植物低温胁迫生理研究进展_吴广霞
植物低温胁迫生理研究进展3吴广霞 唐献龙 杨德光 席景会
摘 要 低温是限制植物生长和分布的一种非生物胁迫因素。综述了低温胁迫对植物膜系统、光合作用、酶活性以及渗透调节物质的影响,同时提出了尚待进一步研究的问题。
关键词 低温胁迫;植物抗寒性;生理研究
在植物生长发育过程中,温度作为一个重要的环境因子对于植物的生长发育起着至关重要的作用。许多植物都面临着寒害的问题,植物在低温条件下会遭到不同程度的伤害,严重时甚至会导致植株死亡[1]。低温胁迫会大大降低农作物的产量和品质。因此,提高植物的抗寒性对农业具有十分重要的意义。
1 低温胁迫对植物膜系统的影响
,
作者简介:吴广霞,在读硕士,东北农业大学农学院,150030,黑龙江哈尔滨
唐献龙,席景会,吉林大学植物科学学院
杨德光(通讯作者),通讯地址同第1作者
3基金项目:国家973项目(2006CB101700),东北农业大学博士基金收稿日期:2008-04-18其中最明显的是膜脂相的改变[2]。低温对膜脂的直接影响是改变膜脂成分的含量及其脂肪酸组成,特别是脂肪酸组分的变化与膜的流动性和稳定性关系密切[3～5]。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[6,7]。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[8],以改善低温下膜的流动性。研究表明,植物冷害首先发生在细胞膜系统,膜系统损伤首先是冷冻引发的严重脱水所致[9]。低温引起植物胞外或胞内结冰,胞内的水分通过质膜流出,导致细胞严重脱水[10,11]。脱水会对细胞产生多种伤害,包括膜的结构和功能。此外,由于低温诱导产生活性氧也能损伤膜的结构[12],胞外形成的冰晶刺伤细胞壁或细胞膜引起细胞破裂。
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
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27刘成,杨足君,冯娟等1利用小麦微卫星引物建立簇毛麦染色体组特异性标记1遗传,2006,28(12):1573～157928唐祖强,杨足君,李光蓉等1簇毛麦5V染色体特异性I SSR标记的建立及其对亲缘物种的检测1农业生物技术学报,2007,15(5): 799～804
Progress of Stud i es on Detecti on of A li en
Chro ma ti n i n W hea t
S u J un ji1,Do ng Yo ngm e i2,C ha i S ho ucheng3
(1Cott on I nstitute of Xinjiang Acade my of Agricultural and Cultivati on Sciences,Shihezi832000,Xinjiang;2B reeding Center f or Molecular Agricultural Technol ogy of Xinjiang Acade my of Agricultural and Cultivati on Sciences,Shihezi832000,Xinjiang;
3Agr onomy College of North west Agricultural and Forestry Sci2Technol ogy University,Yangling712100,Shanxi,China)
Abstract The wide relatives of wheat p r ovide with abundant genetic diversity and valuable genes f or the i m p r ove2 ment of wheat1Studies on hybridizati on,identificati on and utilizati on of wild relatives will p lay an i m portant r ole for the devel opment of wheat breeding and p r oducti on1Many markers such as mor phol ogical,cyt ol ogical,molecular and p r otein markers are i m portant genetic methods t o detect alien genes in wheat1This paper p resents a summary of the app licati on and devel opment of these methods app lied t o detect alien genes in wheat1
Key words W heat;A lien chr omatin;Molecular markers
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构和叶绿体结构的破坏是导致光合作用下降的主要
原因。低温对光合作用的影响是多方面的,具体表现:一是低温直接影响了光合器官的结构和活性,如叶绿体类囊体膜的透性和流动性,叶绿素含量也发生变化,而植物光合作用功能的降低与光合色素的变化是相关的;二是低温间接地制约植物的光合作用,低温下气孔对CO
2
扩散阻力增大,光合产物运输缓慢,导致光合产物在叶片的积累等,从而抑制光合作用;三是在较低的温度下,叶绿体的形态发生变化,膜系统受到破坏,植物的光合作用降低;四是低温影响光合电子传递和光合磷酸化以及暗反应的有关酶系等[13～16]。
低温几乎影响光合作用的所有主要环节,包括气孔导度,类囊体膜上的光合电子传递以及碳同化过程。光合作用的光化学反应都是在类囊体膜上进行的,低温对类囊体膜的伤害必将影响植物对光能的吸收、传递和转换,从而影响植物的正常生长发育。
3 低温胁迫对酶活性的影响
低温下由于植物对O
2
的利用能力降低,多余的O2在代谢过程中被转化成对植物有毒害作用的活
性氧(Active oxygen s pecies,AOS)[17]。过剩的O
2
对需氧生物有潜在毒性,必须通过植物抗氧化系统及时清除。植物体内的活性氧清除剂有两大类,抗氧化酶和抗氧化剂。植物细胞中主要的抗氧化酶有超氧化物歧化酶(S OD)、过氧化物酶(P OD)、多酚氧化酶(PP O)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等;抗氧化剂有谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AS A)、半胱氨酸(Cys)、甘露醇(Mannit ol)和β2胡萝卜素(β2car otene)等[18,19]。
当植物处于低温等逆境时,过氧化氢清除系统首先受损,有害的活性氧增多。同时过氧化氢累积,可以使S OD失活,严重损坏活性氧清除体系[20],因此,过氧化氢的清除是对细胞的一种解毒作用。
4 低温胁迫对植物细胞中渗透调节物质的 影响
植物受到非生物胁迫时,植物体常通过自身的防御网络来调控相关的代谢途径,产生渗透调节物质以降低或消除胁迫的伤害。
411 脯氨酸
脯氨酸(Pr oline)是最重要的有机渗透调节物质。几乎所有的逆境,如干旱、低温、高温、营养不良、病害和大气污染等都会造成植物体内脯氨酸的积累[21]。脯氨酸是一种亲水性氨基酸,能缓解因低温脱水造成的渗透胁迫[22]。脯氨酸具有较强的水合能力,在植物逆境胁迫下,是一种渗透保护剂。在植物受低温胁迫时,脯氨酸的增加有助于细胞或组织的保水,同时还可作为碳水化合物的来源、酶和细胞结构的保护剂。脯氨酸的这种提高植株耐受胁迫的功能,可能是通过保护植物中线粒体电子传递链,诱导保护蛋白、泛素、抗氧化酶和脱水素等保护物质的含量增加,启动相应的抗胁迫代谢途径而实现的[23]。
