植物的抗热性
第二节植物的抗寒性和抗热性
一、冻害和冷害
：在植物的生长过程中，经常会遇到低温的影响民。低温对 植物的危害，叫做 。 植物对低温忍耐和抵抗能力，称为植物的 当气温下降到0℃以下时，细胞间隙中的水首先结冰，使 植物受伤甚至死亡，这种现象叫做冻害。如：甘薯的叶子在被霜 打之后变黑枯死。 ：是指0℃以上低温对植物的危害。习惯上，将冷害也称为 寒害，冷害是喜温植物常遇到的危害。
•除此之外，秋季气温逐渐下降，植物 生理活动大大减弱，根系吸收能力降 低，但蒸腾作用照常进行，这样就造 成植物体内含水量减少，细胞内自由 水含量降低，束缚水增多，从而提高 了植物的抗寒能力；
• 而且，秋季日照变短，植物体内形成较多的 脱落酸，促使叶片脱落，并形成休眠芽，使 植株逐渐进入休眠阶段。 • 由于植物在冬季寒冷到来前，经受了抗寒锻 炼，因而能适应低温环境，安全越冬。 • 植物在冬季到来前，体内发生了许多适应低 温的生理变化，这个过程叫做抗寒锻炼。
• 植物在冬季形成抗寒性的原因,是由于在秋季 温度逐渐下降时,体内发生了 一些与抗寒能力 有关的变化过程,如保护物质增多,主要是可溶 性糖积累。 • 因为秋季昼夜温差比较大，白天气温高，有 利于光合作用，形成大量的有机物质；夜间 温度比较低，呼吸作用下降，降低了消耗， 有利于糖积累。 • 细胞内含糖量增加，水势降低，保水力增强； 糖分含量增加还可以降低细胞液和细胞质的 冰点，使细胞不易结冰。
三、植物的抗寒性和抗热性
（一）植物的抗寒性与植物种类、植物生育时期和季节有关。如 马铃薯不抗寒，在冰点时就死亡； 甘蓝、葱等比较抗 寒； 针叶树 种的抗寒性较强；根、茎比叶耐寒。夏季一般植物不能忍受较低 的温度，而冬季则能忍受更低的温度。如冬小麦在冬季可以，就会冻 死；针叶树种冬季可忍受－30～－40℃的严寒，但夏季若处于人 为制造的－8℃以下的环境便会冻死．
高温对植物的伤害及耐热性
柑橙日灼病
冬瓜日灼病
冬季涂白的树
3.耐热性
植物对高温胁迫（high temperature stress
）的适应和抵抗能力称为耐热性（heat
resistance）。 最适温度
植
株
的
存
活 最低温度
最高温度
率
温度
嗜冷细菌
二.植物体的温度状况
1.喜冷植物：生长温度为在零上低温(0-20℃)，当
温度在15-20℃以上即受高温伤害。例如某些藻类、 细菌和真菌.
海栖热袍菌
棉花 喜温植物
一些作物的临界温度
本节小结
1.高温对植物的热害可分为：高温害和日灼伤害 2.植物对温度状况的分类可分为：
（1）喜冷植物 （2）中生植物 （3）喜温植物
3.农作物的临界温度
目录
第一节:高温伤害及植物耐热性的概述 第二节:高温对植物生理生化过程的影响 第三节:高温对植物伤害的生理及分子机制 第四节:植物耐热性的生理及分子机制 第五节:植物热激蛋白及其分子作用
高温对植物的伤害及耐热机制
闵 雄
1.高温害
• 高温害是高温 天气对开花至成 熟期作物产生的 热害，多发生在 我国南方早稻和 中稻抽穗、开花 到成熟期之间， 尤其进入盛夏酷 热较早的年份。
2.果树树木日灼伤
• 果树日灼是由强烈的太阳辐射增温所引起的果 树枝干伤害，也称灼伤。分为夏季日灼和冬季日 灼两类。
发财树 喜冷植物
2.中生植物： 生长温度为 10-30℃，超 35℃就会受伤 。例如水生和 阴生的高等植 物，地衣和苔 藓等。
水稻
3.喜温植物：其中 有些植物在45℃以 上就受伤害，称为 适度喜温植物，例 如陆生高等植物， 某些隐花植物。有 些植物则在65100℃才受害，称 为极度喜温植物， 例如蓝绿藻、真菌 和细菌等。
第三章植物的热害及抗热性
四、植物抗热性的表现形式
1、什么是抗热性：把植物忍耐高温逆境的 适应能力通称为抗热性。
1 ）抗热性与植物的种类有关
2）某些植物特有的形态解剖结构有关（仙 人掌的叶子）
2、植物抗热性的表现形式： 1）避热性：植物体或某些器官、组
织的生长发育不与高温逆境相遇，从 （例如 小麦，蒲公英 ，橡胶草等）
而可以避免热害的影响，称为避热性。
油料种子对高温的抵抗力大于淀粉种子；
细胞汁液含水量(自由水)越少，蛋白质分子越变性 ，耐热性越强。
耐热性强的植物在代谢上的基本特点：
蛋白质的热稳定性主要决定于化学键的牢固程度与键
能大小。凡是疏水键、二硫键越多的蛋白质，其抗热
性就越强，这种蛋白质在较高温度下不会发生不可逆
的变性与凝聚。同时，耐热植物体内合成蛋白质的速
与呼吸的矛盾 ）
3、植物受热害的温度指标
4、植物致死的高温指标
