植物生理学习题大全——第12章植物的抗性生理

第十二章植物的抗性生理一. 名词解释逆境(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。

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。

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。

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。

逆境逃避(stress escape)：指植物通过生育期的调整避开逆境。

植物抗性生理(hardiness physiology)：是指逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境的抵御抗性能力。

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。

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。

逆境蛋白(stress proteins)：由逆境因素诱导植物体内形成的新蛋白质(酶)。

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。

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。

冻害(freezing 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。

冷害(chilling 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。

寒害(cold injury)：低温导致植物受伤或死亡的现象。

热害(heat injury)：由高温引起植物伤害的现象。

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。

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。

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。

湿害(wet injury)：是指土壤水分达到饱和时对旱生植物的伤害。

涝害(flood injury)：地面积水，淹没了植物一部分或全部而对植物产生的伤害。

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。

抗病性(disease resistance)：植物对病原微生物侵染的抵抗能力。

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，因而发生水分亏缺的现象。

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。

干旱(drought)与生理干旱(physiological drought)：水分过度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，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。

过冷却(supercooling)：是指细胞液在其冰点以下仍然保持非冰冻状态。

温度补偿点(temperature compensation point)：当呼吸速率与光合速率相等时的温度。

萎蔫(wilting)：植物在水分亏缺时，细胞失去紧张，叶片和茎的幼嫩部分下垂的现象。

盐害(salt injury)：也称盐胁迫(salt stress)，是指土壤盐分过多对植物造成的危害。

二. 符号缩写CAT : 过氧化氢酶MDA: 丙二醛O2-. : 超氧自由基1O2 : 单线态氧·OH : 羟基自由基POD: 过氧化物酶P·: 蛋白质自由基RO·: 烷氧自由基UFAI: 不饱和脂肪酸指数RuFA: 多元不饱和脂肪酸SOD: 超氧化物歧化酶ROO· : 脂质过氧化物HSPs: 热激蛋白PRs: 病程相关蛋白HF : 氟化氢三. 简答题1. 逆境对植代谢物的影响。

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，蛋白质等失活或变性。

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的可溶性含氮化合物增加，这与合成酶作用减弱、水解酶活性增强有关。

⑤组织内脱落酸含量迅速升高。

2. 逆境胁迫时，植物细胞如何发生变化？①逆境感受：例如低温胁迫时，质膜液化；②信号转导：例如水分胁迫时，根部形成的信号分子会转导至地上部分；③基因表达：冷冻胁迫时会产生抗冻基因；④蛋白质合成：抗冻基因合成抗冻蛋白；⑤酶活性增加：生成各种用于抵御或适应逆境的物质。

3. 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？①热激蛋白(HSPs)：可以和受热激伤害后的变性蛋白质结合，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：亦称抗冻蛋白，它与植物抗寒性的提高有关。

由于这些蛋白具有高亲水性，所以具有减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病原相关蛋白(PRs)：与植物局部和系统诱导抗性有关。

还能抑制真菌孢子的萌发，抑制菌丝生长，诱导与其它防卫系统有关的酶的合成，提高其抗病能力。

4. 渗透调节物质有哪些？渗透调节的主要生理功能是什么？植物渗透调节物质可分为两大类：一类是由外界引入细胞中的无机离子，包括钾、钠、钙、镁、氯等；二类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维持细胞膨压稳定，有利于其它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。

5. 在逆境中，植物体内累积脯氨酸有什么作用？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。

6. 外施ABA提高植物抗逆性的原因是什么？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。

⑤交叉适应：植物在一种逆境条件下，会提高脱落酸的含量以适应该不良环境，而脱落酸含量提高又能增强另一种抗逆能力。

7. 写出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。

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：超氧化物歧化酶、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。

8. O3对植物的伤害主要表现在哪些方面?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，破坏质膜选择透性，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能氧化SH基，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。

③O3破坏叶绿素及其合成，使光合速率降低。

④改变呼吸途径：O3不仅降低氧化磷酸化水平，同时还抑制糖酵解，促进戊糖磷酸途径。

9. 什么叫植物的交叉适应？它具有什么特点？植物和动物一样，在经历了某种逆境之后能提高植物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、盐渍等多种逆境条件下，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，同时会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。

10. 冷害过程中植物的生理生化变化。

①水分平衡失调：植物在低温胁迫下，ABA的合成与运输受到抑制，叶片气孔关闭能力减弱，造成水分丢失；另一方面，低温使根细胞吸水能力急剧降低，因而导致植物萎蔫。

②呼吸速率大起大落：冷害病症出现前，呼吸速率加快，释放的能量转变为热能；随之低温的加剧或时间延长，呼吸速率大大下降。

③光合速率减弱：低温影响叶绿素的生物合成和光合进程，同时低温降低糖分的运输速率。

④酶活性变化：冷害引起一系列合成酶的活性降低，但能使水解酶活性升高。

⑤原生质流动减慢或停止。

11. 膜脂组成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，从而导致原生质停止流动，透性加大，水溶性物质外渗，破坏了原来的离子平衡。

由于膜相的改变，也使结合在膜上的酶系统活性降低，有机物分解占优势。

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。

12. 零上低温对植物组织的伤害大致分为几个步骤？（冻害的机制）①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，水溶性物质外渗，破坏了原来的离子平衡。

②由于膜损伤而引起代谢紊乱，导致死亡。

膜相的改变，使结合在膜上的酶系统活性降低，有机物分解占优势。

膜蛋白活性降低，破坏其运输及能量转换功能。

13. 影响冷害的因素。

①内部因素：不同植物对冷害的敏感性不同，同一植物不同品种或类型的抗寒性不同，同一植物不同生长期的抗寒性也不相同。