412 甜菜碱
甜菜碱是一种大多数植物都含有的水溶性生物碱,在植物体内一经合成就几乎不再被进一步代谢,属于永久性或半永久性的非毒性调节物质。它与甘露糖、多胺、脯氨酸等一样,参与调节细胞的渗透势,保持细胞的膨压[24,25]。甜菜碱是一种有机渗透调节物质,在逆境胁迫条件下,植物体内甜菜碱的积累与植物的抗逆性呈正相关[26]。甜菜碱对三羧酸循环、光呼吸和末端氧化酶有很好的保护效应。甜菜碱作为细胞内一个重要的渗透调节物质,参与维持细胞正常的生理功能,能有效维持蛋白质分子和生物膜的结构与功能。甜菜碱可以保护植物类囊体膜抵御冰冻胁迫,解除高浓度盐对酶活性的毒害。它对有氧呼吸和能量代谢过程也有良好的保护作用,能够稳定复杂蛋白质高级结构,从而使得许多代谢过程中的重要酶类在渗透胁迫下继续保持活性[27]。413 其他渗透调节物质
可溶性糖也是一类渗透调节物质,包括蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等,在低温逆境下植物体内常常积累大量的可溶性糖。可溶性碳水化合物之所以可以提高组织的抗冷性,有以下几个方面的原因:一是提高了细胞渗透势,降低了细胞的水势,减少了水分的流失;二是某些碳水化合物能直接与细胞组分分子相连接,从而对细胞膜与酶起到稳定作用[28]。
总之,受到低温胁迫时,植物体内发生多方面的生理生化变化来抵御低温对自身的损害(图1)。
5 研究展望
植物低温胁迫生理虽然已在一些方面取得一定的进展,但由于植物低温胁迫生理及其抗性的表现是多方面的,由许多环节构成,并随时间、温度、光
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图1 植物在低温适应过程中物质的变化
照、物种等的不同而改变,目前对这些复杂因素和环节与非生物逆境抗性间的关系仍有许多不明之处,以下几个方面还有待进一步深入研究:①低温下膜稳定性机制和膜损伤机制的研究;②植物第二信使在低温下的作用机制研究;③抗冷生理学与育种学结合,研究育种中苗期抗冷性诊断的可靠生理选择指标;④植物抗冷性的分子生物学和基因工程的研究;⑤植物抗冷化学调控机制和抗冷保护剂的研究。
参考文献
1潘瑞枳,董愚德1植物生理学1北京:高等教育出版社,1995: 322～328
2Xin Z,B r owse J1Cold comfort far m:the accli m ati on of p lants t o freezing te mperatures1Plant Cell Envir on1,2000,23:893～902
3邓令毅,王洪春1葡萄的膜脂和脂肪酸组分与抗寒性关系研究1植物生理学报,1982,8(3):273～281
4孙中海,章文才1柑桔抗寒性与膜脂肪酸组分的关系研究1武汉植物学研究,1990,8(1):79～85
5王孝宣,李树德,东惠茹等1低温胁迫对番茄苗期和开花期脂肪酸的影响1园艺学报,1997,24(2):161～164
6吴楚,王政权等1膜脂变化与植物抗寒性及H II相位形成的关系1湖北农学院学报,2002,2(1):84～88
7熊曦,吴彦奇,李西等1狗牙根抗寒性生理生化研究进展1草业科学,2001,(6):39～41
8Kasa mo K,Kagita F,Yamanishi H,et al1Low te mperature-induced changes in the ther motr op ic p r operties and fatty acid compositi on of the p las ma membrane and t onop last of cultured rice(O ryza sativa L.) cells1Plant Cell Physi ol1,1992,33:609～616
9Steponkus P L.Role of the p las ma me mbrane in freezing injury and cold accli m ati on1Annu1Rev1Plant Physi ol,1984,35:543～58410徐燕,薛立,屈明1植物抗寒性的生理生态学机制研究进展1林业科学,2007,43(4):88～94
11彭筱娜,易自力,蒋建雄等1植物抗寒性研究进展1生物技术通报,2007,(4):16～18
12朱素琴1膜脂与植物抗寒性关系研究进展1湘潭师范学院学报, 2002,(4):49～52
13代玉华,刘训言,孟庆伟等1低温胁迫对类囊体膜脂代谢的影响1植物学通报,2004,21(4):506～511
14段伟,李新国,孟庆伟等1低温下的植物光抑制机理1西北植物学报,2003,23(6):1017～1023
15何洁,刘鸿先,王以柔等1低温与植物的光合作用1植物生理学通讯,1986,(2):1～6
16江福英,李延,翁伯琦等1植物低温胁迫及其抗性生理1福建农业学报,2002,17(3):190～195
17F1van,Sl ooten L,Stassart J M1Effects of over p r oducti on of t obacco Mn2 S OD in maize chl or op lasts on foliar t olerace t o cold and oxidative stress1J1Exp1Bot1,1999,50:71～78
18FryerMJ,Andre ws JR,Oxbor ough K1Relati onshi p bet w een CO2assi m2 ilati on,phot osynthetic electr on trans port,and active O2metabolis m in leaves of maize in the field during peri ods of l ow te mperature1Plant Physi ol,1998,116:571～580
19Prasad TK1Role of catalase in inducing chilling t olerance in p re2e mer2 gent maize seedlings1Plant Physi ol,1997,114:1369～1376
20陈贻竹,B1帕特森等1低温对植物叶片中超氧物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化氢水平的影响1植物生理和分子生物学学报, 1988,14(4):323～328
21D launey AJ,Ver ma DPS1Pr oline bi osynthesis and os moregulati on in p lants1Plant J,1993,(4):215～223
22王茂良1植物抗渗透胁迫及其与脯氨酸的关系1北京园林, 2006,22(2):21～24
23Khedr AH,Abbas MA,W ahid AA,et al1Pr oline induces the exp res2 si on of salt-stress-res ponsive p r oteins and may i m p r ove the adap ta2 ti on of Pancratium m ariti m um L1t o salt-stress1J1Exp1Bot,2003,54: 2553～2562
24李永华,邹琦1植物体内甜菜碱合成相关酶基因工程1植物生理学通讯,2002,38(5):500～504
25马千全,邹琦,李永华1根施甜菜碱对水分胁迫下小麦幼苗水分状况和抗氧化能力的改善作用1作物学报,2004,30(4):321～328