二、内外条件对耐热性的影响 （一）内部因素：不同生长习性的植物的耐热性不同 。一般说来，生长在干燥炎热环境下的植物耐热性高 于生长在潮湿冷凉环境下的植物。例如C4植物起源
于热带或亚热带地区，其耐热性一般高于C3植物。
C4植物光合最适温度为40～45℃，也高于C3植物
氢键，使整个分子重新恢复其空间结构，
其热稳定性更大，耐热性增强。
2．湿度 一般来说，细胞含水量低，耐热性强。干 燥种子的抗热性强，随着含水量增加，抗 热性下降
三、热激蛋白 热激蛋白（heat shock protein, HSP）是生 物受高温刺激后大量表达的一类蛋白，它最早
是在果蝇中发现的，现已证明普遍存在于动物、
4、高温对植物体内碳素代谢的影响 植物生理学中，把植物光合作用速率与呼吸速率 相等时的温度指标称为温度补偿点。当植物处于 补偿点以上的高温逆境下时，光和产物积累小于 呼吸消耗，植物会发生饥饿。短期出现时会影响
仙人掌的高温耐受力分析
仙人掌的高温耐受力分析仙人掌是一类非常特殊的植物，它们具有较强的高温耐受力。
在高温环境下，仙人掌能够适应并存活，这与其独特的生理特性密切相关。
本文将分析仙人掌的高温耐受力，并探讨其适应高温环境的机制。
首先，仙人掌的高温耐受力与其叶片的结构和生理特性密切相关。
仙人掌的叶片表面通常覆盖着一层厚厚的角质层，这层角质层能够起到很好的保护作用。
它能够减少水分蒸发，并防止高温下的蒸腾作用过快，从而减少水分流失。
此外，仙人掌的叶片表面还常常覆盖着一层细小的毛发，这些毛发能够反射阳光，减少叶片的温度上升。
其次，仙人掌的高温耐受力还与其光合作用的特点有关。
仙人掌的光合作用主要发生在叶片的内部组织中，而不是在表面组织中。
这一特点使得仙人掌能够在高温环境下保持相对较低的叶片温度，从而减少光合作用受到的抑制。
此外，仙人掌的光合作用速率相对较低，能够适应高温环境下光合作用速率的降低。
此外，仙人掌的高温耐受力还与其水分调节机制有关。
仙人掌的根系发达，能够吸收和储存大量的水分。
在高温环境下，仙人掌能够通过根系吸收的水分满足自身的生长需求，并减少水分蒸发。
此外，仙人掌的茎部通常较为肥厚，能够储存大量的水分和养分，以应对干旱和高温的环境。
最后，仙人掌的高温耐受力还与其生长习性和生态适应有关。
仙人掌通常生长在干燥和高温的环境中，这使得它们具有较强的适应能力。
仙人掌的生长速度相对较慢，能够适应低养分和干旱的环境。
此外，仙人掌的种子具有较高的耐热性，能够在高温环境中存活和发芽。
综上所述，仙人掌的高温耐受力是由其叶片结构和生理特性、光合作用特点、水分调节机制以及生长习性和生态适应等多个因素共同作用的结果。
仙人掌在高温环境下能够适应并存活，这使得它们成为炎热地区的常见植物。
对于园艺爱好者来说，了解仙人掌的高温耐受力机制，有助于更好地照料和栽培这类植物。
第十三章植物的抗性生理ppt课件
图13-1 逆境的种类
二、植物对逆境的适应——抗性的方式
Ø 抗性是植物在对环境的逐步适应过程中形成的。
Ø 植物适应逆境的方式主要表现在三个方面。
避逆性 逆境逃避
御逆性 耐逆性——逆境忍耐
Ø 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。
Ø 例如夏季生长的短命植物，其渗透势比较低，且 能随环境而改变自己的生育期。
三、胁迫蛋白
在高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外 线等逆境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动一 些与逆境相适应的基因，形成新的蛋白质(或酶)，这些蛋白 质统称为胁迫蛋白（或逆境蛋白）(stress protein)。
1. 热激蛋白 由高温诱导合成的热激蛋白(又叫热休克蛋白， heat shock proteins,HSPs)现象广泛存在于植物 界，已发现在酵母、大麦、小麦、谷子、大豆、 油菜、胡萝卜、.）根皮层中通气组织的发育。
在氧气充足的条件（A）或72小时缺氧的条件下（B）玉米根系横切 面的电子显微镜图片显示缺氧根系皮层通气组织的形成。皮下组织和 内皮层仍保持完整，中央皮层细胞死亡空腔隙形成圆柱形的导气室。
(二) 生理生化变化
Ø 在冰冻、低温、高温、干旱、盐渍、土壤过湿和病 害等各种逆境发生时，植物体的水分状况有相似变 化，即吸水力降低，蒸腾量降低，但蒸腾量大于吸 水量，使植物组织的含水量降低并产生萎蔫。
