植物生理学植物的逆境生理
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植物生理学 11逆境生理
图1 硫氢基假说
未结冰
SH SH
SH
SH
解冻
结冰
S S S S
S S
S S
（3）硫氢基假说 Levitt（1962）提出：原生质在冰冻脱水时，随着原生质收缩，蛋白质分 子逐渐相互接近；当接近到一定程度时蛋白质分子中相邻的硫氢基（ -SH） 氧化形成二硫键（-S-S） 。解冻时蛋白质再度吸水膨胀，肽链松散，氢键断 裂，二硫键（-S-S）还保存，使肽链的空间位置发生变化和蛋白质的天然结 构破坏，导致细胞伤害和死亡。
• 3、渗透调节与抗逆性 • 多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和 无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物 就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 （osmotic adjustment）。 • 渗透调节物质的种类很多，大致可分为两大类。一类是由外界进入细胞 的无机离子，一类是在细胞内合成的有机物质, 有如下共同特点：分子量小、 容易溶解；有机调节物在生理pH范围内不带静电荷；能被细胞膜保持住； 引起酶结构变化的作用极小；在酶结构稍有变化时，能使酶构象稳定，而不 至溶解；生成迅速，并能累积到足以引起调节渗透势的量。 (1)无机离子。 (2)脯氨酸。脯氨酸（proline）是最重要和有效的渗透调节物质。脯氨酸 在抗逆中的作用有两点：一是作为渗透调节物质，保持原生质与环境的渗透 平衡；二是保持膜结构的完整性。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，增强蛋白质的水合作用。 (3)甜菜碱。多种植物在逆境下都有甜菜碱（betaines）的积累。在水分亏 缺时，甜菜碱积累比脯氨酸慢，解除水分胁迫时，甜菜碱的降解也比脯氨酸 慢。甜菜碱也是细胞质渗透物质， • (4)可溶性糖。可溶性糖是另一类渗透调节物质，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、 半乳糖等。可溶性糖的积累主要是由于淀粉等大分子碳水化合物的分解。
植物生理学实验--组织逆境伤害程度测定
吐温作用：阴离子表面活性剂，促进水分与叶 片表面接触。
吐温20－聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯
2、材料处理操作： 正常、冻害各取3个叶片，洗净
各打取叶圆片27个以上, 放到小烧杯中用去离子水冲洗
每支试管9个叶圆片,加15ml蒸馏水
塑料纱网用去离子水漂洗一下， 放入试管(距液面1-2cm)
抽气15min(不盖塞)，取出纱网
植物组织逆境伤害程度的测定
——电导法
（-20ºC,20min冷冻材料 ） 学生进入实验室先洗试管
逆境伤害程度的测定方法：
1 紫外法： 根据渗出物质对紫外的吸收
2 电导法:
一、实验原理：
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起 着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选 择透性能力。
逆境：高温、干旱、冻害、冷害、污染、酸雨
③样品测定：
将“选择”旋钮于适合的量程，测定样品。 当测定时显示值熄灭时，说明测量值超出 量程范围，应将选择旋钮置于高一档量程
按照电极上标明的电极常数，调节常数补偿 旋钮，使仪器显示值与电极所标常数一致
每测一个样品， 用去离子水冲洗 电极，滤纸吸干 电极表面水份， 再测下个样品
结果计算:（按课本）伤 害 Nhomakorabea (%)
－
结果记录：记载表老师签字
用品洗刷干净，检查摆放整齐、齐全 报告老师，经检查同意可离去
下一个实验：地点：B124#
植物组织中硝态氮含量的定量测定 (实验12)
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
抽气作用？ 纱网作用? 防止抽气时叶圆片被抽出。 防止高CO2气源和口中呼出的CO2进入试 管
放置到塑料烧杯中(不盖塞子)，统一抽气10～15min。 （设置空白1只试管）
吐温20－聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯
2、材料处理操作： 正常、冻害各取3个叶片，洗净
各打取叶圆片27个以上, 放到小烧杯中用去离子水冲洗
每支试管9个叶圆片,加15ml蒸馏水
塑料纱网用去离子水漂洗一下， 放入试管(距液面1-2cm)
抽气15min(不盖塞)，取出纱网
植物组织逆境伤害程度的测定
——电导法
（-20ºC,20min冷冻材料 ） 学生进入实验室先洗试管
逆境伤害程度的测定方法：
1 紫外法： 根据渗出物质对紫外的吸收
2 电导法:
一、实验原理：
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起 着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选 择透性能力。
逆境：高温、干旱、冻害、冷害、污染、酸雨
③样品测定：
将“选择”旋钮于适合的量程，测定样品。 当测定时显示值熄灭时，说明测量值超出 量程范围，应将选择旋钮置于高一档量程
按照电极上标明的电极常数，调节常数补偿 旋钮，使仪器显示值与电极所标常数一致
每测一个样品， 用去离子水冲洗 电极，滤纸吸干 电极表面水份， 再测下个样品
结果计算:（按课本）伤 害 Nhomakorabea (%)
－
结果记录：记载表老师签字
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下一个实验：地点：B124#
植物组织中硝态氮含量的定量测定 (实验12)