26Col m er T D,Ep stein E,Dvorak J1D ifferential s olute regulati on in leaf blades of vari ous ages in salt2sensitive wheat and a salt2t olerant wheat Lophop rum el ongatum(Host)A1Love a mphi p l oid1Plant Physi ol, 1995,108:1715～1724
27于同泉,谷建田等1逆境中植物体内甜菜碱的积累及其生物学意义1北京农学院学报,1994,9(2):161～167
28和红云,田丽萍,薛琳等1植物抗寒性生理生化研究进展1天津农业科学,2007,13(2):10～13
Research Progress on Physi ology of Pl ant Cold Hardi n ess W u Guangxi a1,Tang Xi an l o ng2,Yang D eguang1,Xi J i nghu i2
(1College of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin150030,Heil ongjiang;2College of Plant Science,
J ilin University,Changchun130062,J ilin,China)
Abstract Low te mperature is one of the abi otic stresses affecting p lant gr owth and distributi on1This paper su mma2 rized effects of l ow2te mperature stress on the p lantme mbrane syste m,phot osynthesis,os molytes,as well as the activi2 ty of enzy me1A t the sa me ti m e,s ome p r oble m s need t o be further investigated were put f or ward1
Key words Low te mperature stress;Plant cold2hardiness;Physi ol ogical research
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最新植物生理指标测定方法
实验一植物叶绿素含量的测定（分光光度法） (张宪政，1992) 一、原理 根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长测定其吸光度，即可用公式计算出提取液中各色素的含量。根据朗伯—比尔定律，某有色溶液的吸光度A与其中溶质浓度C和液层厚度L成正比，即A＝αCL式中：α比例常数。当溶液浓度以百分浓度为单位，液层厚度为1cm时，α为该物质的吸光系数。各种有色物质溶液在不同波长下的吸光系数可通过测定已知浓度的纯物质在不同波长下的吸光度而求得。如果溶液中有数种吸光物质，则此混合液在某一波长下的总吸光度等于各组分在相应波长下吸光度的总和。这就是吸光度的加和性。今欲测定叶绿体色素混合提取液中叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量，只需测定该提取液在三个特定波长下的吸光度A，并根据叶绿素a、b及类胡萝卜素在该波长下的吸光系数即可求出其浓度。在测定叶绿素a、b时为了排除类胡萝卜素的干扰，所用单色光的波长选择叶绿素在红光区的最大吸收峰。高等植物中叶绿素有两种：叶绿素a 和b，两者均易溶于乙醇、乙醚、丙酮和氯仿。叶绿素a和叶绿素b的比值反映植物对光能利用效率的大小，比值高则大，则反之。 二、材料、仪器设备及试剂 试剂：1）95%乙醇（或80%丙酮） 三、实验步骤 称取剪碎的新鲜样品0.2～0.3g，加乙醇10ml，提取直至无绿色为止。把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内，以95%乙醇为空白，在波长663nm和645nm下测定吸光度。四、实验结果按计算 丙酮法（Arnon法）【可以用于丙酮乙醇混合法和80%丙酮提取法的计算】 叶绿素a的含量（mg/g）=（12.71?OD663 – 2.59?OD645）V/1000*W 叶绿素b的含量（mg/g）=(22.88OD645 – 4.67OD663) V/1000*W 叶绿素a、b的总含量（mg/g）=(8.04?OD663 +20.29?OD645) V/1000*W 按Inskeep公式 叶绿素a的含量（mg/g）=（12.63?OD663 – 2.52?OD645）V/1000*W 叶绿素b的含量（mg/g）=(20.47OD645 – 4.73OD663) V/1000*W 叶绿素a、b的总含量（mg/g）=(7.90?OD663 + 17.95?OD645) V/1000*W
现代植物生理学(李合生)课后题答案
绪论 一、教学大纲基本要求 通过绪论学习，了解什么是植物生理学以及它主要研究的内容、了解绿色植物代谢活动的主要特点；了解植物生理学的发展历史；了解植物生理学对农业生产的指导作用和发展趋势；为认识和学好植物生理学打下基础。 二、本章知识要点 三、单元自测题 1．与其他生物相比较，绿色植物代谢活动有哪些显著的特点？ 答：植物的基本组成物质如蛋白质、糖、脂肪和核酸以及它们的代谢都与其他生物（动物、微生物）大同小异。但是，植物本身的代谢活动有一些独特的地方，如：①绿色植物代谢活动的一个最大特点，是它的“自养性”，绿色植物不需要摄取现成的有机物作为食物来源，而能以太阳光能作动力，用来自空气中的C02和主要来自土壤中的水及矿物质合成有机物，因而是现代地球上几乎一切有机物的原初生产者；②植物扎根在土中营固定式生活，趋利避害的余地很小，必须能适应当地环境条件并演化出对不良环境的耐性与抗性；③植物的生长没有定限,虽然部分组织或细胞死亡，仍可以再生或更新，不断地生长；④植物的体细胞具全能性，在适宜的条件下，一个体细胞经过生长和分化，就可成为一棵完整的植株。 因此作为研究植物生命活动规律以及与环境相互关系的科学--植物生理学在实践上、理论上都具有重要的意义，是大有可为的。 2．请简述植物生理学在中国的发展情况。 答：在科学的植物生理学诞生之前，我国劳动人民在生产劳动中已积累并记载下了丰富的有关植物生命活动方面的知识，其中有些方法至今仍在民间应用。 比较系统的实验性植物生理学是20世纪初开始从国外引进的。20世纪20～30年代钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松等先后留学回国，在南开大学、清华大学、中央大学等开设了植物生理学课程、建立植物生理实验室，为中国植物生理学的发展奠定了基础。1949年以后，植物生理的研究和教学工作发展很快,设有中国科学院上海植物生理研究所(现改名为中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所)；各大地区的植物研究所及各高等院校中，设有植物生理学研究室（组）或教研室(组)；农林等部门设立了作物生理研究室（组）。中国植物生理学会自1963年成立后,已召开过多次全国性的代表大会，许多省、市、自治区陆续成立了地方性植物生理学会。中国植物生理学会主办了《植物生理学报》(现改名《植物生理与分子生物学学报》)和《植物生理学通讯》两刊物，北京植物生理学会主办有不定期刊物《植物生理生化进展》。 中国植物生理学会会员现在已发展到5000余人，植物生理学的研究队伍在不断壮大，在有关植物生理学的各个领域里,都开展了工作，有些工作在国际植物生理学领域中已经占有一席之地。目前在中国植物生理学主要研究方向有：①功能基因组学研究：水稻及拟南芥的突变群体构建，基因表达谱和DNA芯片，转录因子，细胞分化和形态建成。②分子生理与生物化学研究：光合作用，植物和微生物次生代谢，植物激素作用机理，光信号传导和生物钟，植物蛋白质组学研究。③环境生物学和分子生态学研究：植物-昆虫相互作用，植物－微生物相互作用，共生固氮，植物和昆虫抗逆及对环境的适应机制，现代农业，空间生物学。④基因工程与生物技术：植物遗传转化技术，优质高抗农作物基因工程，植物生物反应器等。 为了更好地适应当今植物生理学领域的发展趋势，中国植物生理学界的广大科技工作者将继承和发扬老一辈的爱祖国、爱科学的优良传统，将分子、生化、生物物理、遗传学等学科结合起来，在植物的细胞、组织、器官和整体水平，研究结构与功能的联系及其与环境因素的相互作用等，以期在掌握植物生理过程的分子机理，促进农业生产、改善生态环境、促
