植物生理学11.第十章-植物对生物和非生物胁迫的反应

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植物生理学 11逆境生理

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。

植物生理学名词解释

植物生理学名词解释

第一章植物得水分生理名词解释水势water potential:水溶液得化学势与纯水得化学势之差除以水得偏摩尔体积所得得商。

渗透势osmotic potential:由于溶质颗粒得存在,降低了水得自由能因而其水势低于纯水得水势。

压力势pressure potential:细胞得原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用,与此同时引起富有弹性得细胞壁产生一种原生质体膨胀得反作用力。

质外体apoplast:由细胞壁及细胞间隙等空间组成得体系。

共质体symplast:由穿过细胞壁得胞间连丝把细胞相连,构成一个相互联系得原生质得整体。

渗透作用osmosis:水分从水势高得系统通过半透膜向水势低得系统移动得现象。

根压root pressure:靠根部水势梯度使水沿导管上升得动力、蒸腾作用transpiration:指水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外得现象。

蒸腾速率transpirationrate:植物在一定时间内单位面积蒸腾得水量。

蒸腾比率transpirationratio(TR):蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2物质得量比值。

水分利用率water use efficiency(WUE):TR得倒数。

内聚力学说cohesion theory:以水分具有较大得内聚力就是以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断来解释水分上升得学说。

水分临界期criticalperiod of water:植物在生命周期中,对水最敏感、最易受伤害得时期。

简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水”。

①水就是细胞质主要成分②代谢作用过程得反应物质③植物对物质吸收与运输得溶剂④保持植物固有形态第二章植物得矿质营养名词解释矿质营养mineral nutrition:植物对矿物质得吸收、转运与同化。

大量元素macroelement:植物对某些元素需要量相对较大(大于10mmol/kg干重),C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素microelement:植物需要量极微(小于10mmol/kg干重),稍多即发生毒害,Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo溶液培养solution culture:在含有全部或部分营养元素得溶液中栽培植物。

植物生理学教案第十章

植物生理学教案第十章
(3)改变体内代谢 外施ABA,可使植物体增加脯氨
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

《植物生理学》题库(附参考答案)

《植物生理学》题库(附参考答案)

《植物生理学》题库(附参考答案)一、单选题(共60题,每题1分,共60分)1、叶片等组织显著失水时,其呼吸速率在短时间内一般( )。

A、变化不大B、会降低C、会增强D、无规律变化正确答案:C2、光周期现象是植物对( )发生反应的现象。

A、光和温度B、光暗周期C、光的成分D、光照度正确答案:B3、一般说来,生物膜功能越复杂,膜中的( )种类也相应增多。

A、核酸B、蛋白质C、糖类D、脂类正确答案:B4、同化物从合成部位通过共质体或质外体的胞间运输进入筛管的过程称为( )。

A、韧皮部卸出B、木质部装载C、韧皮部被动运输D、韧皮部装载正确答案:D5、植物缺( )时,叶片出现“光环效应”,首先从叶缘开始变黄,然后扩展到中央。

A、镁B、铁C、铜D、钾正确答案:D6、光敏色素是一种极其溶于水的( )。

A、多肽激素B、吲哚类物质C、色素蛋白D、甾醇物质正确答案:C7、在油料种子发育过程中,最先积累的储藏物质是( )。

A、脂肪酸B、蛋白质C、淀粉D、油脂正确答案:C8、琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是( )。

A、丙氨酸B、一氧化碳C、氰化钾D、丙二酸正确答案:D9、叶、花和果实都是由( )分生组织分化而来的。

A、基生B、次生C、顶端D、侧生正确答案:C10、需光种子在有光的条件下发芽( )。

A、比暗中好B、同暗中一样差C、比暗中差D、同暗中一样好正确答案:A11、植物体内有机物质转移与运输的方向是( )。

A、长距离运输是从高浓度向低浓度方向转移,短距离运输也可逆浓度方向进行B、既能从高浓度向低浓度方向转移,也能从低浓度向高浓度方向运输C、不能确定D、只能从高浓度向低浓度方向移动,而不能从低浓度向高浓度方向转移正确答案:A12、典型的植物有限生长曲线呈( )。

A、倒钟形B、线形C、S形D、抛物线形正确答案:C13、1939年美军在太平洋岛屿上用无土栽培法生产( )。

A、大豆B、蔬菜C、水稻D、小麦正确答案:B14、寡霉素通过以下哪个方式干扰A对P的合成?( )A、破坏线粒体内膜两侧的氢离子梯度B、使能量以热的形式释放C、抑制了线粒体内A对P合酶的活性D、阻止电子传递正确答案:C15、要消除果树的“大小年”现象,下列栽培措施合理的是( )。

