10 第10章 植物的逆境生理-自测题及参考答案

第 10 章 植物的逆境生理

自测题：

一、名词解释：

1．逆境(胁迫) 2．抗逆性 3. 抗性锻炼 4．抗寒锻炼 5. 抗旱锻炼 6. 交叉抗性 7. 避逆性 8．耐逆性 9.逆境逃避 10.渗透调节 11．寒害 12.冻害 13.冷害 14.涝害 15．植保素 16.抗病性

17.活性氧 18．生物自由基 19.逆境蛋白 20.大气干旱 21.土壤干旱 22．干旱. 23.生理干旱

二、缩写符号翻译:

1. CAT 2．SOD 3. POD 4. MDA 5．O *. 2 6． 1 O2 7． * OH 8．UFAI 9. ROO *

10. HSPs 11. PRs 12.HF

三、填空题:

1．实验证明，细胞膜蛋白在结冰脱水时，其分子间的___________很容易形成，使蛋白质发生______________。

2．零上低温对喜温植物的伤害大致分为两个步骤：第一步是____________，第二步是__________。

3. 水稻对干旱最敏感的时期是____________和_____________________。

4．大气中的污染物主要有下列种类：________、_________、_____________、__________、_________________、 ______________________。

5．任何逆境都会使光合速率___________________。

6．膜脂不饱和脂肪酸含量越高，植物抗冷性就越_________。

7．干旱时，抗旱性强的小麦品种叶表皮细胞的饱和脂肪酸较不抗旱的____________________。

8． 在逆境下， 植体内主要的渗透调节物质有_______________、 _______________、 _____________、 ________________。

9．干旱时，不耐旱品种体内累积脯氨酸较抗旱的______________________。

10．干旱时，植体内甜菜碱的累积速度比脯氨酸_________________。

11．解除水分胁迫后，甜菜碱降解速度比脯氨酸__________________。

12．交叉适应的作用物质就是__________________。

13．逆境下，抗性强的品种脱落酸含量比抗性弱的______________________。

14．低温对植物的危害，按低温程度和危害情况可分为______________和________________。

15．细胞内结冰伤害的主要原因是________________。

16．植物的抗冻性与细胞的硫氢基含量高低成______________________关系。

17．干旱可分为____________________干旱和________________干旱。

18．______________________是植物抗寒性的主要保护物质。

19．靠降低蒸腾即可消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫叫____________________。

20．C3植物抗SO2 的能力比C4植物______________________。

21．木本植物抗SO2 的能力比草本植物__________________。

22．氟化物中，排放量最大、毒性最强的是__________________.

23．活性氧包括： 、 、 ______ 、 ______ 和 。

24．小麦抗氰化物的能力比玉米__________________。

25．土壤污染主要来自___________________污染和_______________污染。

四、选择题（单项和多项）:

1．在植物受旱情况下，有的氨基酸会发生累积，它是（ ）。

A 天冬氨酸 B．精氨酸 C．脯氨酸

2．植物感染病菌后，病叶内碳同化产物与健叶相比，（ ）。

A．降低 B．升高 C．变化不大

3．植物受到干旱胁迫时，光合速率会（ ）。

A．上升 B．下降 C．变化不大

4．植物感染病菌时，其呼吸速率是（ ）。

A．显著升高 B. 显著下降 C. 变化不大

5．试验证实，膜脂不饱和脂肪酸越多，抗性就（ ）。

A．增强 B．减弱 C．保持稳定

6．抗旱性强的小麦品种在灌浆期干旱时，叶表皮细胞的饱和脂肪酸（ ）。

A．较多 B．较少 C．中等水平

7．在逆境条件下植物体内脱落酸含量会（ ）。

A．减少 B．增多 C．变化不大

8．细胞间结冰伤害的主要原因（ ）。

A．原生质过度脱水 B.机械损伤 C．膜伤害

9．越冬作物体内可溶性糖的含量（ ）。

A．增多 B．减少 C. 变化不大

10．植物适应干旱条件的形态特征之一是根／冠比（ ）

A．大 B．小 C．中等

11．高温导致蛋白质生化损害，表现在（ ）。

A．合成速度减慢 B．降解加剧 C．酶失活

12．水稻恶苗病就是由于感染赤霉菌后产生了大量的（ ）。

A．赤霉素 B．生长素 C．脱落酸

13．我国当前最主要的大气污染物是（ ）。

A．氟化物 B．二氧化硫 C．氯化物

14．大气中的污染物能否危害植物，决定于多种因素，其中主要是（ ） A．气体的浓度 B．延续时间 C．气体成分

15．氰化物对植物的最大危害是（ ）。

A．抑制呼吸 B. 损伤细胞膜 C．破坏了水分的平衡 16．大气污染除有毒气体以外主要污染物之一是（ ）

A．粉尘 B．有刺激性气体 C．乙烯

17．甘薯感染黑斑病菌后产生的植保素是（ ）。

A．草酸 B．水杨酸 C．甘薯酮

五、简答题 :

1．膜脂与植物的抗冷性有何关系?

2．在逆境中，植物体内累积脯氨酸有什么作用?

3．外施ABA提高植物抗逆性的原因是什么?

4．零上低温对植物组织的伤害大致分为几个步骤?

5. 写出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。

6．在冷害过程中，植物体内发生了哪些生理生化变化?

7．提高作物抗旱性的途径有哪些？

8．SO2危害植物的原因是什么?

8．03 对植物的伤害主要表现在哪些方面?

9．作物适应干旱的形态和生理特征有哪些?

10．植物在环境保护中有什么作用?

六、论述题:

1．03 对植物的伤害主要表现在哪些方面?

2．逆境对植物代谢有何影响?

3．病害对植物生理生化有何影响?作物抗病的生理基础如何?

4. 什么叫植物的交叉适应?它具有什么特点?

5. 环境污染中的”五毒”是什么?它们是如何危害植物的?

6. 渗透调节物质有哪些?渗透调节的主要生理功能是什么?

7. 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?

参考答案：

一、名词解释:

1．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。如低温、 高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。

2．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。

3. 抗性锻炼(hardiness hardening)5：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，例如抗寒锻炼、抗旱锻炼。

4．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。

5. 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 上发生相应的变化，从而增强对干旱的抵抗能力，这个过程称为抗旱锻炼。

6. 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。

7．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。

8．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。

9. 逆境逃避(stress escape)：指植物通过生育期的调整避开逆境，例如沙漠中的一些植物在雨季里快速生长，完 成生活史，自身并不经历逆境。

10. 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。

11. 寒害(cold injury)：低温导致的植物受伤或死亡。

12．冻害(feezing 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。

13．冷害(cilling 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。

14. 涝害(flood injury)：土壤水分过多对植物产生的伤害。

15．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。

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

17．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。

18．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，不稳定的。

19.逆境蛋白(stress proteins)：由逆境因素如干旱、水涝、高温、低温、病虫害、有毒气体和紫外线等诱导植 物体内形成的新蛋白质(酶)。

(在逆境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动某些与逆境相适应的基因。多种逆境都会抑制原来正常蛋白 质的合成，同时诱导形成新的蛋白质，这些在逆境条件下诱导产生的蛋白质统称为逆境蛋白。如：热激蛋白、病程相关 蛋白等。)

20.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 缺现象。

21. 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。

22.干旱(drought): 过度水分亏缺的现象称为干旱。

23. 生理干旱(physiological drought)：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。

二、缩写符号翻译：

1. CAT：过氧化氢酶 2．SOD：超氧物歧化酶 3. POD：过氧化物酶 4. MDA：丙二醛 5．O *. 2 ：超氧自由基 6． 1 O2：单线态氧 7． * OH：羟基自由基 8．UFAI：不饱和脂肪酸指数 9. ROO * ：脂质过氧化物

10. HSPs：热击蛋白 11. PRs：病程相关蛋白 12.HF：氟化氢

三、填空题：

1．双硫键; 凝聚 2．膜相的改变 ; 由于膜损伤而引起代谢紊乱导致死亡 3．孕穗期 ;灌浆至乳熟末期

4．硫化物; 氟化物; 氯化物; 氮氧化合物; 粉尘 ; 带有各种金属元素的气体 5．降低 6．强 7．多

8．无机离子;可溶性糖; 脯氨酸;甜菜碱等 9．少 10．慢 11．慢 12．脱落酸 13．高

14．冻害; 冷害 15．机械损伤 16．正比例 17．大气; 土壤 18．糖 19．暂时萎蔫 20．弱 21．强 22．HF 23．超氧自由基;羟基自由基;单线态氧; 过氧化氢; 脂质过氧化物 24．强 25．水; 大气

四、选择题(单项或多项):

1．C 2．B 3．B 4. A 5. A 6. A 7. B 8. A 9. A 10. A 11. A、B 12．A 13．B 14．A、B 15. A 16. A 17. C

五、简答题：

1．膜脂与植物的抗冷性有何关系?

答：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。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。

2．在逆境中，植物体内累积脯氨酸有什么作用?

答：脯氨酸在逆境中的作用有两点：(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。

3．外施 ABA 提高植物抗逆性的原因是什么?

答：原因有四点：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。

4．零上低温对植物组织的伤害大致分为几个步骤?

答：分两个步骤，第一步，是膜相的改变。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。第二步，是由于膜损伤而引起代谢紊乱导致死亡。结合在膜上的酶系统受到破坏。同时结合在膜上的酶系统 与膜外游离酶系统之间丧失固有的平衡，导致代谢紊乱。

5．写出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。

答：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。

6. 在冷害过程中，植物体内发生了哪些生理生化变化?

答：1) 原生质流动减慢或停止。 对冷害敏感的植物如番茄、 西瓜等在10℃下1分钟，原生质流动很缓慢或完全停止。

2) 水分平衡失调。秧苗受到冷害后，吸水跟不上蒸腾，叶尖、叶片会萎蔫、干枯。 3) 光合速率减弱。低温影响叶绿素 合成和与光合作用有关酶的活性，加上阴雨，光照不足，光合作用产物形成少，导致减产。4) 呼吸速率大起大落。冷害 初期呼吸速度加快，随着低温加剧或时间延长，至病症出现时，呼吸更强，以后迅速下降。

7．提高作物抗旱性的途径有哪些？

答：1根据作物抗旱特征(根系发达，根／冠比大等)，可以选择不同抗旱性的作物品种，或作为抗旱育种的亲本，加 速抗旱育种。 2) 提高作物抗旱性的生理措施，例如：抗旱锻炼、蹲苗、合理施用磷肥、钾肥均能提高作物抗旱性；氮 肥过多、过少抗旱性差，所以要适量；硼在抗旱中的作用与钾类似。 3) 施用生长延缓剂，如矮壮素等。

8．SO2 危害植物的原因是什么?

答：SO2 通过气孔进入叶内，溶化浸润于细胞壁的水分中成为重亚硫酸离子(HSO - 3)和亚硫酸离子(SO - 3)，并产生氢离 子，这三种离子会伤害植物细胞。H + 降低细胞的 pH 值，干扰代谢过程，SO - 3和 HSO - 3 直接破坏蛋白质的结构，使酶失活。 间接影响是因产生更多的自由基(如O - ˙2， * OH等)，伤害细胞，比直接影响更大。

9．作物适应干旱的形态和生理特征有哪些?

答： 形态特征：根系发达而深扎，根冠比大，叶片细胞小，叶脉致密，单位面积气孔数目多。 生理特征：细胞 液的渗透势低，在缺水情况下气孔关闭较晚，光合作用不立即停止，酶的合成活动仍占优势。

10．植物在环境保护中有什么作用?

答：1) 植物通过光合作用不断从空气中吸收二氧化碳，释放氧气，可以维持大气中二氧化碳和氧的平衡。

2) 植物可以吸收环境中的污染物，并加以分解。如垂柳吸收 SO2和氟化物的能力都较强。植物吸收污染物后，

有的分解成营养物质、有的形成络合物，从而降低了毒性。

3) 抑制藻类生长。水域中藻类繁生污染水源。如在水中种植水葫芦就可抑制藻类生长，净化水质。

4) 植物叶片表面的绒毛、皱纹及分泌物等可以阻挡、吸附或粘着粉尘。

5) 植物对某些污染物的高度敏感性，可以用作环境监测或生物报警，如唐昌蒲对氟化氢非常敏感，可以监测大

气中氟化氢的浓度变化。

七、论述题：

1．03对植物的伤害主要表现在哪些方面?

答: 植物受 O3 伤害的症状：一般出现在成熟的叶片上，它对植物伤害主要表现在：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，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氧化SH基 为—S—S—键，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破坏叶绿素的合成，使光合速率降低。④改变呼吸途径。O3 不只抑制氧化磷酸化水平，同时还抑制糖酵 解，促进戊糖磷酸途径。

2．逆境对植物代谢有何影响?

答：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，RuBPC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可溶性化合物，性上升有关。

5) 组织内脱落酸含量迅速升高。

3．病害对植物生理生化有何影响?作物抗病的生理基础如何?

答：病害对植物生理生化的影响如下：① 水分平衡失调，许多植物感病后发生萎蔫或猝倒。② 呼吸作用加强。染 病组织一般比健康组织的呼吸速率可增加许多倍，且氧化磷酸化解偶联，大部分能量以热能形式释放出去，所以染病组 织的温度大大升高。③ 光合作用下降。染病后，叶绿体破坏，叶绿素含量减少，光合速率显著下降。④ 生长改变。有 些植物染病后由于IAA、GA增加，引起植物徒长，偏上生长，形成肿瘤等。

作物抗病的生理基础是：① 加强氧化酶(抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶)的活性，可以分解毒素，促进伤口愈合， 抑制病菌水解酶活性。② 植物染病后产生过敏性组织坏死，使有些只能寄生于活细胞的病原菌死亡。③ 产生抑制物质。 如马铃薯植株产生绿原酸，可以防止黑疤病菌的感染，亚麻的根分泌一种含氰化物的物质，抑制微生物的呼吸。④ 作物 还具有免疫反应。即在病菌侵入时，体内产生某种对病原菌有毒的化合物(多为酚类化合物)防止病菌侵染。此外，作物 体内还含有一些化学物质，如生物碱、单宁、苦杏仁苷等，对侵入的病菌有毒杀作用或防御反应，能减轻病害。

4. 什么叫植物的交叉适应?它具有什么特点?

答：植物和动物一样，在经历了某种逆境之后能提高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、盐渍等多中逆境条件下，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，会同时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。

5. 环境污染中的”五毒”是什么?它们是如何危害植物的?

答 ：通常讲环境污染中的五毒是指酚、氰、汞、络、砷。其中，酚会损害细胞质膜，破坏膜的选择透性，影响植物 对水分、矿质元素的吸收和代谢，导致根腐烂、叶片发黄，生长受阻。氰化物会抑制细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶 的活性，呼吸作用受阻，植株生长不良，分蘖少，植株矮小，甚至停止生长。铬会导致水稲叶鞘出现褐斑，叶片失绿枯 黄，根系发育不良，植株矮小。汞会破坏叶绿素，叶子发黄，光合速率明显下降，植赞矮小，根系不发达，分蘖受抑制。 砷可使叶片变为绿褐色，叶柄基部出现褐色斑点，根系发黑，植株枯萎。其伤害的机理可能与蛋白质变性有关。

6. 渗透调节物质有哪些?渗透调节的主要生理功能是什么?

答：植物渗透调节物质可分为两大类：一是由外界引入细胞中的无机离子，包括钾、钠、钙、镁、氯等;二是在细 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) 维持细胞膨压变化不大，有利于其他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。

7.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?

答： 植物在逆境条件下合成的逆境蛋白有：

1) 热击蛋白 f(HSPs)，可以和受热激伤害后变性蛋白质结合，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，亦称冷击蛋白，它与植物抗寒性的提高有关。由于这些蛋白具有高亲水性，所以具有诚少细胞

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) 病程相关蛋白(PRs)，与植物局部和系统诱导抗性有关。还能抑制真茵孢子的萌发，抑制菌丝

生长，诱导与其他防卫系统有关的酶的合成，提高其抗病能力。