《植物生理学》问答题
《植物生理学》问答题 1、试述植物光呼吸和暗呼吸的区别。 答： 比较项目暗呼吸光呼吸 底物葡萄糖乙醇酸 代谢途径糖酵解、三羧酸循环等途径乙醇酸代谢途径 发生部位胞质溶胶、线粒体叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 发生条件光、暗处都可以进行光照下进行对O2、CO2浓度的反应无反应高O2促进，高CO2抑制 2、光呼吸有什么生理意义 答：（1）光呼吸使叶片在强光、CO2不足的条件下，维持叶片内部一定的CO2水平，避免光合机构在无CO2时被光氧化破坏。 （2）光呼吸过程消耗大量O2，降低了叶绿体周围O2浓度和CO2浓度之间的比值，有利于提高RuBP氧化酶对CO2的亲和力，防止O2对光合碳同化 的抑制作用。 综上，可以认为光呼吸是伴随光合作用进行的保护性反应。 3、试述植物细胞吸收溶质的方式和机制。 答：（1）扩散： ①简单扩散：简单扩散是指溶质从高浓度区域跨膜移向临近低浓度区域的过程。不 需要细胞提供能量。 ②易化扩散：又名协助扩散，是指在转运蛋白的协助下溶质顺浓度梯度或电化学梯度的跨膜 转运过程。不需要细胞提供能量。 （2）离子通道：离子通道是指在细胞膜上由通道蛋白构成的孔道，作用是控制离子通过细胞膜。 （3）载体：载体是跨膜转运的内在蛋白，在夸膜区域不形成明显的孔道结构。 ①单向运输载体：单向运输载体能催化分子或离子顺电化学梯度单向跨膜转运。 ②反向运输器：反向运输器与膜外的H+结合时，又与膜内的分子或离子结合，两者朝相反 的方向运输。 ③同向运输器：同向运输器与膜外的H+结合时，又与膜外的分子或离子结合，两两者朝相 同的方向运输。 （4）离子泵：离子泵是膜上的ATP酶，作用是通过活化ATP推动离子逆化学势梯度进行跨膜转运。 （5）胞饮作用：胞饮作用是指细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。 4、试述压力流动学说的基本内容。
博士论文 涝害胁迫研究进展
中国农业大学博士学位论文第一章植物的涝害胁迫及其适应帆制研究i挂胜 文献综述 第一章植物的涝害胁迫及其适应机制研究进展 土壤中存在的水分超过田问持水量而对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家的重火灾害，根据联合国粮农组织(FAO)的报告和国际土壤协会绘制的世界土壤图估算．世界上水分过多的土壤约占12％。我国也是涝害严重的国家。黄淮海平原、长江中下游、东南沿海、松花江和辽河中下游等地是主要的产粮基地．同时也是洪涝灾害发生较多的地区，尤以黄 淮海平原和睦江中下游最为严重，占全国受灾面积的3／4以上(刘祖祺，1994)。根据国家统计 局、中国气象局、国家防汛抗旱总指挥部办公室共同核定．2000年全国农作物受涝面积732．3 万公顷．其中成灾432．1万公顷．绝收132．4万公顷．造成的经济损失仅次子旱灾。因此，了解 植物对水涝胁迫响应的分子机理，从而合理地选择和定向培育耐涝性品种，对于我国的农业生 产具有重要的理论和现实意义。本文将就目前本研究领域的进展作一概述。 1．涝害胁迫和植物反应 涝害对植物的危害主要原因不在于水自身，而是由于水诱导的次生胁迫而造成的。涝害排除了十壤孔隙中的气体，减少了植物组织与大气问的气体交换(因为气体，特别是氧气，在水中比在空气中的扩散速率降低了10，000倍)(Armstrong。1979)，这导致根部区域形成缺氧或厌氧环境，这是涝害各种反应中的主要决定因子。由于土壤中的氧气迅速亏缺，引起十壤和厌氧微生物产生了许多对植物有害的物质，如硫化物、二氧化碳、酸、醛、酮等，这些化合物将随着淹水的不同程度影响着植物的正常生长和发育。另外，在植物体内由于淹水缺氧，导致根部厌氧代谢，发酵产生的乙醇、乙醛等物质对细胞具有毒性，对蛋白质结构造成破坏(Pemta，1992)：乳酸发酵产生的乳酸及液泡H+外渗等原因会导致细胞质酸中毒(Roberts，1985)：发酵还会使线粒体结构破坏，细胞能荷F降，细胞中氧自由基增加，保护酶活性下降，质膜透性剧增，导致细胞严重的厌氧伤害(Fan，1988：Robers，1992：Sachs，1986)。植物对涝害会作出一系列反应，最早的反应之一就是气孔的关闭，虽然在一定时间内，甚至在较长时间内淹水并不引起植株叶片水分亏缺，有时还会提高叶片的水势．但仍会很快引起气孔关闭，叶片气孔阻力增加。由于气孔关闭，导致受涝植物光合作用迅速下降．光合作用下降的后期又相继地与羧化酶受抑制、失绿、叶子衰老和脱落有关。同时碳水化台物的运输速率下降。此外，淹水还会使植物表现出矿质元素吸收的变化，激素含量和平衡的改变，晟后导致生氏的抑制，直至死亡(姜华武，1999；王文泉，2001：卓仁英，2001)。 2．涝害胁迫下植物代谢途径的改变 植物受涝时，由于根部区域缺氧不能进行正常的有氧代谢，而为了维持正常的或至少是最低的生命活动，能量的供应也是必不可少的。因此在厌氧条件F，细胞能量的供应主要依赖于 无氧发酵途径产生ATP。在受涝时．主要有三种活跃的发酵途径：乙醇发酵途径、乳酸发酵途 径平【1植物特有的丙氨酸发酵途径(由谷氨酸飘I丙酮酸通过丙氨酸氪基转移酶产生丙氩酸的过程，__中国农业大学博士学位论文第一章植物的涝害胁迫及其适应机制研究进展 幽1一1)。动物中只有乳酸发酵途径。乙醇和乳酸发酵途径广泛存在于兼性厌氧细菌和酵母中。 庚氧诱导的不键庚氯诱导的
植物生理学发展趋势
植物生理学的发展 植物生理学是研究植物生命活动规律的生物学分支学科，其目的在于认识植物的物质代谢、能量转化和生长发育等的规律与机理、调节与控制以及植物体内外环境条件对其生命活动的影响。包括光合作用、植物代谢、植物呼吸、植物水分生理、植物矿质营养、植物体内运输、生长与发育、抗逆性和植物运动等研究内容。 现在普遍认为植物生理学起源于16世纪荷兰人J.B van Helmont所做的实验来研究植物营养本质。随后植物生理学的发展大约经历了三个阶段。 一：18-19世纪，光合作用的概念具有雏形，其发现彻底动摇了植物营养的腐殖质理论。植物生理学开始孕育。 二：这一阶段大约经历了半个多世纪，十九世纪的三大发现，细胞学说、能量守恒定律和生物进化理论有力地推动了植物生理学的发展。在植物矿物质研究，渗透现象，光合作用，呼吸作用，生长发育生理方面取得了一些列的成就。十九世纪末二十世纪初，随着《植物生理学讲义》和《植物生理学》的出版。植物生理学正式从植物学和农业科学中分离出来，成为了一门单独的科学。 三：二十世纪随着科学技术的飞速发展，植物生理学也取得了很多成就电子显微技术，X 衍射技术，超离心技术，色层分析技术，膜片钳技术等成为研究的有力工具。二十世纪五十年代，随着DNA分子双螺旋结构的揭示和遗传密码子的发现，催生了分子生物学。在分子生物学的帮助下。植物生理学的研究开始向微观方面发展。 