2020年智慧树知道网课《植物生理学》课后章节测试满分答案

2020年智慧树知道网课《植物生理学》课后章节测试满分答案

绪论单元测试1【判断题】(2分)植物生理学是研究植物生命活动规律的科学A.错B.对2【多选题】(2分)植物生理学的发展大致可分为()时期A.迅猛发展时期B.孕育时期C.奠基和成长时期D.初级发展时期第一章测试1【单选题】(2分)风干种子的萌发吸水靠()A.吸涨作用B.渗透作用C.A.代谢作用D.伸缩作用2【单选题】(2分)在同温同压条件下,溶液中水的自由能与纯水相比()A.要低一些B.二者相等C.要高一些D.不相等3【单选题】(2分)在气孔张开时,水蒸汽分子通过气孔的扩散速度()A.与气孔的面积成反比B.与气孔周长成反比C.与气孔周长成正比D.与气孔的面积成正比4【单选题】(2分)蒸腾作用快慢,主要决定于()A.C.叶面积大小B.B.叶片的气孔大小C.A.叶内外蒸汽压差大小D.大5【单选题】(2分)植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关:()A.Ca2+B.K+C.FD.Cl-6【判断题】(2分)蒸腾作用与物理学上的蒸发不同,因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。

()A.对B.错7【判断题】(2分)通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。

()A.对B.错8【判断题】(2分)空气相对湿度增大,空气蒸汽压增大,蒸腾加强。

()A.对B.错9【判断题】(2分)低浓度的C02促进气孔关闭,高浓度C02促进气孔迅速张开。

()A.对B.错10【判断题】(2分)糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡,使保卫细胞压力势下降,吸水膨胀,气孔就张开。

()A.对B.错第二章测试1【单选题】(2分)植物生长发育必需的矿质元素有:()A.9种B.18种C.13种D.16种2【单选题】(2分)高等植物的老叶先出现缺绿症,可能是缺乏()A.钙B.锰C.氮D.硫3【单选题】(2分)植物根部吸收离子较活跃的区域是:()A.增生区B.伸长区C.根毛区D.分生区4【单选题】(2分)影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是()A.土壤钾含量B.土壤中盐含量C.土壤溶液pH值D.土壤中氧浓度5【判断题】(2分)养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。

乙二醇浸泡植物细胞试验解析

乙二醇浸泡植物细胞试验解析

乙二醇浸泡植物细胞试验解析乙二醇浸泡是一种常用的植物细胞试验方法,它具有生动、全面且有指导意义的特点。

在这篇文章中,我们将详细解析乙二醇浸泡植物细胞试验的过程、结果解读以及其在实验研究中的应用,希望能对读者有所启发。

首先,我们来了解一下乙二醇浸泡植物细胞试验的过程。

乙二醇是一种非极性溶剂,可以被植物细胞膜透过。

在实验中,我们将需要处理的植物材料置于含有适量乙二醇的浸泡液中,在适当的温度和时间条件下进行浸泡。

浸泡的目的是通过破坏细胞膜,使得药物或其他试剂能够进一步渗透进入细胞内部,从而达到研究细胞代谢、分子组分等的目的。

进一步来说,乙二醇浸泡植物细胞试验的结果解读包括两个方面。

首先是外观特征的观察,包括细胞颜色的变化、形态的改变等。

如果植物细胞受到了乙二醇浸泡的影响,我们通常会观察到颜色变浅或变深,形态发生畸变等现象。

其次是细胞功能或分子水平的定量分析,可以通过一些化学分析技术来测定浸泡细胞内特定物质的含量或活性变化。

例如,可以测定细胞色素含量或活性酶的表达水平,从而了解乙二醇浸泡对细胞功能的影响。

乙二醇浸泡植物细胞试验在实验研究中具有广泛的应用。

首先,在植物生理学研究中,乙二醇浸泡方法可以研究植物对非生物胁迫的响应机制。

例如,研究盐胁迫下植物细胞内钠离子的积累情况,或在低温胁迫下细胞膜的透性变化等。

其次,在分子生物学研究中,乙二醇浸泡方法常被用来转染外源基因到植物细胞中,以研究基因表达与功能。

此外,乙二醇浸泡植物细胞还可以用于植物组织培养及微繁殖等实验中。

总结一下,乙二醇浸泡植物细胞试验是一种生动、全面且有指导意义的实验方法。

通过破坏细胞膜,乙二醇使得药物或其他试剂能够更好地渗透进入细胞内部,进一步研究细胞代谢和功能等特性。

乙二醇浸泡植物细胞试验在植物生理学和分子生物学等研究领域具有广泛的应用前景。

希望这篇文章能够对读者理解和应用乙二醇浸泡植物细胞试验提供帮助。

植物生理学答案(1)

植物生理学答案(1)

植物生理学答案(1)第一章植物的水分生理一、名词解释。

渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动方式速度快。

共质体途径(symplast pathway): 指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞的细胞质,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。

渗透作用(osmosis):物质依水势梯度而移动,指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象.对于水溶液而言,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 指水分以气体状态,通过植物体的表面,从体内散失到体外的现象。

