逆境对植物细胞膜透性的影响
植物生理学教案第十章
酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等的含 量，从而使植物产生抗逆能力。
（4）减少水分丧失
ABA处理后，可促进气孔关闭， 蒸腾减弱，减少水分丧失，还可提高 根对水分的吸收和输导，防止水分亏 缺，提高抗旱、抗寒、抗冷和抗盐的 能力。
ABA在交叉适应中的作用
交叉适应：植物经历了某种逆境 后，能提高对另一些逆境的抵抗能力， 这种对不良环境间的相互适应作用称 为~。
如超氧阴离子自由基（O2·－）、羟 基自由基（·OH）、过氧化氢（H2O2）、 脂质过氧化物（ROO-）和单线态氧 （1O2）。
活性氧自由基伤害学说：
在正常情况下，细胞内自由基的产 生和清除处于动态平衡状态，自由基水 平很低，不会伤害细胞。当植物受到逆 境胁迫时，平衡被打破，自由基积累过 多，伤害细胞。
抗逆性强的植物在逆境下SOD活 性降低幅度小或保持相对稳定，避免 或减轻了活性氧引起的伤害。
B、过氧化物E（POD） H2O2使卡尔文循环中的酶失活。 高等植物叶绿体内H2O2的清除是由 具有较高活性的抗坏血酸过氧化物E （Asb-POD）经抗坏血酸循环分解来 完成的。
C、过氧化氢E（CAT）
主要存在于过氧化体中，负责过 氧化体中H2O2的清除。
（一）植物的抗旱类型 植物对水分的需求不同： 水生植物、中生植物、旱生植物 旱生植物对干旱的适应和抵抗方式： 1、逃旱性 — 通过缩短生育期以
逃避干旱缺水的季节
2、御旱性 — 利用形态结构上 的特点，保持良好的水分内环境
3、耐旱性 — 这类植物具有忍 受脱水而不受永久性伤害的能力
（二）抗旱植物的一般特征
4、呼吸作用先升后降
5、内源激素代谢失调 — ABA、 ETH含量增加，CTK合成受抑
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响20093391 魏晓明农学0901摘要：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。
常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。
逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。
逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。
有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。
关键词：逆境胁迫,抗逆性，相对电导率，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。
前言：植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透性是其最重要的功能之一。
当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。
膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种的抗性等因素有关。
因此，质膜透性的测定常可作为逆境伤害的一个生理指标，广泛应用在植物抗性生理研究中。
当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗，其中包括盐类、有机酸等，这些物质进入环境介质中，如果环境介质是蒸馏水，那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增加，表现在电导率的增加上。
植物受伤害愈严重，外渗的物质越多，介质导电性也就越强，测得的电导率就越高（不同抗性品种就会显示出抗性上的差异）。
在植物胁迫处理过程中，叶绿素含量会下降，可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系，在植物生长发育过程中，他的活性不断变化，因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。
植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状，常以糖含量作为重要指标。
植物为了适应逆境条件，如干旱、低温，也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。
逆境植物叶绿素表达的调节机制
逆境植物叶绿素表达的调节机制植物在各种生长发育过程中需要利用光合作用来生产能量和生物质，而叶绿素是光合作用的重要催化剂和色素。
然而，植物在逆境环境下（如干旱、高温、低温、高盐等）生长会受到抑制，从而影响叶绿素表达和光合作用。
因此，逆境植物叶绿素表达的调节机制成为了科学家们关注的热点。
逆境植物在逆境环境下的反应机制当植物受到逆境的影响时，会发生一系列的生理和生化反应来维持光合作用的正常进行。
比如说，在高温和干旱的环境下，植物的细胞膜通透性增加，导致细胞失水和膜受损；在高盐和低温环境下，植物细胞内的离子平衡被打破，导致细胞功能受损。
因此，逆境植物需要采取一系列的调节机制来在逆境环境下维持正常的生长和发育，并维持叶绿素的表达和光合作用的进行。
逆境植物叶绿素表达的调节机制包括以下几个方面：1. 转录调控植物在逆境环境下，会产生一系列的逆境响应基因，这些基因会被调节表达，从而产生逆境响应蛋白。