植物生理学现在所遇到的最大挑战普遍认为来自分子生物学。随着分子生物学的发展，植物的许多生理活动都可以用分子生物学的方式来解释。但是分子生物学只能解释一部分的问题，却不能解释所有的问题。 植物生理学的发展趋势一般概括为以下几个方面： 一：植物生理学内容的扩展以及和其他学科的交叉渗透。如计算机科学在植物生理学中营养和数学模拟研究某些生理问题，逆境生理方面与生态学和环境科学的交叉等。这种交叉渗透大大扩展了植物生理学的研究范围。 二：机理研究的深入和调控探讨的兴起。由于分子生物学的迅速发展，植物生理学已经可以在细胞和分子水平上去研究植物的生理活动。许多重要功能蛋白如RUBP羧化酶、光敏色素蛋白及钙调素等研究都是成功的范例。关于生命活动的调节也在不断的深入。 三：现代生命科学已经进入到两极分化与趋同的时代。在微观和宏观上不断深入并且相互融合。植物生理学也将符合这一趋势，不断重视从分子到到群体的不同层次的研究。 四：植物生理学的应用范围不断扩大。随着植物生理学研究内容的不断扩大。其应用范围也从农业林业扩大到环境保护，资源开发，医药，轻工业和商业等方面。并且在食品行业会有更大的应用。 随着植物生理学的不断深入研究，其应用范围肯定是越来越广的。 参考文献 1：魏小红，龙瑞军论现代科学技术革命对植物生理学发展的影响甘肃科技纵横 2：王晶赵文东甄纪东植物生理学作用于发展农机化研究 3：余小平植物生理学面临的挑战及发展趋势陕西师范大学积继续教育学报（西安）
植物水涝胁迫研究进展
植物水涝胁迫研究进展 摘要:本文概述了植物水涝胁迫的国外研究现状及进展,介绍了水涝胁迫对植物的主要危害,阐述了植物对耐涝的适应性机理,提出并讨论了在植物耐涝方面有待进一步探讨和研究的问题,以期为该领域的研究提供一定的参考。 关键词:水涝胁迫适应性机理研究进展 按照Levitt的分类,水分胁迫包括干旱胁迫(水分亏缺)和水涝胁迫(洪涝)。水涝胁迫对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家的重大灾害。随着全球环境的不断恶化,生态系统严重破坏,全球气候异常加剧,雨量分布极不均衡,局部地区水灾不断,土壤淹水现象更是极为常见,世界各国都非常重视防涝抗洪、水土保持等问题的研究。我国也是一个洪涝灾害比较严重的国家,大约有2/3国土面积存在不同程度的涝害,危害极大。认识植物对水涝胁迫响应的机理,揭示其适应机制,从而合理地选择和定向培育耐涝性品种,减轻淹水对农业生产的危害,对于我国的农业生产具有重要的理论和现实意义。 一、水涝胁迫对植物的危害 植物对水的需有一定限度的,水分过多或过少,同样对植物不利,水分亏缺产生旱害,抑制植物生长;土壤水分过多产生涝害,植物生长不好,甚至烂根死苗[1]。涝害会影响植物的生长发育,尤其是旱生植物在水涝情况下其形态、生理都会受到严重影响,大部分维管植物在淹水环境中均表现出明显的伤害,甚至死亡。但涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水分过多所诱导的次生胁迫而造成的。 1.水涝胁迫对植物细胞膜的影响 当植物处于水涝状态时,细胞自由基的产生与清除之间的平衡遭到破坏,造成自由基的积累从而破坏膜的选择透性。晏斌等研究后认为,在涝渍胁迫下玉米体正常的活性氧代平衡破坏,首先是SOD活性受抑制,导致O2-增生。故认为叶片的涝渍伤害可能主要是过量O2-积累产生MDA,引起蛋白质、核酸分子发生交联反应和变性、破坏膜和生物大分子物质,加快
植物生理生化指标测定
小黑豆相关生理指标测定 1.表型变化：鲜重、株高、主根长和叶面积 鲜重：取处理好的植株，擦干根和叶表面水分，测量整株植物的重量，每个测6个重复。 株高：取处理好的植株，测量从根和茎分隔处到植株最高点的高度，记录，每个测6个重复。 主根长：取处理好的植株，测量从根和茎分隔处到主根最远点长度，记录，每个测6个重复。 叶面积：取处理好的植株，选择第二节段的叶片，测量叶面积，叶面积测量方法是测每个叶片最宽处长度作为叶的长，测叶片最窄处长度作为叶的宽，叶片长和宽的乘积即为叶表面积。每个测6个重复。 2.总蛋白、可溶性糖、丙二醛（MDA）和H2O2含量测定 样品处理：取0.5g样品（叶片要去除叶脉、根要先用清水清洗干净），速在液氮中冻存，在遇冷的研钵中加液氮研磨，然后加入1.5ml的Tris-HCl（pH7.4）抽提，将抽提液转移到2ml的EP管中，于4℃，12000rpm离心15min，取上清，保存在-20℃下，上清液可用于总蛋白、丙二醛（MDA）、可溶性糖和H2O2含量测定。 总蛋白测定（Bradford法）：样品反应体系（800ul H2O+200ul Bradford+5ul 样品），空白对照为（800ul H2O+200ul Bradford）。测定后带入标准曲线Y=32.549X-0.224(Y代表蛋白含量，X代表OD595)，计算得出蛋白含量。 可溶性糖测定：样品反应体系（1ml蒽酮+180ul ddH2O+20ul样品提取液）；空白对照（1ml蒽酮+180ul ddH2O），测定OD625后带入标准曲线：Y=0.0345X+0.0204(Y代表OD625，X代表可溶性糖含量（ug）) 蒽酮配方：称取100mg蒽酮溶于100ml稀硫酸（76ml浓硫酸+30mlH2O）.注意：浓硫酸加入水中时，一点一点递加，小心溅出受伤。 丙二醛（MDA）测定：在酸性和高温条件下，丙二醛可与硫代巴比妥（TBA）反应生成红棕色的3,5,5-三甲基恶唑2,4-二酮，在532nm处有最大吸收波长，但该反应受可溶性糖的极大干扰，糖与TBA的反应产物在532nm处也有吸收，但其最大吸收波长在450nm处。采用双组分分光光度法，可计算出MDA含量。MDA的计算公式为：MDA（umol/L）=6.45OD532-0.56OD450. 反应体系为：400ul 0.6%TBA+350ul H2O+50ul样品，80℃水浴10min后，测OD532和OD450。对照用Tris-HCl. 0.6%TBA配方：称取硫代巴比妥0.6g，溶于少量1M NaOH中，待其完全溶解后用10%TCA（称取10gTCA三氯乙酸，溶于100ml蒸馏水中，待其溶解即可）定容至100ml。 H2O2测定（二甲酚橙法）：样品反应体系（82ul溶液A+820ul溶液B （A:B=1:10）+150ul样品提取液），30℃水浴30min，测OD560。标准曲线为:Y=0.01734X-0.0555(Y代表OD560，X代表H2O2含量)
植物生理学教学计划
09园艺专业《植物与植物生理学》教学计划 教学目标与要求 本课程教学的总体目标和要求是：了解植物生理学概念的基本内涵及其所研究的主要内容；了解植物体内的物质代谢与能量代谢的基本情况和过程及这些代谢过程之间的相互关系；掌握植物生长发育的基本规律，理解外界条件对植物生长发育进程的影响；了解植物逆境种类及其对植物的危害，理解植物抗逆性的生理基础，掌握提高植物抗逆性的原理、途径和方法；理解植物生理学是一门实验科学，通过实验教学，使学生掌握研究植物生命活动的基本方法和基本技能，培养学生观察问题和分析问题的能力，以及提高理论联系实际、掌握解决生产实践中的实际问题的途径和方法，为现代农业、林业、园艺及资源植物的开发和利用服务。由于植物生理学涉及植物生命活动过程的各个方面，学时少，内容多，在教学上力求深入浅出，突出重点，及时反映生产过程中出现的新问题、新情况及植物生理学研究的新进展。在重视植物生理学基本理论、基本知识和基本技能教学的同时，加强学生创新思维、实践能力和科学素质的培养。 教学重点及难点 本课程教学重点是从不同层次上认识生命活动规律。微观上要认识植物体内进行的物质代谢、能量转换及信息传递过程；宏观上要认识植物生长、发育规律及植物与环境的关系。 教学难点在于植物体内所进行的各种物质代谢、能量转换及信息传递规律，并以此来解释植物的生长发育过程。 所教班级的情况分析： 09级旅游管理（2）班级总人数51人，本班级共开设专业三个，包括旅游管理、烹饪、园林艺术。园艺专业的学生共10人，男生4人，女生6人。学生的入学成绩较低，基础较差，但学习兴趣有望可以大大提高。 教法设想和措施： 1、由于植物生理学涉及植物生命活动过程的各个方面，学时少，内容多，在教学上力求深 入浅出，突出重点，及时反映生产过程中出现的新问题、新情况及植物生理学研究的新进展。在重视植物生理学基本理论、基本知识和基本技能教学的同时，加强学生创新思维、实践能力和科学素质的培养。