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：
Ø 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。
耐寒抗高温植物
耐寒抗高温植物耐寒抗高温植物是指能够适应极寒或高温环境条件生长的植物。
这些植物具有独特的生理和生态特点，能够在极端温度条件下存活并完成繁殖。
它们的适应能力使它们在寒冷地区或炎热地区成为主要的植物种群。
耐寒抗高温植物在人类生活中起着重要的作用，不仅可以为我们提供食物和药物资源，还可以美化环境，改善生态系统。
本文将介绍一些常见的耐寒抗高温植物以及它们的特点和应用。
首先，耐寒植物是指可以在寒冷地区生长的植物。
这些植物通常具有耐寒的生理特性，如在寒冷的冬季能够抵御低温，保持正常生活活动。
对于寒冷地区的农业和园艺来说，耐寒植物是非常重要的资源。
常见的耐寒植物包括针叶树类（如云杉、松树、冷杉等）、决明子、早春植物（如银杏、梅花等）、高山植物（如高山紫菀、高山杜鹃等）。
这些植物可以用来建造防风林、进行绿化和观赏。
其次，抗高温植物是指可以在极端高温环境下生长的植物。
由于全球气候变暖的影响，高温天气越来越频繁，因此抗高温植物对于生态系统的维持和农业的发展非常重要。
一些植物通过调节自身的生理活动来应对高温，如减少蒸腾作用、增加叶片反射热量等。
常见的抗高温植物包括仙人掌、龙舌兰、仙人球、多肉植物等。
这些植物通常具有厚重的表皮和肉质的叶子，可以减少水分蒸发。
它们在人类生活中被广泛用于装饰和观赏，并且在药用和保健品方面也具有重要价值。
此外，一些植物同时具有耐寒和抗高温的特性。
这些植物能够适应温度波动大的环境，生长范围广泛。
例如，一些高山植物可以在冬季抵御低温，在夏季抵御高温，为高山区域提供了稳定的植被保护。
这些植物在土壤保持和水源涵养方面发挥了重要作用，同时也是珍贵的生物资源。
总的来说，耐寒抗高温植物在人类生活中发挥着重要的作用。
它们为我们提供了丰富的食物、药物和观赏资源。
随着全球气候变暖的加剧，对于耐寒抗高温植物的研究和保护显得尤为重要。
我们应该加强对这些植物的资源管理，保护他们的多样性，同时利用它们的特性来适应气候变化和改善环境。
抗高温的植物
抗高温的植物抗高温的植物植物在不同的环境下具有不同的生理适应能力，而对于高温环境，一些植物有着引人瞩目的抗逆能力。
这些植物成功地适应了高温环境，并发展出一系列防御机制，使它们能够存活并繁衍后代。
本文将探讨一些抗高温的植物以及它们的适应策略和应用潜力。
抗逆植物是指能够在高温环境下生长和繁殖的植物。
它们通常具有以下特征：1. 高温时仍然能够保持正常的生长速度和开花结实；2. 能够抵抗高温引起的胁迫，如氧化损伤、光合作用抑制和水分胁迫等；3. 能够通过一系列适应机制来减轻高温胁迫的影响。
抗高温的植物中最具代表性的是一些沙漠植物和特殊环境下的植物。
例如，仙人掌是沙漠地区常见的植物，它具有较强的耐旱和耐高温能力。
仙人掌的叶片厚而肉质，富含水分，能有效减缓水分流失；同时，仙人掌的茎具有较低的蒸腾率，可以减少水分蒸发。
此外，仙人掌能够通过增加光合酶的活性和利用C4光合作用来提高光合效率，从而更有效地利用光能，适应高温干旱的环境。
另一个具有抗高温能力的植物是红豆杉。
红豆杉是一种生长在高温和高湿的热带雨林中的树种。
研究发现，红豆杉具有较高的耐高温和耐湿的能力。
它的叶片表面有一层特殊的蜡质，能够降低水分蒸发率，并保持叶片的湿度。
此外，红豆杉还能够调节细胞内的酸碱平衡，减轻高温对细胞的损伤；它还能抑制活性氧的产生和积累，减轻氧化损伤。
除了沙漠植物和热带雨林中的植物，一些耐寒植物也具有较强的抗高温能力。
虽然它们主要生长在寒冷的高山或极地环境中，但它们也具有适应高温的能力。
例如，雪莲是一种生长在青藏高原的高山植物，它能够抵抗极端的高温和寒冷。
雪莲的茎叶富含抗氧化剂和保护酶，能够减轻氧化损伤和抵抗高温胁迫。
此外，雪莲还能够增加叶片厚度和蜡质含量，以降低水分流失和抵御高温胁迫。
抗高温的植物不仅在自然界中发挥着重要的生态功能，还具有广泛的应用潜力。
它们可以用于改良作物品种，增加作物对高温胁迫的耐受性。
例如，通过将抗高温植物的耐高温基因导入作物中，可提高作物对高温的抵抗能力，提高产量和品质。
最耐高温40度的植物
最耐高温40度的植物最耐高温40度的植物植物在各种环境下生长和适应能力令人惊叹。
高温是一种常见的环境压力，对植物的生长和发育产生负面影响。
然而，有一些植物具有出色的耐热性，能够在高温条件下茁壮成长。