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抽气作用？ 纱网作用? 防止抽气时叶圆片被抽出。 防止高CO2气源和口中呼出的CO2进入试 管
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植物生理学 植物逆境生理
植物逆境生理是研究植物在不利环境条件下的生理反应和适应机制的学科。逆境包括干旱、高温、低温、盐渍等多种类型，对植物的生存和发育构成威胁。植物通过避逆性和耐逆性两种方式来抵抗逆境。避逆性指植物调整生育周期以避开逆境干扰，而耐逆性则是通过代谢反应来减轻或修复逆境损伤。逆境会导致植物形态结构变化，如叶片萎蔫、气孔关闭等，同时影响光合作用和呼吸作用等生理功能。为适应逆境，植物会诱导形成胁迫蛋白，积累有机和无机物质进行渗透调节，以及利用脱落酸等激素来提高抗逆性。脱落酸能稳定生物膜，减少自由基伤害，并改变体内代谢以适应对其他逆境的抵抗力。冷害是低温对植物的危害，会导致膜透性增加、水分平衡失调等生理生化变化。植物通过膜的相变和活性氧平衡等机制来应对冷害。
植物逆境生理 第一章 概论
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类 三、植物抗逆性的概念
三、植物抗逆性的概念 植物受到胁迫后，一些被伤害致死，另一些的 生理活动虽然受到不同程度的影响，但它们可以存 活下来。如果长期生活在这种胁迫环境中，通过自 然选择，有利性状被保留下来，并不断加强，不利 性状不断被淘汰。这样，在植物长期的进化和适应 过程中不同环境条件下生长的植物就会形成对某些 环境因子的适应能力，即能采取不同的方式去抵抗 各种胁迫因子。植物对各种胁迫（或称逆境）因子 的抗御能力，称为抗逆性（stress resistance）， 简称抗性。
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类
二、植物逆境的概念及种类 地球上热量、光照、雨量和风的季节性变化， 对植物的生存和生理过程有着强烈的影响。短期的 变化，如干旱、洪涝、大风和霜冻等，对植物的分 布也可能有着决定性的作用。当然，土壤条件也是 重要的因素。在良好的条件下，植物种类繁多、生 长茂盛。但在恶劣条件下，如荒原和冻原地带也有 植物生存。实际上，地球上全部可利用的生态位 （niche),包括高山雪地、干旱沙漠等处，都有含叶 绿体的生物群落占据。在恶劣条件下生存的植物， 除在形态和解剖上适应所在的环境外，内在的生理 生化过程也进化出一些特殊的适应。
胁变可逆性指逆境 作用于植物体后植物产 生一系列的生理变化， 抗逆性 当环境胁迫解除后各种 生理功能迅速恢复正常。 避逆性 耐逆性 胁变修复性指植物在逆 境下通过自身代谢过程 避胁变性 耐胁变性 迅速修复被破坏的结构 和功能。概括起来，植 胁变可逆性 物有4种抗逆形式：避 逆性，避胁变性，胁变 可逆性和胁变修复（图 胁变修复 1-2）。
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类 三、植物抗逆性的概念 四、当前植物逆境生理生态学领域研究热点 五、植物细胞的逆境应答与信号转导总论 六、研究植物逆境生理生逆境生理生态学
植物生理学—逆境生理
中生植物水分胁迫程度划分等级标准
轻度胁迫：水势略降低零点几个MPa或RWC降低 值8％～10％左右；
中度胁迫：水势降低至-1.2MPa~-1.5MPa，RWC
降低值大于10％，小于20％；
严重胁迫：水势下降超过-1.5MPa，RWC降低值
20％以上。
干旱类型
根据引起水分亏缺的原因，可以把干旱分为三种类型：
（二）冷害的生理变化
1. 吸收机能减弱：低温下根系生长减慢，吸收面积减少，细胞 原生质粘性增大、流动性变慢，呼吸减弱、供能减少，限制 了水分和养料的吸收； 2. 光合作用降低：低温使叶绿素合成受阻，幼嫩叶片缺绿黄化，
并影响光合作用相关酶；
3. 呼吸作用受阻：植物遇冷害时呼吸作用总体上表现为先升高 后降低的趋势，初期由于低温下淀粉水解导致呼吸底物增多 而升高，后期线粒体膜相变，酶活性降低，氧化磷酸化解偶 联，有氧呼吸受抑，无氧呼吸增强，呼吸代谢紊对植物的伤害及其机制，抗寒锻炼 2.干旱对植物的伤害及其机制，适应与抗性
3.逆境下植物的生理代谢与交叉适应
逆境的概念及种类
•逆境（stress）是指对植物生存生长不利的各种 环境因素的总称。
生物因素——病害、虫害、杂草 逆境种类
理化因素 物理的——机械损伤 辐射性的——紫外 化学的——污染、氧胁迫 温度的——低温、高温 水分的——干旱、涝害
（五）激素的变化：总趋势是生长促进物质
减少，生长抑制物质增多，主要表现为ABA
显著增加，CTK减少，刺激乙烯产生； （六）保护酶系统：耐旱植物活性上升，不 耐旱植物下降。
三、干旱缺水致死的原因
（一）机械伤害假说；
（二）蛋白质变性假说——硫氢基假说；
（三）膜伤害假说——自由基伤害学说。
植物生理学第12章
第十二章植物的逆境生理一、练习题目（一）填空1．逆境下的胁变可分为_______和_______。
2．植物的抗逆性可分为_______和_______。
3．植物的逆境蛋白有_______、_______、_______、_______、_______。
4．渗透调节物质有_______和_______。
5．能够提高植物抗性的激素有_______和_______。
6．根据生育期，植物遭受冷害的类型有_______、_______和_______。
7．根据反应速度，植物遭受冷害的伤害可分为三类：_______、_______和_______。
8．植物的抗寒性与膜中_______含量有关，只有经过_______与_______的诱导，才能逐渐提高抗寒性。
9．抗寒性强的植物，下列物质的含量较高：_______、_______、_______、_______。
10．土壤中可溶性盐分过多导致植物吸水困难而引起的干旱叫_______。