植物低温胁迫及其抗性生理
植物低温胁迫及其抗性生理 江福英1,2 ,李 延1 ,翁伯琦 2 (1.福建农林大学资源与环境学院,福建 福州 350002; 2.福建省农业科学院,福建 福州 350003)收稿日期:2002-02-02初稿;2002-05-29修改稿 作者简介:江福英(1975-),女,在读硕士研究生,主要从事牧草植物生理方面的研究。基金项目:福建省科技厅重点科技项目(2000T 005)。 摘 要:综述低温胁迫对植物活性氧代谢、光合作用、呼吸作用、氮代谢等生理过程的影响,以及提高植物抗寒性的措施及其机理。提出尚待进一步研究的问题。关键词:低温胁迫;抗寒性;抗寒蛋白;抗寒基因中图分类号:Q 945.78 文献标识码:A Review on physiology of chilling stress and chilling resistance of plants JI AN G Fu-y ing 1,2,L I Yan 1,W ENG Bo -qi 2 (1.Colleg e of Resour ces and E nv ir onment Sciences ,Fuj ian A gr icultur e and F or estry Univ ersity ,Fuz hou ,Fuj ian 350002,China ; 2.Fuj ian A cademy of A gr icultur al Sciences ,Fuz hou ,Fuj ian 350003,China )Abstract :T he physio lo gical chang es such as the activ e o xy gen metabolism,photo synthesis,r espiration a nd nit ro gen metabolism o f chilling st ress plants and the m ethods o f chilling resist ance w ere intr oduced ,so me pr oblems need t o be fur ther investig ated in the ar ea of pla nt chilling -resistance w ere put for w ard .Key words :Chilling str ess;Chilling r esist ant ;Chilling resistant pro tein;Chilling r esist ant gene 低温胁迫是植物栽培中常常遇到的一种灾害,它不仅会导致植物产量的降低,严重时还会造成植株的死亡[1]。研究低温胁迫对植物的伤害作用及其机理,探索植物抗寒机制及其预防措施,具有重要的理论和实际意义。本文就此领域的研究概况和进展作一综述,并提出需进一步研究的问题。 1 低温胁迫对植物伤害效应及机理 1.1 活性氧代谢 1.1.1 膜脂相变 细胞膜系统是低温冷害作用的首要部位,温度逆境不可逆伤害的原初反应发生在生物膜系统类脂分子的相变上[2]。膜脂脂肪酸的不饱和度或膜流动性与植物抗寒性密切相关。增加膜脂中的不饱和类脂或脂肪酸含量能降低膜脂的相变温度,且膜脂上的不饱和脂肪酸成分比例越大,植物的相变温度越低,抗寒性也越强[2～11]。植物对低温反应的一种重要表现就是增加不饱和度较高的脂肪酸,如增加油酸、亚油酸、亚麻酸在总脂肪酸中的比例;增加磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油在总磷脂中的比重 [9～11] 。王洪春等[4] 对206个 水稻品种种子干胚膜脂脂肪酸组成所做的分析表明,抗冷品种(粳稻)的膜总类脂脂肪酸组成中,含有较多的亚油酸C 18∶2和较少的油酸C 18∶1,其脂肪酸的不饱和指数高于不抗冷品种(籼稻)。类似的报道在香蕉、柑桔、番茄等中也得到证实[6～8]。一般认为膜的流动性在很大程度上是由膜上的脂,特别是膜磷脂的脂肪酸所决定。膜磷脂的脂肪酸组成能控制膜流动性,因而成为临界冷冻决定因素,高比例的磷脂合成可能有利于植物免受冻害。近年来的研究表明[3] ,磷脂酰甘油(PG)因具有较多的饱和脂肪,而成为决定膜脂相变一重要因素,PG 的脂肪酸组成及其相变温度与植物抗寒性密切相关。具有相同脂肪酸链的不同磷脂的热致相变中,不同极性端的磷脂其相变温度的顺序为磷脂甘油(PG)>磷脂酰胆碱(PE)>磷脂酰乙醇胺(PC)[12]。1.1.2 膜脂过氧化 植物在低温胁迫下细胞膜系统的损伤可能与自由基和活性氧引起的膜脂过氧化和蛋白质破坏有关[13]。植物体内的自由基与活性氧具有很强的氧化能力,对许多生物功能分子有破坏作用。植物体内也同时存在一些清除自由基和活性 福建农业学报17(3):190～195,2002 Fuj ian J our nal of A gr icultur al S ciences 文章编号:1008-0384(2002)03-0190-06
植物生理试卷及答案
本科《植物生理学》(A)试卷 姓名：学号：成绩： 一、单项选择：（10分） １、Ｃ3植物光合作用的暗反应发生于（）。 Ａ、叶肉细胞基质Ｂ、叶肉细胞类囊体基质 Ｃ、叶肉细胞叶绿体基质Ｄ、维管束鞘叶绿体基质 ２、下列现象中不支持压力流动学说的是（）。 Ａ、茎中有机物运输和呼吸作用直接有关Ｂ、韧皮部汁液能从蚜虫吻针切口溢出Ｃ、夏天茎上部糖浓度比基部高Ｄ、有机物优先运往生长中心 ３、光合作用光反应没有生成的物质是（）。 Ａ、氧气Ｂ、还原型Fd Ｃ、ATP Ｄ、NADH2 ４、Ｃ3植物光合作用正常进行时，突然停止供应ＣO2，所出现的现象是（）Ａ、RuBP增多，PGA减少Ｂ、PGA增多，RuBP减少 Ｃ、RuBP、PGA都减少Ｄ、PGA、RuBP都增多 ５、植物维持正常生长必需得到的光照强度是（）。 Ａ、等于光补偿点Ｂ、大于光补偿点Ｃ、等于光饱和点Ｄ、大于ＣO2补偿点６、促进花粉管生长的矿质元素是（）。 Ａ、ＢＢ、ＰＣ、Ｍo Ｄ、Ｃl ７、引起落叶树落叶的信号是（）。 Ａ、气温渐降Ｂ、光照减弱Ｃ、白天缩短、夜晚延长 Ｄ、生长素减少，脱落酸增多 ８、谷类种子萌发时，赤霉素诱导α- 淀粉酶合成的过程发生在（）。 Ａ、胚Ｂ、胚乳Ｃ、糊粉层Ｄ、盾片 ９、高山植物低矮的主要原因是（）。 Ａ、低温Ｂ、缺水Ｃ、紫外光强Ｄ、光照弱 10、要加强植物的顶端优势，可以施加（）。 Ａ、低浓度的三碘苯甲酸Ｂ、高浓度的2, 4 -Ｄ Ｃ、低浓度的赤霉素Ｄ、低浓度的细胞分裂素 二、多项选择：（15分） １、油料种子成熟时，籽粒中出现的变化是（）。 Ａ、酸价增高Ｂ、碘值升高Ｃ、酸价降低Ｄ、糖类减少Ｅ、碘值降低２、因冻害使植物致死的情况是（）。 Ａ、缓慢降温结冰Ｂ、短时间降温结冰Ｃ、受冻后尽快加温解冻 Ｄ、慢慢升温解冻 ３、光抑制茎生长的原因有（）。 Ａ、自由生长素减少Ｂ、细胞壁Ｃa2+增多Ｃ、细胞分裂素减少
PSAG12-ipt基因转化植株研究进展