其中一些逆境响应蛋白是与叶绿素合成有关的转录因子，它们可以结合到相关的启动子元素上，调节叶绿素合成相关基因的转录。
比如说，ABI4是一种调节光合作用相关基因转录的转录因子，在干旱和高温环境下调节叶绿素合成相关基因的表达。
2. 蛋白质稳定性和降解逆境植物中，蛋白质稳定性和降解也影响了叶绿素的表达。
Sta1是一个针对ISOCHORISMATE SYNTHASE 1(ISCS1)的RBR蛋白，能够调节ISCS1的稳定性，从而影响叶绿素的表达。
而FtsH是一种叶绿体膜上的蛋白酶，它能够降解叶绿素合成途径中的一些关键酶，从而影响叶绿素的表达和积累。
3. 叶绿体转运逆境环境下，叶绿体受到损伤或降解的可能性增加，导致叶绿素的积累量下降。
然而，很多逆境响应蛋白也会影响叶绿体转运和叶绿素的积累。
比如，高温下的逆转录元件，通过抑制叶绿体转运相关基因的表达，减少了叶绿体和叶绿素的积累，从而调节了光合作用的进行。
结语逆境植物叶绿素表达的调节机制受到了科学家们的广泛关注，并且研究成果也为我们在逆境环境下保持光合作用的强度和效率提供了理论基础。
逆境对玉米幼苗生理生化指标的影响
温度对玉米幼苗生理生化指标的影响董向兵(农业与生物技术学院生物科学121)摘要对植物产生伤害的环境称逆境，又称胁迫。
常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。
此次试验研究了高温与低温胁迫对玉米幼苗叶片生理生化指标所产生的影响。
结果表明,相比于完全营养液培养的玉米幼苗，低温和高温胁迫都使得玉米幼苗过氧化物酶活性增加，脯氨酸含量增多，电导率增加，细胞膜透性增大，叶绿素含量降低。
关键词玉米幼苗高温与低温胁迫生理生化指标植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透过性是最重要的功能之一。
当植物遭受逆境伤害时，细胞膜会受到不同程度的损坏，膜的透性增加，选择透过性丧失，细胞内部分电解质外泄。
这样当如盐类，有机酸等电解质进入蒸馏水的环境介质中，则会使电导率增大。
在植物胁迫处理过程中，脯氨酸含量会增加，叶绿素含量会下降，这也可以作为测量的指标。
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，它与呼吸作用、光合作用以及生长素的氧化都有密切关系，因此，测量过氧化物酶活性也可以反映出逆境对植物生理生化的影响。
一材料与方法将培养的玉米幼苗分别经低温，高温处理，将经低温处理的标记为处理1,高温处理的标记为处理2，分别取完全营养液组，处理1组，处理2组的若干叶片作为实验材料，测定以下指标。
1 植物细胞膜透性的测定(1)用打孔器分别完全营养液组，处理1组，处理2组的叶片上各取30个小圆片，在打孔过程中尽量避开主脉。
（2）取处理1，处理2的叶片各0.2g,取完全营养液组的叶片各0.2g(两份)依次分别放入1.2.3.4四只试管中，每个试管加10ml蒸馏水。
（3）将1号(处理1),2号（处理2）,3号（完全营养液组1）试管用真空泵抽气20-30分钟，然后缓慢放入空气，取出试管。
将4号（完全营养液组2）试管称重封上保鲜膜于沸水浴中煮沸10分钟，取出称其重量，加蒸馏水回复其重量。
然后将1,2,3,4,号试管室温下浸提1小时左右，期间经常摇动。
植物逆境综合实验报告
一、实验目的通过本实验，了解植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，探究不同逆境对植物生长的影响，以及植物如何通过生理和形态上的变化来适应逆境环境。
二、实验原理植物在逆境条件下，如干旱、盐害、低温等，会经历一系列的生理和形态变化。
这些变化包括细胞膜透性增加、渗透调节物质积累、光合作用减弱、呼吸作用变化等。
通过观察和分析这些变化，可以了解植物逆境生理的机制。
三、实验材料与方法1. 实验材料选用小麦（Triticum aestivum L.）作为实验材料，分为对照组和实验组。
2. 实验方法（1）干旱处理：将实验组小麦置于干旱条件下，对照组小麦正常浇水。
（2）盐害处理：将实验组小麦置于盐浓度分别为0、50、100、150、200 mmol/L的盐溶液中，对照组小麦正常浇水。
（3）低温处理：将实验组小麦置于4℃低温条件下，对照组小麦正常生长。
（4）生理指标测定①细胞膜透性：采用电导率法测定细胞膜透性。
②渗透调节物质含量：采用比色法测定脯氨酸和可溶性糖含量。
③光合作用强度：采用光合仪测定光合有效辐射（PAR）和光合速率。
④呼吸作用强度：采用氧气消耗法测定呼吸速率。
⑤形态指标：观察植物叶片的萎蔫程度、叶片颜色变化等。
四、实验结果与分析1. 干旱处理实验结果显示，随着干旱时间的延长，实验组小麦的细胞膜透性逐渐升高，渗透调节物质含量增加，光合作用强度降低，呼吸作用强度先升高后降低。
与对照组相比，实验组小麦的叶片萎蔫程度明显加重，叶片颜色变黄。
2. 盐害处理实验结果显示，随着盐浓度的增加，实验组小麦的细胞膜透性逐渐升高，渗透调节物质含量增加，光合作用强度降低，呼吸作用强度先升高后降低。
与对照组相比，实验组小麦的叶片萎蔫程度和叶片颜色变化均随盐浓度增加而加重。
3. 低温处理实验结果显示，实验组小麦在低温条件下，细胞膜透性升高，渗透调节物质含量增加，光合作用强度降低，呼吸作用强度降低。
与对照组相比，实验组小麦的叶片萎蔫程度明显加重，叶片颜色变紫。
实验八：逆境对植物生理生化指标的影响(脯氨酸.
实验目的和意义■本实验设计主要通过培养》直物的幼苗，给予幼苗不适宜的干旱胁迫处理，来研究植物对逆境的反应，通过测定幼苗I的膜透性、脯氨酸含量的变化，研究逆境对植松生长的影响及植賜内鸟卩的生理巫化#几理°2013-4 6 2仍能捉供足够的自由水，以维持止常的生命活动。
2013-46 4实验原理■植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透性定其最車要的功能z •。
为植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同稈度的破坏，膜的透性增加,选择透件丧失,细胞内部分电解质外滲。
膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种的抗性等因索有关。
因此，硕膜透性的测年常町作为逆境伤吿的一个个理指标，广泛应用在植物抗栓生理研究中。
■当质膜的选軽透性被破坏时细胞内电解质外滲,其中包扌舌盐类、仃机酸等，这牝物质进入环境介质I,如果坏境介质是蒸他水，那么这吐物质的外滲会使蒸饰水的导电性增加，衣现在电导率的增加上。
植物受伤曲愈严电，外渗的物质越多, 掘驢專性勰鶴曲得射电£率就越高（不同抗性卅,种实验材料和器材•实验材料■绿豆苗•器材：分光光度计、水浴锅.烘箱、天平、带塞试管、烧杯、研钵、石英砂、漏斗、滤纸、玻棒.电导率仪•试剂：80%乙醇、酸性苗三酮试剂、脯氨酸标准母液、人造沸石、活性碳法测定电解质的和对外渗率，来了解干旱2013-4-65 8謂貂谕实验步骤■ 1・脯氨酸标准曲线制作：吸取脯氨酸标准母液0, 0.5, 1.25, 2.5, 5.0,7.5, 10.0, 15.0mL 分别放入8个50mL容量瓶中，分别加入蒸憎水定容至50mL,配成0.0, 1.0,2.5, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, 30.0|ig/mL的系列溶液。
■分别吸取上述各标爪•溶液2mL,冰醋酸2mL, 苗三酮试剂2mL,加入到10mL带塞刻度试管中, 塞上塞子，于沸水浴中加热15分钟，用分光光度计测定520nm的光密度值，以零浓度为空白对照。
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)植物在其生命周期内时常会遭遇到各种逆境，比如极端温度、干旱、盐碱、重金属等，这些逆境都会对植物细胞膜的生理功能产生一定的影响。
其中，植物细胞膜的透性是重要的一环，直接影响到植物的营养代谢、水分调节和抗逆能力等方面。
电导法是研究逆境对植物细胞膜透性影响的有效方法之一，本文将着重从电导法的应用、原理和研究成果三方面进行阐述。
电导法是通过测定电流强度来检测被测物体内部或表面的电阻值变化的一种方法。
在研究植物细胞膜透性时，电导法通常采用离体的植物根、叶片等组织，将其置于含有一定离子浓度的凝胶中，测定从根、叶片等组织释放出来的电解质的电导率变化。
一般而言，电导率的增加表明细胞膜透性的增加，在极端情况下，电导率可能会显著增加，导致离子外溢、水分丧失和细胞死亡等情况的发生。
对植物细胞膜透性进行电导法研究的原理基于细胞膜结构的特性。
植物细胞膜是由脂质双层组成的，其中脂质双层的疏水性决定了部分物质难以通过膜透过，因此膜上存在一系列具有特定功能的蛋白质通道和传输体来调节物质的通过。
细胞膜透性的变化通常和膜蛋白的功能发生变化有关。
一些逆境因素会破坏细胞膜表面的膜蛋白结构，从而使膜通透性发生变化。
在研究过程中，通过对逆境因素的处理及其所引起的电导率变化，可以初步了解植物细胞膜受逆境害处理的情况。
例如，研究发现不同温度对甜菜叶片的膜透性影响不同。
在25℃下，叶片的膜透性较低，而在40℃时，膜透性显著增加。
这表明高温对植物细胞膜透性的影响显著，这种影响可能是由于高温所导致的膜蛋白结构的改变所造成的。
类似地，研究还发现，在重金属污染的土壤中生长的植物叶片的膜透性明显高于正常土壤中生长的植物叶片，这可能是由于重金属元素干扰细胞膜的蛋白质结构所导致的，从而使膜通透性发生变化。
从上述研究结果来看，通过电导法能够定量测定细胞膜透性变化情况，为研究逆境对植物生长、发育及抗逆能力的影响提供了重要的线索。
实验四植物抗逆性的测定
实验植物抗逆性的测定（电导仪法）一实验目的进一步理解和认识逆境胁迫对植物细胞膜透性的影响，了解电导法在植物逆境生理与抗性育种研究中的应用范围。
二、实验原理在正常生长状况下，植物细胞膜保持着良好的选择透性，而当植物组织受到逆境（例如干旱、低温、高温、盐渍等）伤害时，由于膜脂过氧化、膜蛋白变性及膜脂流动性改变，造成膜相变和膜结构破坏，使得细胞膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。
膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，胁迫强度越大，伤害越重，外渗越多，电导率的增加也越大。
同时也与植物抗逆性的强弱有关，抗性越强，伤害越轻，外渗越少，电导率的增加也越小。
所以，通过测定外渗液电导率的变化，就可以反映出细胞膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。
三、材料、仪器和试剂1. 材料：各种植物叶片（如丁香、小麦等）2. 仪器设备：电导仪；天平；恒温箱；真空干燥器；抽气机；恒温水浴锅；烧杯；剪刀或打孔器；吸水纸；纱布等。
3.试剂：去离子水四、实验步骤1．容器的洗涤：电导法对水和容器的洁净度要求严格，所用容器必须彻底清洗，再用去离子水冲净，倒置于洁净滤纸上备用。
2．试验材料的处理：选取正常生长的小麦或其他植物相同部位叶片若干，剪下后，先用纱布拭净，分成2份，将其中一份放置50℃左右的恒温箱中处理30min ，进行逆境胁迫处理。
另一份放置在室温下作对照。
3. 测定步骤(1) 将处理组叶片与对照组叶片用去离子水冲洗2次，再用洁净滤纸吸净表面水分，各称取2g ，然后剪成长约1cm 小段放入小烧杯中（大小以够容电极为度），并用玻璃棒压住，在杯中准确加入蒸馏水20ml ，浸没叶片。
将其放入真空干燥器中，用抽气机抽气7～8min 以抽出细胞间隙中的空气；重新缓缓放入空气，水即被压入组织中而使叶片下沉。
（注：材料为阔叶时，最好使用打孔器取材）(2) 将抽过气的小烧杯取出，放在实验桌上静置20min ，然后用玻棒轻轻搅动叶片，在20～25℃恒温下，用电导仪分别测定处理组和对照组得电导值为T 1和C 1。
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实验六
逆境对植物细胞膜透性的影响
(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。
用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。
电导仪的原理：
电导率是物质传送电流的能力，是电阻率的倒数。
在液体中常以电阻的倒数――电导来衡量其导电能力的大小。
电导率--电阻率的倒数即称之为电导率L。
电导L的计算式如下式所示：L=l/R=S/l
电导的单位用姆欧又称西门子。
用S表示，
由于S单位太大。
常采用毫西门子，微西门子单位1S=103mS=106μS。
一般用当量电导来表示电导率。
电导率L的单位是(μS/cm)
二、实验材料与设备：
植物叶片：女贞叶片
实验器具：电导仪；温箱；恒温水浴锅；小烧杯，量筒
三、实验步骤：
1.选取低温(高温）处理的女贞叶片5片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20片小圆叶，放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。
再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。
2.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置20min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间后用，电导仪测定溶液电导率。
3. 测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却，测其煮沸电导率。
[ 注意事项]
1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要用手直接接触叶片，以免污染。
2.测定后电极要清洗干净。
四、实验结果
按下式计算相对电导度：
相对电导度（L）=（S1-空白电导率）/（S2-空白电导率）
S1:煮前的电导率 S2:煮后的电导率
空白电导率:蒸馏水的电导率
相对电导度的大小表示细胞膜受伤害的程度
由于室温对照也有少量电解质外渗，故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗，称为伤害度（或伤害性外渗）。
伤害度（%）= 式中 Lt —处理叶片的相对电导度； Lck —对照叶片的相对电导度
四．实验结果
1001⨯--CK
CK
t
L L L
五、实验反思
1.比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况，并加解释。
答：经过低温处理的叶片细胞膜的透性增大，未经处理的叶片细胞膜透性不变。
在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。
而经过低温处理后，细胞膜遭到了破环，选择性能力变差，导致透性增大。
2.植物在逆境情况下细胞膜的透性会怎样变化？
答：在逆境下细胞膜的透性会增大
3.植物抗逆性与细胞膜透性有何关系?
答：植物的抗逆性越强，细胞膜透性越差。