11．逆境条件下，游离脯氨酸积累的可能原因有_______、_______、_______。
12．土壤中，Na2CO3与NaHCO3含量较高的土壤叫_______，NaCl与Na2SO4含量较高的土壤叫_______，生产上统称为_______。
13．日照长度能影响植物体眠和抗寒力：长日照可_______休眠，_______抗寒力；短日照可_______休眠，_______抗寒力。
14．旱生植物抵抗干旱有两种类型：_______与_______。
15．植物旱害有三种类型：_______、_______和_______。
16．细胞间结冰，导致细胞质严重脱水，蛋白质分子之间易形成_______，引起蛋白发生_______。
17．植物抗盐的方式基本是_______与_______。
18．造成大气污染，给植物带来严重伤害的五种气体是：_______、_______、_______、_______和_______。
植物生理学之逆境
植物生理学之逆境
汇报人：
汇报时间：20XX/XX/XX
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目录
CONTENTS
1 单击添加目录项标题 2 逆境的定义与分类 3 植物对逆境的适应与抗性
4 植物逆境生理学的研究方法 5 植物逆境生理学的应用前景
6 结论与展望
单击此处添加章节标题
逆境的定义与分类
逆境的定义
逆境是指对植物生长和发育不 利的各种环境条件
推动农业科技创新：植物逆境生理学的研究为农 业科技创新提供了新的思路和方法，有助于推动 农业生产的现代化和智能化。
结论与展望
研究成果总结
植物生理学在逆境 中的研究取得了重 要进展
揭示了植物在逆境 中的适应机制和抗 逆性
为农业生产提供了 新的思路和方法， 提高了作物的产量 和品质
未来研究方向：进 一步深入研究植物 在逆境中的生理机 制和分子调控
包括生物逆境和非生物逆境
生物逆境包括病、虫、草害等
非生物逆境包括干旱、洪涝、 盐碱等
逆境的分类
生物逆境：指生物在生长发育过程中受到的不良环境条件，如温度、湿度、 光照、盐碱、干旱、污染等。 非生物逆境：指植物在生长发育过程中受到的非生物因素的不良影响，如 营养不足、水分缺乏、土壤盐碱化、大气污染等。
植物对干旱的抗性：通过抗旱基因的表达，增强植物的抗旱能力，如抗旱 蛋白、抗氧化酶等
干旱胁迫下植物的生理生化变化：如叶绿素含量下降、光合作用受阻、细 胞膜损伤等
植物对高温的适应与抗性
高温对植物生 长的影响
植物对高温的 适应机制
植物对高温的 抗性表现
增强植物对高 温适应与抗性
的措施
植物对低温的适应与抗性
数据采集与分析
采集方法：采用多种 方法采集数据，如实 验、调查、观察等
汇报人：
汇报时间：20XX/XX/XX
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1 单击添加目录项标题 2 逆境的定义与分类 3 植物对逆境的适应与抗性
4 植物逆境生理学的研究方法 5 植物逆境生理学的应用前景
6 结论与展望
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逆境的定义与分类
逆境的定义
逆境是指对植物生长和发育不 利的各种环境条件
推动农业科技创新：植物逆境生理学的研究为农 业科技创新提供了新的思路和方法，有助于推动 农业生产的现代化和智能化。
结论与展望
研究成果总结
植物生理学在逆境 中的研究取得了重 要进展
揭示了植物在逆境 中的适应机制和抗 逆性
为农业生产提供了 新的思路和方法， 提高了作物的产量 和品质
未来研究方向：进 一步深入研究植物 在逆境中的生理机 制和分子调控
包括生物逆境和非生物逆境
生物逆境包括病、虫、草害等
非生物逆境包括干旱、洪涝、 盐碱等
逆境的分类
生物逆境：指生物在生长发育过程中受到的不良环境条件，如温度、湿度、 光照、盐碱、干旱、污染等。 非生物逆境：指植物在生长发育过程中受到的非生物因素的不良影响，如 营养不足、水分缺乏、土壤盐碱化、大气污染等。
植物对干旱的抗性：通过抗旱基因的表达，增强植物的抗旱能力，如抗旱 蛋白、抗氧化酶等
干旱胁迫下植物的生理生化变化：如叶绿素含量下降、光合作用受阻、细 胞膜损伤等
植物对高温的适应与抗性
高温对植物生 长的影响
植物对高温的 适应机制
植物对高温的 抗性表现
增强植物对高 温适应与抗性
的措施
植物对低温的适应与抗性
数据采集与分析
采集方法：采用多种 方法采集数据，如实 验、调查、观察等
逆境生理植物生理学学习指导
1 .逆境( environmental st ress) :又称胁迫( st ress) ,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( st ress 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 ) :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( st ress 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( st ress 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。
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1.结冰伤害 冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速度不同， 结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。
结冰类型 细胞间结冰—白菜，葱 细胞内结冰
（1）细胞间结冰及其伤害
温度缓慢下降时，细胞 间隙中的水分结成冰， 即所谓胞间结冰。
细胞 间结 冰伤 害的 主要 原因
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(一)形态结构变化
• 逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会 导致叶片和嫩茎萎蔫，气孔开度减小甚至关； 淹水使叶片黄化，枯干，根系褐变甚至腐烂； 高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂；病原 菌侵染叶片出现病斑。
• 逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化 被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体 等细胞器结构遭到破坏。
4. 物质代谢的变化
合成＜分解
5. 原生质膜的变化 膜脂双分子层→星状排列， 膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。
6. 蛋白质的变化 新蛋白质 逆境蛋白：热击蛋白(HSP)
干旱
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
冰冻→胞间结冰 盐渍→土壤水势下降 高温→蒸腾强烈
水分胁迫
膜损伤
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
胞内结冰伤害的主要原因----机械损伤（往往是致命的）
（二）结冰伤害机理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1.硫氢基假说（Levitt,1962）
要点：结冰对细胞伤害主要是破坏蛋白质空间结构。
冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链 外部的-SH彼此接触，两个-SH经氧化而形成-S-S-键；或者 一个分子外部的-SH基与另一个分子内部的-SH形成-S-S-键， 于是蛋白质凝聚。
植物抗逆的生理基础 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、 逆境(stress)是指对植物生存生长不利的
各种环境因素的总称。
逆境种类
生物因素 理化因素
病害、虫害、杂草
物理的 辐射性的
化学的 温度的 水分的
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
二、抗逆性及方式 抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和
忍耐能力。简称抗性
逆 境 逃 避 (stress avoidance): 指 由 于 植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因 素并未进入组织，故组织本身通常不会产生 相应的反应。
逆境忍耐(stress tolerance): 指植物 组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代 谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的伤 害，使其仍保持正常的生理活动。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
五. 植物激素在抗逆性中的作用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1. ABA
减少膜的伤害 增加Pro含量 减少水分丧失
2. ETH与其他激素
ETH: 增加几倍或几十倍, 直接或间接地参与
植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程
内源GA活性迅速下降 CTK含量的减少
原生质发生过渡脱水，造成蛋白 质变性和原生质不可逆的凝胶化；
冰晶体过大时对原生质造成机械压 力，细胞变形；
当温度回升时，冰晶体迅速融化，细 胞壁易恢复原状，而原生质却Βιβλιοθήκη 不及 吸水膨胀，原生质有可能被撕破。
（2）细胞内结冰伤害
当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞内 水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞内 结冰，这就是胞内结冰。
• 植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相 一致的。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
3. 呼吸作用的变化 ①降低（冻害、热害） PPP途径增强 ②先升后降（冷害、旱害）
③增高（病害）
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ、在２８℃生长的苗 Ｂ、现在４０℃处理两小时，再
在４５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗 Ｃ、在４ ５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第二节 植物的抗寒性
低温对植 物危害
冻害(freezing injury): 冰点以下的低温使植物体内结冰； 冷害(chilling injury)：冰点以上低温对植物造成的伤害。
二、高温胁迫生理资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2、植物热害的症状：
叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官 脱落，亚细胞结构破坏变形。
（二）、高温对植物的危害
1、直接伤害： 2、间接伤害：
蛋白质变性： 脂类液化：
引起植物过度的蒸腾失水 呼吸作用大于光合作用 积累产生的有毒物质
热锻炼能提高植物的耐热性 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
抗寒性：植物对低温的适应与抵抗能力。
一、冻害与植物的抗冻性
（一）冻害
植物发生结冰的温度并不一定在0℃。有时温度降低到0℃ 以下仍然不结冰，这种现象称为过冷现象。但温度降低到一 定程度一定结冰，这一点称为过冷点。
冰点高低与细胞液浓度有关，因此可以用测定冰点的方 法来测定细胞液的渗透势。
（二）结冰伤害的类型及其原因 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
当解冻吸水时，肽链松散， 由于-S-S-键属共价键，比 较稳定，蛋白质空间结构被 破坏，导致蛋白质变性失活。
通过化学方法，如使用硫 醇可以保护-SH不被氧化， 起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
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膜对结冰最敏感。
低温对膜 的伤害
膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
六.逆境胁迫下活性氧伤害 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第一节高温胁迫生理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（一）热害与抗热性 ：
１、概念：由高温引起植物伤害的现象称为热 害。而植物对高温胁迫的适应则称为抗热性。
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物 中生植物 喜温植物
四、 (一)
多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分 胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提 高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压 力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水 分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 (osmoregulation)。 (二)
1.无机离子 2.脯氨酸 3.甜菜碱 4.可溶性糖
结冰类型 细胞间结冰—白菜，葱 细胞内结冰
（1）细胞间结冰及其伤害
温度缓慢下降时，细胞 间隙中的水分结成冰， 即所谓胞间结冰。
细胞 间结 冰伤 害的 主要 原因
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三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(一)形态结构变化
• 逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会 导致叶片和嫩茎萎蔫，气孔开度减小甚至关； 淹水使叶片黄化，枯干，根系褐变甚至腐烂； 高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂；病原 菌侵染叶片出现病斑。
• 逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化 被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体 等细胞器结构遭到破坏。
4. 物质代谢的变化
合成＜分解
5. 原生质膜的变化 膜脂双分子层→星状排列， 膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。
6. 蛋白质的变化 新蛋白质 逆境蛋白：热击蛋白(HSP)
干旱
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冰冻→胞间结冰 盐渍→土壤水势下降 高温→蒸腾强烈
水分胁迫
膜损伤
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胞内结冰伤害的主要原因----机械损伤（往往是致命的）
（二）结冰伤害机理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1.硫氢基假说（Levitt,1962）
要点：结冰对细胞伤害主要是破坏蛋白质空间结构。
冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链 外部的-SH彼此接触，两个-SH经氧化而形成-S-S-键；或者 一个分子外部的-SH基与另一个分子内部的-SH形成-S-S-键， 于是蛋白质凝聚。
植物抗逆的生理基础 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、 逆境(stress)是指对植物生存生长不利的
各种环境因素的总称。
逆境种类
生物因素 理化因素
病害、虫害、杂草
物理的 辐射性的
化学的 温度的 水分的
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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二、抗逆性及方式 抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和
忍耐能力。简称抗性
逆 境 逃 避 (stress avoidance): 指 由 于 植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因 素并未进入组织，故组织本身通常不会产生 相应的反应。
逆境忍耐(stress tolerance): 指植物 组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代 谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的伤 害，使其仍保持正常的生理活动。
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五. 植物激素在抗逆性中的作用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1. ABA
减少膜的伤害 增加Pro含量 减少水分丧失
2. ETH与其他激素
ETH: 增加几倍或几十倍, 直接或间接地参与
植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程
内源GA活性迅速下降 CTK含量的减少
原生质发生过渡脱水，造成蛋白 质变性和原生质不可逆的凝胶化；
冰晶体过大时对原生质造成机械压 力，细胞变形；
当温度回升时，冰晶体迅速融化，细 胞壁易恢复原状，而原生质却Βιβλιοθήκη 不及 吸水膨胀，原生质有可能被撕破。
（2）细胞内结冰伤害
当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞内 水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞内 结冰，这就是胞内结冰。
• 植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相 一致的。
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(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
3. 呼吸作用的变化 ①降低（冻害、热害） PPP途径增强 ②先升后降（冷害、旱害）
③增高（病害）
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ａ、在２８℃生长的苗 Ｂ、现在４０℃处理两小时，再
在４５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗 Ｃ、在４ ５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗
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第二节 植物的抗寒性
低温对植 物危害
冻害(freezing injury): 冰点以下的低温使植物体内结冰； 冷害(chilling injury)：冰点以上低温对植物造成的伤害。
二、高温胁迫生理资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2、植物热害的症状：
叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官 脱落，亚细胞结构破坏变形。
（二）、高温对植物的危害
1、直接伤害： 2、间接伤害：
蛋白质变性： 脂类液化：
引起植物过度的蒸腾失水 呼吸作用大于光合作用 积累产生的有毒物质
热锻炼能提高植物的耐热性 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
抗寒性：植物对低温的适应与抵抗能力。
一、冻害与植物的抗冻性
（一）冻害
植物发生结冰的温度并不一定在0℃。有时温度降低到0℃ 以下仍然不结冰，这种现象称为过冷现象。但温度降低到一 定程度一定结冰，这一点称为过冷点。
冰点高低与细胞液浓度有关，因此可以用测定冰点的方 法来测定细胞液的渗透势。
（二）结冰伤害的类型及其原因 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
当解冻吸水时，肽链松散， 由于-S-S-键属共价键，比 较稳定，蛋白质空间结构被 破坏，导致蛋白质变性失活。
通过化学方法，如使用硫 醇可以保护-SH不被氧化， 起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
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膜对结冰最敏感。
低温对膜 的伤害
膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
六.逆境胁迫下活性氧伤害 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第一节高温胁迫生理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（一）热害与抗热性 ：
１、概念：由高温引起植物伤害的现象称为热 害。而植物对高温胁迫的适应则称为抗热性。
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物 中生植物 喜温植物
四、 (一)
多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分 胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提 高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压 力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水 分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 (osmoregulation)。 (二)
1.无机离子 2.脯氨酸 3.甜菜碱 4.可溶性糖