PSAG12-ipt基因转化植株研究进展 张根良1,2 王文泉2 (1华南热带农业大学农学院, 儋州571737;2中国热带农业科学院热带生物技术研究所, 海 口571101) 摘要: 叶片衰老是一种程序性死亡过程; ipt ( isopentenyl transferas ) 基因转化植株, 可以催化调控内源细胞分裂素合成, 延缓转化株叶片衰老。SAG12 基因启动子能够控制ipt 基因在植株下部衰老叶片中表达。介绍了ipt 基因和SAG12 基因启动子的来源和应用, 以及PSAG12-ipt基因的产生和转化植株在国内的研究概况。 关键词: SAG12 ipt 细胞分裂素叶片衰老叶片衰老是一种典型的细胞程序性死亡, 它表现在叶绿素、脂类、蛋白质和RNA 的减少, 有助于提高植物的适应性; 它可以作为作物选择的一个重要指标来增加作物的遗传改良潜力。目前, 对于叶片衰老的机制已经在生理生化、分子水平得到一定的阐明, 获得了一些与衰老有关的基因。并且发现在衰老进程中, 植物激素, 包括生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸和细胞分裂素起着非常重要的作用。其中, 细胞分裂素作为植物衰老过程中的一个关键因子得到了广泛的关注。已有研究通过转化ipt 基因增加植物内源的细胞分裂素, 可以延缓植物叶片的衰老, 增强植物对非生物逆境的抗性。ipt 基因来源于土壤农杆菌( Agrobacterium tumefaciens) 的Ti 质粒, 编码一种异戊烯基转移酶, 催化和调控细胞分裂素的合成。Medford( 1989) 等[1]利用ipt 基因转化烟草和拟南芥, 用来源于玉米的hsp70 作为热诱导启动子,调控ipt 基因的表达, 受热激诱导后的转基因植物表现出叶片衰老的延迟, 细胞分裂素显著增加, 但没有诱导的转基因植物在细胞分裂素增加后, 出现了许多影响生长和发育的有害症状, 如侧芽的脱落, 茎杆和叶面积的减少, 根生长的停止等。Gan 和Amasino( 1995) [2]采用了一种全新的策略来转化ipt基因, 利用细胞分裂素的自调控来减缓转基因烟草叶片的衰老, 而不改变其它的表型性状; 转化的ipt基因处于高度特异的-与衰老相关启动子SAG12 的控制之下, 融合的PSAG12-ipt 基因只在衰老的底部成熟叶片中表达。简要介绍了ipt基因编码特性和SAG12 启动子在ipt 表达中的作用, 以及表达基因在转化植株中的应用。 1 叶片抗衰老基因ipt 的产生和作用 植物激素在植株生长和发育中具有重要的作用, 其中细胞分裂素参与了细胞分裂的调控、延缓衰老和促进侧芽的生长; 这使研究学者试图通过改变内源细胞分裂素含量来控制这些过程。但是植物本身的细胞分裂素合成相关基因并没有分离得到,使得根癌农杆菌中的ipt 基因得到了广泛的关注。1984 年Akiyoshi 等从根癌农杆菌中将编码异戊烯基转移酶( ipt)的基因分离了出来, 并阐明了异戊烯基转移酶是细胞分裂素生物合成步骤中的一个关键限速酶, 它促
植物生理学名词解释汇总
第一章绪论 第二章水分代谢 1.内聚力 同类分子间的吸引力 2.粘附力 液相与固相间不同类分子间的吸引力 3.表面张力 处于界面的水分子受着垂直向内的拉力，这种作用于单位长度表面上的力，称为表面张力 4.毛细作用 具有细微缝隙的物体或内径很小的细管（≤1mm），称为毛细管。液体沿缝隙或毛细管上升（或下降）的现象，称为毛细作用 5.相对含水量（RWC） 6.水的化学势 当温度、压力及物质数量（除水以外的）一定时，体系中1mol水所具有的自由能，用μw表示 7.水势 在植物生理学中，水势是指每偏摩尔体积水的化学势
8.偏摩尔体积 偏摩尔体积是指在恒温、恒压，其他组分浓度不变情况下，混合体系中加入1摩尔物质（水）使体系的体积发生的变化 9.溶质势（ψs） 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的值，为溶质势（ψs） 10.衬质势（ψm） 由于衬质的存在而引起体系水势降低的数值，称为衬质势（ψm），为负值 11.压力势（ψp） 由于压力的存在而使体系水势改变是数值，为压力势（ψp） 12.重力势（ψg） 由于重力的存在而使体系水势改变是数值，为重力势（ψg） 13.集流 指液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象 14.扩散 物质分子由高化学势区域向低化学势区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的动力均来自物质的化学势差（浓度差） 15.渗透作用 渗透是扩散的特殊形式，即溶液中溶剂分子通过半透膜（选择透性膜）的扩散 16.渗透吸水 由于溶质势ψs下降而引起的细胞吸水，是含有液泡的细胞吸水的主要方式（以渗透作用为动力） 17.吸胀吸水
依赖于低的衬质势ψm而引起的细胞吸水，是无液泡的分生组织和干种子细胞的主要吸水方式。（以吸胀作用为动力） 18.降压吸水 因压力势ψp的降低而引起的细胞吸水。当蒸腾作用过于旺盛时，可能导致的吸水方式 19.主动吸水 由根系的生理活动而引起的吸水过程。动力是内皮层内外的水势差（产生根压） 20.被动吸水 由枝叶蒸腾作用所引起的吸水过程。动力是蒸腾拉力 21.根压 植物根系的生理活动促使液流从根部上升的压力，称为根压 22.伤流 如果从植物的茎基部靠近地面的部位切断，不久可看到有液滴从伤口流出。这种从受伤或折断的植物组织中溢出液体的现象，叫做伤流（bleeding） 23.吐水 没有受伤的植物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环境中，从叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象 24.萎蔫(wilting) 植物吸水速度跟不上失水速度，叶片细胞失水，失去紧张度，气孔关闭，叶柄弯曲，叶片下垂，即萎蔫 25.暂时萎蔫（temporary wilting） 是由于蒸腾大于吸水造成的萎蔫。发生萎蔫后，转移到阴湿处或到傍晚，降低蒸腾即可恢复。这种萎蔫称为暂时萎蔫。 26.永久萎蔫（permanent wilting）
植物生理生化指标测定(精)
小黑豆相关生理指标测定 1. 表型变化:鲜重、株高、主根长和叶面积 鲜重 :取处理好的植株,擦干根和叶表面水分,测量整株植物的重量,每个测 6个重复。 株高 :取处理好的植株,测量从根和茎分隔处到植株最高点的高度,记录,每个测6个重复。 主根长 :取处理好的植株,测量从根和茎分隔处到主根最远点长度,记录,每个测6个重复。 叶面积 :取处理好的植株,选择第二节段的叶片,测量叶面积,叶面积测量方法是测每个叶片最宽处长度作为叶的长, 测叶片最窄处长度作为叶的宽, 叶片长和宽的乘积即为叶表面积。每个测 6个重复。 2. 总蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA 和 H2O2含量测定 样品处理:取 0.5g 样品(叶片要去除叶脉、根要先用清水清洗干净 ,速在液氮中冻存,在遇冷的研钵中加液氮研磨,然后加入 1.5ml 的 Tris-HCl (pH7.4 抽提, 将抽提液转移到 2ml 的 EP 管中, 于 4℃, 12000rpm 离心 15min , 取上清, 保存在 -20℃下,上清液可用于总蛋白、丙二醛(MDA 、可溶性糖和 H2O2含量测定。 总蛋白测定(Bradford 法 :样品反应体系(800ul H2O+200ul Bradford+5ul样品 , 空白对照为(800ul H2O+200ul Bradford 。测定后带入标准曲线 Y=32.549X-0.224(Y代表蛋白含量, X 代表 OD595 ,计算得出蛋白含量。 可溶性糖测定:样品反应体系(1ml 蒽酮 +180ul ddH2O+20ul样品提取液 ; 空白对照 (1ml 蒽酮 +180ul ddH2O , 测定 OD625后带入标准曲线 : Y=0.0345X+0.0204(Y代表 OD625, X 代表可溶性糖含量(ug
植物生理学
