第11章 植物的逆境生理教学要求与思考题

第十一章植物的抗逆生理

一、教学任务及基本要求

(一)掌握逆境的概念及其种类，植物在逆境下的形态变化与代谢特点；（重点）

(二)了解渗透调节与抗逆性、膜保护物质与自由基的平衡的关系；

(三)了解植物激素在抗逆性中的作用；

(四)了解低温和高温对植物的伤害、植物抗寒和耐热的机理以及提高植物抗寒性、抗高温

的途径；

(五)了解干旱和湿涝对植物的伤害植物抗旱与抗涝的机理以及提高植物抗旱性、抗涝性的

途径；

(六)了解盐分过多对植物的危害、植物抗盐性以及提高植物抗盐性的途径；

(七)了解大气、水体和土壤等环境污染对植物的伤害，以及进行环境保护必要性；

二、复习思考题

(一) 名词解释

1. 冷害（chilling injury）

2. 冻害（freezing injury）

3. 逆境(stress)

4. 抗逆性(stress resistance)

5. 抗旱锻炼(drought resistance hardening)

6.生理干旱(physiological drought)

7.交叉适应(cross adaptation)

8.渗透调节(osmoregulation)

(二) 问答题

1. 低温引起细胞结冰分为哪两种类型？结冰对植物造成什么样的伤害？

2. 植物膜结构成分与植物抗寒性有何联系？

3. 植物抗旱的生理基础表现在哪些方面？如何提高植物的抗旱性？

4. 为什么抗寒锻炼能提高植物的抗寒性？

5. 什么叫植物的交叉适应?交叉适应有哪些特点？

三、复习思考题参考解答

(一) 名词解释

1. 冷害：冰点以上的低温对植物造成的伤害。

2. 冻害：冰点以下的低温对植物造成的伤害。

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3. 逆境：是指不利于植物生长发育的各种不良的环境条件，包括高温、低温、干旱、水涝、

盐碱、病虫及大气污染等。

4. 抗逆性：植物对逆境的适应和忍耐能力。

5. 抗旱锻炼：在种子萌动期、幼苗期有目的地适量减少水分供应，以提高其抗旱能力，称

为抗旱锻炼。

6.生理干旱：土壤中水分并不缺乏，但由于土温过低、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。

7.交叉适应：植株在某种逆境条件下，能提高植株对另外一些逆境的抵抗能力，这种对不良

环境反应之间的相互适应作用，称为植物中的交叉适应。交叉适应的作用物质包括ABA、乙烯、脯氨酸、逆境蛋白等。

8.渗透调节：植物通过提高细胞液浓度、降低渗透势，以增强细胞吸水和保水能力，这种调

节作用称为渗透调节。

（二）问答题

1. 答：低温引起细胞结冰分为两种类型：⑴细胞间结冰；⑵细胞内结冰，结冰对植物造成的危害有：

⑴细胞间结冰伤害通常当温度慢慢下降的时候，细胞间隙中的细胞壁附近的水分结成冰，即所谓胞间结冰。细胞间结冰伤害的主要原因是原生质过度脱水，破坏蛋白质分子和原生质凝固变性。细胞间结冰伤害的次要原因有两个：细胞间隙形成的冰晶体过大时，对原生质发生机械损害；温度回升，冰晶体迅速融化，细胞壁易恢复原状，而原生质却来不及吸水膨胀，原生质有可能被撕破。然而，胞间结冰并不一定使植物死亡。大多数经过抗寒锻炼的植物是能忍受胞间结冰的。

⑵细胞内结冰伤害当温度迅速下降时，除了在细胞间隙结冰以外，细胞内的水分也结冰，一般是先在原生质内结冰，后来在液泡内结冰，这就是细胞内结冰。细胞内结冰伤害的原因主要是机械的损害。冰晶体会破坏生物膜，细胞器和衬质的结构，使亚细胞结构的隔离被破坏，酶活动紊乱，影响代谢。

2. 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。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。

3. 答: (1) 植物抗旱的生理基础①细胞具有高的亲水能力在干旱条件下，若细胞亲水能力高，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172

高的粘性与弹性。黏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，而在萌发与分蘖期抗旱性较强，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。

(2) 提高植物抗旱性的途径①选育抗旱品种这是提高作物抗旱性的一条重要途径。

②进行抗旱锻炼可采用蹲苗、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。

4. 答：植物经过抗寒锻炼后，发生有利于提高植物抗寒能力的生理变化：

（1）植株内含水量下降，束缚水相对增多，不易结冰；

（2）呼吸减弱，消耗糖分少，有利于糖分积累，由于呼吸微弱，代谢活动低，对不良环境的抵抗力增强。

（3）脱落酸含量增多，促进植物进入休眠，提高了抗寒力；

（4）生长停止，进入休眠状态，是对低温的一种适应。

（5）保护物质增多。淀粉含量减少，可溶性糖含量增多，冰点下降，又可防止细胞质过度脱水，保护细胞质不致遇冷凝固。

5. 答: 植株在某种逆境条件下，能提高植株对另外一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境反应之间的相互适应作用，称为植物的交叉适应。交叉适应的作用物质之一是ABA，植物在逆境条件下，会提高ABA的含量以适应不良环境，而ABA含量的提高又能增强植物抗逆能力，因此就形成了交叉适应特性。

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