在这篇文章中，我们将介绍最耐高温40度的植物。
1. 仙人掌（Cactus）仙人掌是一类著名的多肉植物，以其耐旱和耐高温的特性而闻名于世。
它们通常生长在干旱和高温的荒漠地区，因此对于40度高温的适应能力非常强。
仙人掌植物具有厚厚的表皮，能够有效降低水分蒸发，并保持温度平衡。
此外，它们还具有少量的气孔，可以减少水分的流失，因此能够在40度的高温下存活。
2. 耐旱植物（Xerophytes）耐旱植物是一类对于干旱条件具有适应能力的植物。
它们能够通过吸收和储存水分，有效地应对高温40度的环境。
常见的耐旱植物包括仙人球、龙舌兰和观音莲等。
这些植物通常具有肉质的叶子和坚韧的绒毛，可以减少水分蒸发，并保持水分的稳定。
在高温环境下，它们能够适应和存活，提供给自己足够的水分。
3. 沙漠薄荷（Desert Mint）沙漠薄荷是一种生长在沙漠地区的多年生草本植物。
它具有出色的耐热性，能够在极端高温的环境下生存。
沙漠薄荷具有橄榄绿色的叶子和紫色的花朵，它们通常生长在饱受高温侵袭的干燥土壤中。
研究表明，沙漠薄荷通过增加抗氧化物的产生和调节渗透调节物质来对抗高温压力。
4. 柠檬草（Lemongrass）柠檬草是一种具有独特香气的植物，广泛用于烹饪和药用目的。
它是一种耐热植物，能够在高温40度的环境下生长。
柠檬草通常需要充足的阳光和温暖的气候来生长。
它具有纤维状的韧茎和线状的叶片，能够有效地减少水分蒸发，并保持水分的平衡。
这使得柠檬草成为适应高温环境的理想选择。
5. 百香果（Passion Fruit）百香果是一种热带水果，其植物能够在高温40度的环境下茁壮成长。
百香果植物通常需要温暖和潮湿的气候来生长，对于夏季的高温非常适应。
它们具有深绿色的叶子和鲜艳的紫色花朵，能够有效地保护自身免受高温的损害。
植物抗热生理
• 在植物体中还存在一些分子量较大的热激蛋白, 主要有HSP110、HSP90、HSP70、HSP60 等。
膜蛋白变性、分解：高温打断氢键和疏水键 ，蛋白质失去
二、三级结构，展开，失去原有生物学特性。
膜脂分子液化：高温能促进膜中的脂类释放出来，形成一些
液化的小囊泡。
Hale Waihona Puke 膜透性增加（二）间接伤害
间接伤害是指高温导致代谢异常，渐渐使 植物受害，其过程是缓慢的。
四、植物的抗热性
按Levitt的观点，植物的抗热性（heat resistance）包括避热性（heat avoidance） 和耐热性（heat tolerance）
• 不同类的植物对高温的忍耐程度有很大差异。 根据不同植物对温度的反应，可分为如下几类：
– 喜冷植物：例如某些藻类、细菌和真菌，生长温度 为在零上低温(0～20℃)，当温度在15～20℃以上即 受高温伤害。 – 中生植物：例如水生和阴生的高等植物，地衣和苔 藓等，生长温度为10～30℃，超过35℃就会受伤。 – 喜温植物：其中有些植物在45℃以上就受伤害，称 为适度喜温植物，例如陆生高等植物，某些隐花植 物；有些植物则在65～100℃才受害，称为极度喜 温植物，例如蓝绿藻、真菌和细菌等。
• 高温下光合作用受抑制的原因不是气孔 限制因素增加，而是光合器官受到伤害。
– – – – – – – – – 光合量子产量降低。 PSII的电子传递能力降低。 Fo升高。 OEC损伤 Fv/Fm下降。 ΦPSII下降。 RuBPCase能力下降。 光合磷酸化作用丧失。 叶绿素分解。
植物对高温适应
植物对高温适应植物对高温适应植物对环境的适应是一种重要的生存策略，其中之一就是对高温的适应。
随着全球气温的升高，高温对植物的影响越来越明显。
了解植物对高温适应的机理，对于研究植物的生理生态特性和改善农作物的耐热能力具有重要意义。
本文将介绍植物对高温适应的机制和措施。
植物面临高温胁迫时，会产生一系列的生理和分子反应，以维持细胞内的稳态和生活功能。
首先，植物通过调节激素水平来应对高温。
研究发现，植物会增加ABA（脱落酸）的合成，以抑制生长和促进应激相关基因的表达。
此外，植物还会调节一氧化氮（NO）的合成和释放，以增强细胞的耐受能力。
这些激素和信号分子的调节，使得植物能够更好地适应高温环境。
其次，植物对高温的适应还体现在细胞水分调节方面。
高温会导致细胞脱水和水分损失，这对于植物来说是一种很大的挑战。
为了应对这个问题，植物会通过增加表皮细胞壁的蜡质含量来减少水分蒸发。
此外，植物还会通过调节根系的生长和发达，增加水分吸收能力，以保持细胞内的水平衡。
再次，植物对高温的适应还体现在光合作用的调节方面。