绪论 ?名词解释：植物生理学 ?问答题： 1、植物生理学研究的内容和任务是什么？ 2、植物生理学是如何诞生和发展的？从中得到那些启示？ 3、植物生理学的发展趋势如何？ 4、植物生理学所研究的对象是一个非常复杂的生命体系，若所得的结果不是您原来所设想的，您将如何对待？（00中科院水生所） 5、植物生理学是研究植物生命活动规律的科学，请具体谈一谈生命活动应包括那些方面的内容？（03河北农大） 6、简述植物代谢生理的研究特点与进展，试举例加以说明。（02北林大） 第一章水分代谢 ?名词解释 自由水和束缚水伤流和吐水根压和蒸腾拉力质外体途径和细胞途径蒸腾比率与蒸腾系数渗透作用水通道蛋白水分临界期内聚力学说等渗溶液蒸腾系数 ?问答题： 1、简述气孔开闭的主要机理。 2、光是怎样引起植物的气孔开放的？ 3、什么叫质壁分离现象？研究质壁分离有什么意义？ 4、什么是水孔蛋白？简述其调控及其生理意义。 5、如把某细胞放入高渗溶液中，植物细胞的水势、渗透势和压力势是如何变化的？ 6、简述影响植物根系吸水的外界因素。 7、为什么在植物移栽时要剪掉一部分叶，根部还要带土？ 8、为什么质壁分离法测得的是植物细胞的渗透势而小液流法测得的是组织的水势？这两种方法哪种更能反映植物本身客观水分状况？ 9、甲、乙两细胞，甲放在0.4mol.L-1的蔗糖溶液中，充分平衡后，测得其渗透势为-0.8RT;乙放在0.3 4mol.L-1的NaCl溶液中，充分平衡后，测得其渗透势为-0.7RT，假定i蔗糖=1，i NaCl=1.8，问甲乙两细胞水的压力势大？取出两细胞后紧密接触，水分如何流动？如破坏细胞膜，水分又如何流动？ 10、将正常供水盆栽苗木的部分根系暴露在空气中，苗木地上部分水分状况没有明显改变，但生长受到明显抑制，如切除这部分暴露于空气中的根系，则苗木的生长又得到恢复，如何解释？（南林大） 11、简述蒸腾作用的利与弊。（北林大） 12、根系对水分及盐分的吸收是相互依赖的还是相互独立的？简述其理由。（中科院植物所） 13、在科学家探索新的星球时，总是首先确认该星球是否存在水分，为什么？（南大）14、请分析光合作用、蒸腾作用、矿质元素吸收过程三者间的相互协调制约关系。（北农大）15、试述植物根系吸收水分的动力，并分析根系吸水对吸收矿物质营养的影响。（北农大）
植物生理学各年考试试题(真题)
名词解释 渗透作用 .渗透势 . 蒸腾作用 .气孔蒸腾 . 水分临界期 再度利用元素 . 矿质营养 . 同向运输器 . 反向运输器 . 生物固氮 .硝酸还原作用 平衡溶液单盐毒害 光合作用光合磷酸化原初反应光合反应中心光饱和现象光合速率光呼吸暗呼吸Rubisco：光补偿点光饱和点 ＰＱ穿梭：ＰＱ为质体醌，是光合莲中含量最多的电子递体，既可传递电子也可传递质子，具有亲脂性，能在类囊体膜内移动．它在传递电子时，也将质子从叶绿体间质输入类囊体内腔，ＰＱ在类囊体上的这种氧化还原反复变化称ＰＱ穿梭。 氧化磷酸化有氧呼吸无氧呼吸氧化磷酸化生物氧化末端氧化酶系统末端氧化酶呼吸链细胞色素氧化酶 植物信号受体信号受体植物激素植物生长调节剂 ACC 三重反应植物生长物质 4. 生长素极性运输自由生长素束缚生长素光形态建成 植物细胞全能性脱分化生长大周期生长的温周期性生长最适温度协调最适温度春化作用光周期诱导光周期现象临界暗期短日植物长日植物临界日长临界夜长临界暗期呼吸骤（跃）变跃变型果实非跃变型果实 寒害冻害抗性锻炼交叉适应抗性锻炼 1. 在水分充足的条件下，影响气孔开闭的因子主要有＿光照温度 CO2＿和激素ABA等。 2. 诊断作物缺乏某种矿质元素的方法有：化学分析＿＿诊断法和病症诊断法。 3. 植物缺氮的生理病症首先出现在老叶叶上，植物缺钙严重时生长点坏死。 6. 常用于研究有机物运输的方法有：同位素示踪法、蚜虫吻刺法和环割法。可证明有机物运输是由韧皮部担任。运输的有机物形式主要为蔗糖。 9. 促进植物茎伸长的植物激素是．赤霉素（GA） 10. 已知植物体内至少存在三种光受体，一是＿光敏色素，感受红光和远红光区域的光；二是隐花色素；三是UVB受体。 13．. 植物对逆境的抵抗主要包括避逆性和耐逆性两个方面，前者是指植物对不良环境在时间或空间上躲避开；后者是指植物能够忍受逆境的作用。 （）1．调节植物叶片气孔运动的主要因素是（）。 A．光照 B.湿度 C.氧气 D.二氧化碳 （）2、离子通道运输理论认为，离子顺着（）梯度跨膜运输。 A．水势 B.化学势 C.电势 D.电化学势 （）3．光合产物主要是糖类，其中以蔗糖和淀粉最为普遍。一般认为（）合成。 A．蔗糖和淀粉都在叶绿体中 B. 蔗糖在叶绿体中和淀粉在胞质溶胶中 C. 蔗糖和淀粉都在胞质溶胶中 D. 蔗糖在胞质溶胶中和淀粉在叶绿体中 （）４．植物体内的末端氧化酶是一个具有多样性的系统，最主要的末端氧化酶是（）。 A．在胞质溶胶中的抗坏血酸氧化酶 B. 在线粒体膜上的细胞色素C氧化酶 C. 在线粒体膜上的交替氧化酶 D. 在胞质溶胶中的酚氧化酶 （）5. 外界刺激或胞外化学物质被细胞表面受体接受后，主要是通过膜上G蛋白偶联激活膜上的酶或离子通道，产生（），完成跨膜信号转换。 A.细胞信使 B. 胞外信使 C.胞内信使 D. 级联信使 （）6.当土壤水分充足、氮素供应多时，植株的根冠比（）。 A．增大 B.减小 C.不变 D.大起大落 （）7. 植物的形态建成受体内外多种因素影响，其中（）是最重要的外界因子。 A．光照 B. 水分 C. 温度 D. 植物激素
植物生理学
植物生理学 一章 水孔蛋白：是指细胞膜或液泡膜上具有选择性、高效转运水分的通道蛋白。活性受磷酸化和去磷酸化调节。 水势:在植物生理学中，水势（ψw ）就是每偏摩尔体积水的化学势。即水溶液的化学势（μw ）与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势（μ0 w ）之差（△μ w ），除以水的偏摩尔体积（Vw）所得的商。 水势ψw 可用下式表示：ψw= （μw –μ0w ）/ = △μw / 水粉临界期 : 是指植物对水分不足最敏感，最易受害的时期。需水量不一定多。 大题: 一细胞吸水过程中，体积和水势各组分的变化 1、强烈蒸腾下的细胞Ψp为负值 2、初始质壁分离细胞Ψp=0, Ψw=Ψs 3、细胞吸水Ψw=Ψp+Ψs;Ψp ,Ψs ,Ψw 4、充分吸水细胞Ψw=0，Ψp=-Ψs 二蒸腾作用的影响 A外界条件对蒸腾作用的影响 1)光照：光照↑,蒸腾速率↑。气孔开度↑，气孔阻力↓；气温和叶温↑，叶内外的蒸汽压差↑。 (2)温度：一定范围，温度↑，蒸腾↑。温度过低过高，蒸腾↓。 (3)湿度（RH）：RH↓，蒸腾↑；RH太低，气孔关闭，蒸腾反而又下降。 (4)风速：微风促进蒸腾。强风可能会引起气孔关闭或开度减小，内部阻力加大，蒸腾减弱。 (5)昼夜变化 B内部因素对蒸腾作用的影响 (1)气孔频度 (2)气孔大小(3)气孔下腔(4)气孔开度 (5)气孔构造 三根系吸水的动力：根压主动吸水；蒸腾拉力被动吸水 四影响根系吸水的土壤条件 1.土壤可利用水是指能被植物直接吸收利用的水。与土粒粗细和胶体数量有关。砂质土壤大于粘重土壤。 2.土壤通气状况 CO2浓度过高、缺乏O2 ，吸水量降低；供O2 ，吸水量增加 3.土壤温度低温：水和原生质粘度增加，水扩散速率下降；呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢，有碍吸水表面的增加。“午不浇园”高温：根易木质化，导水性下降。 4.土壤溶液浓度根系细胞水势必须低于土壤溶液的水势，才能从土壤中吸水化肥施用过量或过于集中时，产生"烧苗"现象 五植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？ 答：保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。 六气孔张开机理： 五．气孔运动调节蒸腾: