂组分改变，膜系统破坏，丧失对逆 境的适应能力。
(二)植物在逆境下的代谢特点
1.水分状况:
吸水量 ，蒸腾量 ，但蒸腾大于吸水， 植物萎光合酶失活或 变性。
3.呼吸作用: ·下降：冻、热、盐、涝害 ·先上升再下降 ：冷、旱害 ·明显升高：病害、伤害
（一）干旱的类型
• 大气干旱 • 土壤干旱 • 生理干旱
（二）干旱对植物的伤害
萎蔫：植物失水超过了 根系吸水，随着细胞水 势和膨压降低、植物体 内的水分平衡遭到破坏， 出现了叶片和茎的幼嫩 部分下垂的现象。
大豆对水分亏缺的反应
干旱对植物的伤害表现在：
1.膜及膜系统受损伤 膜的选择透性丧失，透性增加。
(四) 渗透调节
渗透胁迫 环境与植物之间由于渗透 势的不平衡而形成对植物的胁迫。
渗透调节：植物通过调节细胞内渗透势 来维持压力势的作用称为渗透调节。
渗透调节物质
外界进入的无机离子：如K+、Cl- 等，是液泡的重
要渗透调节物质。
细胞内合成的有机物：
多元醇和偶极含氮化合物 如：可溶性糖 脯氨酸 甜菜碱等
植物生理学课件第十六章植物逆境生 理
第一节 逆境的概念及植物对逆境的适应性
一、逆境与胁迫的概念 二、植物适应性的概念 三、逆境胁迫对植物的影响 四、植物响应逆境的生理机制
一、逆境和抗逆性
逆境或胁迫（stress）：对植物生存或生 长不利的各种环境因子的总称.
生物胁迫：病害、虫害、杂草等。
非生物胁迫： 物理逆境：干旱、热害、冷害、淹水、