高温会导致光合作用的抑制和光损伤，这对于植物的生长和发育有很大的影响。
为了适应高温环境，植物会通过调节光合作用酶的合成和活性来提高光合作用效率。
此外，植物还会调节非光化学猝灭机制，以减少光能的吸收和转化，从而避免光损伤的发生。
最后，植物还通过调节抗氧化系统来适应高温环境。
高温会导致细胞内氧化应激的增加，从而产生活性氧自由基，对细胞膜、DNA和蛋白质等生物大分子造成损伤。
为了抵御这种损伤，植物会增加抗氧化酶的合成，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）。
这些抗氧化酶能够清除活性氧自由基，保护细胞免受氧化损伤。
为了提高植物对高温的适应能力，可以采取一些措施来减轻高温胁迫对植物的影响。
首先，合理选择适应高温环境的植物品种。
通过育种和遗传改良，选择出具有较高耐热性的品种，能够减轻高温对植物的伤害。
抗热性
高温对植物生理的影响由高温引起植物伤害的现象称为热害，植物抵抗高温伤害的能力称为抗热性。
目前热害的温度很难定量，因为不同类型的植物对高温忍耐程度有很大差异，仅以高等植物比较，水生和阴生植物的热害界限大约在35℃左右，而一般陆生的高等植物热害界限可大于35℃，所以热害的温度不能绝对划分。
热害的温度又与作用时间密切相关，致伤的高温与暴露的时间成反比，时间愈短植物忍耐的温度愈高。
(一)高温对植物的伤害1．直接伤害这是指植物在短时间接触高温后立即表现出来的一种伤害。
（1）蛋白质变性与凝固高温破坏了蛋白质的空间构型，使蛋白质二级结构和三级结构中起重要作用的氢键因高温断裂，一些维持三级结构的疏水键也遭破坏。
这样，蛋白质空间构型被破坏，肽链展开、疏松起来，发生蛋白质变性。
一般最初的变性是可逆的，如果高温消除，蛋白质还可以复性，细胞还不致受到伤害。
如果高温继续下去，蛋白质很快发生聚集，造成凝固，转变成不可逆状态，而失去蛋白质原有的活性。
伴随高温，植物不可避免要失去大量水分，高温杀伤温度与细胞含水量之间呈负相关，水分子参与了蛋白质构型越容易发生热变性。
此外，蛋白质胶体必须要有足够的水分，才可以自由移动和展开其空间构型，发生结构变性。
因此，含水量少的原生质，抗热性愈强，干燥种子的抗热性一般高于其他器官。
（2）脂类的液化生物膜的主要成分是蛋白质和脂类。
脂类与蛋白质分子之间靠静电引力或疏水键联系，在高温条件下，脂类分子活动性增加超过了它与蛋白质的静电引力，从双分子层固相中游离出来，形成一些液化的小囊泡，从而破坏膜的结构，使膜系统出现孔隙、漏洞，使膜失去了半透性和主动吸收的特性。
而脂类的液化程度取决于脂肪酸的饱和程度，饱和脂肪酸愈多愈不易液化，耐热性愈强。
用耐热的小青藻CyAnIdIuM CAldArIuM(蓝藻纲)实验发现，当温度升高到55℃时，它的脂肪酸含量比中等温度时的脂类含量低一半，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸之比亦减少三倍(即饱和脂肪酸增多)，说明耐热的植物随温度升高脂肪酸饱和度增高，这是由于脂肪酸被过氧化酶氧化，可能是过氧化酶的血红素基被高温钝化，在高温下脂肪酸不易被氧化(去饱和)，故饱和脂肪酸增多。
第三章植物的热害及抗热性
三、热激蛋白 热激蛋白(heat shock protein, HSP)就是生
物受高温刺激后大量表达得一类蛋白,她最早就 是在果蝇中发现得,现已证明普遍存在于动物、 植物和微生物中。
例如,当大豆幼苗突然从25℃转至40℃ 时,(仅低于致死温度),就抑制一些细胞 中常见得mRNA和蛋白质合成,但却促 进30-40种其她蛋白得转录和翻译。这 些蛋白就就是HSP。热激后3-5 min就 可测出新mRNA转录。
2、蛋白质变性 高温逆境直接引起植物体内蛋白质变
性和凝聚。高温对蛋白质最初得影响就是使蛋白质分子得 空间构型遭受破坏,蛋白质降解为氨基酸,代谢紊乱。
(如果短时间内恢复到正常温度,变性蛋白可以恢复到原来 得状态,代谢正常。如果高温继续影响,变性蛋白质就转变 为不可逆得凝聚状态。)
通常情况下,随着温度得升高,高温逆境 伤害植物得过程大致顺序就是:长发育 受阻 植物饥饿 有毒物质积累 生 物化学伤害 蛋白质降解 有机离子溢 出 丧失半透膜功能 细胞解体。
1 )抗热性与植物得种类有关
2)某些植物特有得形态解剖结构有关(仙人 掌得叶子)
2、植物抗热性得表现形式: 1)避热性:植物体或某些器官、组织 得生长发育不与高温逆境相遇,从而 可以避免热害得影响,称为避热性。 (例如 小麦,蒲公英 ,橡胶草等)
2)御热性:当高温逆境出现时,植物体内生 理生化代谢不发生与高温环境相应得变 化,称为御热性。
3、高温对植物体内碳素代谢得影响
植物生理学中,把植物光合作用速率与呼吸速率相 等时得温度指标称为温度补偿点。当植物处于补 偿点以上得高温逆境下时,光和产物积累小于呼吸 消耗,植物会发生饥饿。短期出现时会影响植株器 官间碳素分配得矛盾而发生落花落果。长期出现 就是可能导致植物死亡。
耐旱耐高温植物
耐旱耐高温植物耐旱耐高温植物植物是地球生命的重要组成部分，它们在维持生态平衡、改善环境、保护生物多样性方面发挥着重要作用。
然而，在当前的全球气候变化和日益加剧的干旱高温等极端气候条件下，植物面临着巨大的挑战。
耐旱耐高温植物正是那些能够在这些极端环境下生存和繁衍的植物，它们具有适应灾害性气候的独特性状和生理特性。
耐旱耐高温植物通常具有以下几个特点：1. 气孔调节能力强：气孔是植物进行气体交换的关键部位，但在干旱和高温环境下，气孔会关闭以减少水分蒸散，导致二氧化碳摄取能力降低。
耐旱耐高温植物具有调节气孔开闭的能力，能够在极端环境下有效利用有限的水分和二氧化碳。
2. 厚实的叶片和表皮：耐旱耐高温植物的叶片通常比其他植物更加厚实，并且表皮上有一层厚厚的叶蜡层，可以减少水分蒸发。
这些特点使得耐旱耐高温植物能够更好地保护叶片中的水分，并更有效地抵抗干旱和高温的侵害。
3. 深层根系：为了获取足够的水分，耐旱耐高温植物的根系通常发达且深入土壤。
深层根系可以更好地吸收地下水源，并避免因干旱和高温而导致的根部受损。
4. 适应光合作用：光合作用是植物生长的关键过程，但在干旱和高温条件下，植物的光合作用会受到抑制。
耐旱耐高温植物能够通过调节光合素的合成和运输，以及增加叶绿体数量来适应光合作用的需求。
许多植物种类都展示出了耐旱耐高温的特性。
比如，仙人掌、龙舌兰和茶树等多肉植物，由于它们具有厚厚的叶蜡层和气孔调节能力，能够在干燥和高温的沙漠环境中生存。
水稻以及其他一些作物品种也被人工选育为耐旱耐高温的类型。
这些植物品种说明了科学家和农民在探索并利用耐旱耐高温植物方面取得的成果。
耐旱耐高温植物的重要性不仅体现在它们自身的适应性上，也体现在它们对生态环境的影响上。
在气候变化不断加剧的背景下，耐旱耐高温植物可以在干旱和高温环境中维持生物多样性，促进土壤保持和水循环，并提供适宜的栖息地给其他生物。
然而，由于全球气候变化的持续性和复杂性，现有的耐旱耐高温植物种类还远远不足以应对日益严峻的干旱高温挑战。
植物生理学—植物的抗性生理(上课版)
第七节 抗盐性
二、盐胁迫对植物的伤害 • 盐胁迫时会发生危害，主要表现在： • 1、吸水困难：土壤渗透势低，作物生理干旱。 • 2、生物膜破坏：Na+置换膜上的Ca2+ ，膜结构破坏，功能改变， K+、P和有机溶质外流。 • 3、生理紊乱：蛋白质水解，腐胺增多，氨害；叶绿素合成受阻、 分解加快，导致光合下降；呼吸速率下降；气孔关闭；营养亏缺。
三、内外条件对耐热性的影响 （一）内部因素 • 1、不同生长习性的高等植物的耐热性是不同的。 • 2、不同的种类、年龄、生育期不同其耐热性不同。如种子休眠的 耐热性最强，随种子吸水长大，耐热性逐渐下降，开花期耐热性 较差。果实成熟时，越成熟，耐热性越强。油料种子对高温的抵 抗力大于淀粉种子。 • 3、细胞汁液浓度与耐热性有正相关的趋向。 （二）外部条件 • 1、温度：高温锻炼有可能提高植物的抗热性。 • 2、湿度:细胞含水量低，耐热性强。
根据植物的耐盐能力，可将植物分为：
①盐生植物: 耐盐范围1.5%-- 2.0%如：碱蓬、海蓬子等。在形态 上常表现为肉质化，吸收的盐分主要积累在叶肉细胞的液泡中， 通过在细胞质中合成有机溶质来维持与液泡的渗透平衡
2、渗透调节 渗透调节：通过加入或去除细胞内的溶质，从而使细胞内外的渗透 势相平衡的现象，称为渗透调节。如干旱、高温、低温和盐渍等。 (1) 无机离子 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42 无机离子进入细胞后，主要累积在液泡中，主要作为液泡的渗透 调节物质。 (2)有机溶质 A、脯氨酸：脯氨酸主要累积在细胞质中，故称细胞质渗透调节 物质。 B、甜菜碱（N—甲基代氨基酸） 甜菜碱存在于细胞质中，在抗逆中具有渗透调节和稳定生物大分 子的作用。 C、可溶性糖和游离氨基酸 可溶性糖主要有蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等。 游离氨基酸包括脯氨酸在内的氨基酸和酰胺。
植物能承受的最高温度
植物能承受的最高温度植物的世界可真是个神奇的地方，大家知道吗？就像我们人类有自己的极限，植物也有自己的“热耐力”。
说到温度，有些植物简直就是“耐热小能手”，像那些在沙漠中顽强生存的仙人掌，简直让人刮目相看。
哎，这些小家伙可是能在高温下依旧生机勃勃，真是让人佩服！植物能承受的最高温度各有不同。
有的植物就像那些“爱晒太阳”的小孩，喜欢在阳光下快乐成长，而有些则像老一辈人一样，稍微一热就受不了，真是让人哭笑不得。
说到最高温度，有些热带植物能忍受的温度可以达到40度甚至更高，简直就是“太阳的孩子”。
那些在亚热带地区生长的植物，像椰子树、香蕉树，简直在热浪中跳舞！它们那绿油油的叶子在烈日下摇曳，真是太有生机了。
可是，反观一些温带植物，比如说樱花、苹果树，它们对高温就没那么“友好了”。
一旦温度过高，它们的生长就像过了火的爆米花，瞬间就不行了，搞得植物界也跟着大呼小叫，真是有趣。
说到植物的耐热能力，真得提提它们的“绝招”。
一些植物会通过特殊的机制来抵御高温，比如说叶子变得更厚，或者在炎热的日子里把自己“收缩”起来。
哎，真是机智又可爱！想象一下，它们就像是在进行一场“温度大比拼”，谁能撑过高温，谁就是“冠军”。
有些植物也会通过释放水分来降温，就像我们人类出汗一样，这可真是太妙了。
温度过高也不是一件好事，有些植物在高温下会“发脾气”，叶子变黄、掉落，真是让人心疼啊。
这就好比我们在烈日下走久了也会中暑，那些可怜的植物也会遭遇“热浪攻击”。
一旦它们感觉到压力，就会像人类一样，拼命求助，真是感人！不过，话说回来，植物的适应能力真是让人叹服，不管环境多么恶劣，它们总能找到生存的方法，真是生命的奇迹。
植物的世界还充满了各种奇妙的变化，某些植物在温度变化时，甚至会改变自己的颜色，哎，简直像变魔术一样！就像那些多肉植物，在高温时会变得更加饱满，仿佛在告诉你：“看，我就是这么耐热！”这种变化真的让人惊叹不已，生命的力量就是这么强大。
耐高温的草本植物
耐高温的草本植物耐高温的草本植物植物是地球上最为大量而多样的生物群体之一，其中草本植物以其广泛的分布和多样的功能而被广泛研究和利用。
而耐高温的草本植物则是一类在高温环境下能够生存和繁衍的特殊植物种类。
本文将介绍一些具有耐高温能力的草本植物及其特点。
第一部分：耐高温的草本植物的特点耐高温的草本植物适应于非常炎热的气候条件，能够在高温和干旱的环境下生存。
它们具有以下一些特点：1. 物理结构适应：耐高温的草本植物通常具有较为发达的根系，以吸收更多的水分和养分。
其茎干通常比较粗壮，以承受高温环境下的蒸腾压力。
叶片通常较小且密集，表面覆盖有防止水分蒸发的毛发或蜡质物质。
2. 高温适应机制：这类草本植物能够通过一系列的生理和分子机制来适应高温环境。
例如，它们可以调整其光合作用的速率以保证光合产物的正常积累。
同时，它们也可以调整细胞膜的温度适应和稳定性，以降低高温对植物细胞的损伤。
3. 水分调节能力：耐高温的草本植物通常具有较高的耐旱能力。
它们可以通过调节气孔的开合来减少水分的蒸腾，并且能够在土壤水分不足时阻止叶片水分的流失。
一些植物还可以在干旱时期进入休眠状态，以保持生存。
第二部分：耐高温的草本植物的例子以下是一些耐高温的草本植物的例子，它们分别来自不同的地理区域和科属。
1. 茴香（Foeniculum vulgare）：茴香是一种耐高温的多年生草本植物，原产于地中海地区。
它具有较深的根系，能够适应干旱的环境。
茴香的叶片和种子被广泛用作调味品。
2. 布鲁莽花（Gomphrena globosa）：布鲁莽花是一种耐高温的一年生草本植物，原产于热带地区。
它具有较小而厚实的叶片和鲜艳的花朵，能够抵抗高温和干旱环境。
布鲁莽花是一种受欢迎的观赏植物。
3. 莴苣（Lactuca sativa）：莴苣是一种耐高温的一年生草本植物，广泛栽培于世界各地。
它具有较宽而浅的根系，能够吸收到土壤中的水分和养分。
莴苣的叶片富含维生素和膳食纤维，是一种常见的蔬菜。
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直接危害
蛋白质变性 膜结构破坏
高温对Байду номын сангаас物的危害
间接危害
代谢性饥饿 有毒物质积累 生理物质活性缺乏 蛋白质合成下降
直接危害
高温直接破坏原生质体的结构。直接伤害在短时间内(几秒到几十秒)就出 现伤害症状，并可以从受热部位向非受热部位蔓延。
蛋白质变性：高温打断维持蛋白质空间结构的氢键和疏水 键,破坏蛋白质空间构象。 膜结构破坏：在高温作用下，构成生物膜的蛋白质和脂类 之间的键断裂，类脂脱离膜形成一些液化的小囊泡，从而 破坏膜的结构,导致膜选择透性和主动吸收特性的丧失。
三、提高植物抗热性的途径
• 高温锻炼
将萌动的种子在适当的高温下锻炼一段时间后再播种，可以提高耐热 性。
正常温度
40℃诱导后， 生长在45℃条件下
未进行高温诱导 直接生长在45℃条件下
大豆幼苗耐热性诱导实验
• 改善栽培措施 1. 充分灌溉 2. 合理施肥 3. 高秆与矮秆间作套种 4. 人工遮阴
四、植物适应高温的生理机制
草业与环境科学学院
植物的抗热性
目录
热害及其表现 影响植物抗热性的内外因素 提高植物抗热性的途径 植物适应高温的生理机制
一、热害及其表现
热害：由于植物体所处的环境中溫度过高所 引起的植物生理性伤害称为热害。 抗热性：植物对高温胁迫的抵抗与忍耐能力 称为抗热性。
热害病症：
1、树干(特别是向阳部分)干燥、裂开; 2、叶片出现死斑,叶色变褐、变黄;鲜果(如葡 萄、番茄)烧伤，后来受伤处与健康处之间形 成木栓,有时甚至整个果实死亡; 3、出现雄性不育,花序或子房脱落等异常现象。 高温对植物危害是复杂的、多方面的;
• 3、耐热性
在高温时植物体的代谢发生变化，以减少或 者修复由高温造成的伤害。
欢迎大家的批评与指正
质
有机酸代 谢
外部因素
季节变化 环境湿度 矿质营养
（一）、内部因素
• 1.生长习性 • 不同生长习性的植物耐热性不同。 一般来说，生长在干燥炎热环境下的植物
耐热性高于生长在潮湿冷凉环境下的植物。 • 2.生育时期与部位 • 植物在不同的生育时期以及不同部位，其耐热性也有差异。 • 3.蛋白质性质 • 耐热性强的植物在代谢 上的基本特点是构成原生质的蛋白质的热稳定性高。 • 4.有机酸代谢 • 植物的抗热性还与有机酸的代谢强度有关。
（二）、外部因素
• 1、季节变化 • 干旱环境下生长得藓类在夏天高温时耐热性强;冬天低温时，耐热性弱。 • 2.环境湿度 • 通常湿度高时，细胞含水量高，植株或器官的抗热性降低。 • 3.矿质营养 • 氮素过多时，植物的耐热性减弱。而营养缺乏的植物其热死温度反提
高，其原因可能是氮素充足增加了植物细胞含水量的缘故。
• 2、御热性
许多植物具有特殊的御热保护结构,如叶片表面有蜡质或者绒毛来 反射阳光;通过叶片卷缩等,减少太阳辐射的吸收量。 有些植物在高温下气孔开大,提高蒸腾,降低叶温和体温。 有些植物膜系统的饱和脂肪酸含量高,在高温下有利于维持膜系统 的稳定性。
一些C4和CAM在高温下光合仍然大于呼吸,避免饥饿。
间接伤害
高温造成的间接伤害是由于高温引起代谢失水,并造成代谢异常,使植物逐渐受害。
1. 代谢性饥饿：植物光合作用最适温度一般都低于呼吸作用最 适温度。通常把光合作用与呼吸作用相等时的温度称为温度 补偿点。如果植物处于温度补偿点以上的较高温度下,呼吸大 于光合，消耗加快，造成饥饿。
2. 有毒物质的积累:高温使氧气的溶解度减小，抑制植物的有氧 呼吸，同时积累无氧呼吸所产生的有毒物质，如积累乙醇、 乙醛等有毒物质。
间接伤害
3.生理活性物质缺乏：高温时某些生化环节发 生障碍，使得植物生长所必需的活性物质 （如维生素、核苷酸、激素）不足，从而使 植物生长不良或伤害。 4.蛋白质合成下降：高温使细胞产生自溶的水 解酶类，能使蛋白质分解。
二、影响植物抗热性的内外因素
生理基础
内部因素
生长习性
生育时期 蛋白质性
与部位
根据对高温的忍耐程度,植物可以分为几种类型
• 1.喜冷植物：这些植物适宜生长在0℃以上的低温(0℃~20℃)条 件下,当温度在20℃以上时,即受高温伤害。如某些藻类、细菌和 真菌
• 2.中生植物：适宜的生长温度为11℃~30℃，超过35℃即受高温 伤害。如水生植物、阴生高等植物、地衣和苔藓等
• 3.喜温植物：通常将温度在45℃以上受伤害的植物称为适度喜 温植物,如陆生高温植物、某些隐花植物等而65℃~1( M )℃才受 伤害的植物称为极度喜温植物,如蓝藻、绿藻等
（一）植物耐热的生理机制 植物在长期进化过程中形成了 适应和抵抗高温的能力，可以 分为避热性、御热性、耐热性。
• 1、避热性
一些夏熟植物,在高温炎热的夏季到 来之前完成其生活史以干燥的种子 越过夏季到秋季开始新的生活周期。 还有些植物在夏季到来时生长停止， 叶片枯死或者脱落，新陈代谢降低, 甚至进入休眠状态，有效的避开高 温胁迫,待夏季过后继续生长发育。