二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l/L蔗糖溶液中,细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化?答:在正常情况下,植物细胞的水势为负值,在土壤水分充足的条件下,一般植物的叶片水势为-0.8~-0.2MPa。

将植物细胞放在纯水中时,纯水的水势为0,故植物细胞会吸水,渗透势、压力势及水势均上升,细胞体积变大。

当吸水达到饱和时,细胞体积达最大,水势最终变为0,渗透势和压力势绝对值相等、符号相反,各组分不再变化。

当植物细胞放于1mo l /L蔗糖溶液中时,根据公式计算蔗糖溶液的水势(设温度为27 ℃,已知蔗糖的解离系数i=1)=-icRT=-1mol /L×0.0083L·MPa/(mol·K)×(273+27)K=-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势,因此细胞放入溶液后会失水,渗透势、压力势及水势均减少,体积也缩小,严重时还会发生质壁分离现象。

如果细胞处于初始质壁分离状态,其压力势为0,水势等于渗透势。

植物生理学试题(含答案)

植物生理学试题(含答案)

《植物生理学》试卷(A卷)一、名词解释20%1、种子后熟2、生理钟3、临界暗期4、渗透调节5、呼吸骤变二、填空题30%(每空格1分)1、光合作用中心至少包括一个_______,_______和_______,才能导致电荷分离,将光能转为电能。

2、为了解决以下各题,应选用哪些植物激素或生长调节剂⑴插枝生根______,⑵促使胡萝卜在当年开花______,⑶除去双子叶杂草_______。

3、矿质元素对光合作用有直接和间接的影响,因为N和Mg是______的组成成分;Cl和Mn是________所必需的,而电子传递体中的_______含有Fe,____含有Cu。

4、将GA施于正在萌发的去胚大麦粒上,会诱导______,如果此时加入环已酰亚胺,则会抑制_________。

5、根据外界因素如何作用于植物,生长运动可分为______和______,前者又可分为______,______,______和______等。

6、环境污染按污染物存在的场所可分为______,______和______,其中以______和______危害面积较广,同时也易于转变为________。

7、植物激素的三个基本特征是________,________,_________。

8、植物在环境保护的作用有_______和_______。

9、对海藻来说,平衡溶液是______。

三、选择题10%1、在维管植物的较幼嫩部分,哪一种无机盐亏缺时,缺乏症首先表现出来。

()A、缺NB、缺CaC、缺PD、缺K2、在维管植物中,哪一种物质的传导限于一个方向。

()A、筛管里的蔗糖B、生长组织里的IAAC、萌发幼苗中贮备的氨基酸D、生长组织里的GA3、根的最大吸收区域是在()A、根冠B、根尖分生组织C、根毛区D、伸长区4、光合作用中淀粉形成的部位()A、叶绿体中的间质B、叶绿体中的基粒片层C、叶绿体中的基质片层D、细胞质5、光呼吸被氧化的底物是()A、乙醇酸B、乙醛酸C、丙酮酸D、甘油酸四、是非题10%(是用“+”,非用“-”,答错倒扣1分,但不欠分)。

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1.1 渗透保护物质在抗旱耐盐中作用
渗透调节(osmotic adjustment)
指耐旱植物可以调节 它们的溶质势以抵消暂时 或长期的水分胁迫,是植 物细胞中溶质颗粒数目净 增加的结果。渗透调节在 帮助植物顺应干旱或盐性 环境中起到关键作用。
渗透保护物质 (Osmoprotectant)为可 混溶溶质,许多植物在 水分胁迫条件下会积累 小分子相溶性溶质或渗 压剂,有效地提高植物 的渗透调节能力、增强 植物的抗逆性。
Introduction
植物抗胁迫的机制 ➢ 避逆性(stress
avoidance):防止接 触胁迫。 ➢ 抗逆性 (stress tolerance):植物可 以抵抗胁迫。
Introduction
非生物胁迫通常引起植物基因表达模式发生改变
胁迫是可以接受和识别的环境信号;植物识别逆境信号后,该信号 就在细胞之间和整株植物中传递;逆境信号的传递通常会导致细胞水平 上的基因表达发生变化;它又接着影响到整株植物的代谢和发育。
植物水通道蛋白 主要膜内蛋白(MIP) 液泡膜内蛋白(TIP) 质膜内蛋白(PIP)
松叶菊根中MIP基因表达
1.3 水分胁迫诱导的LEA基因
LEA蛋白(late embryogenesis abundant protein)在种子发育 后期和受到水分胁迫的植物营 养组织中积累。
LEA蛋白是一种脱水保护剂,能 够在水分胁迫下保护生物大分 子。
1 缺水胁迫
水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生 产的一个全球性问题,全球20%的耕地受到盐害威 胁, 43%的耕地为干旱、半干旱地区。
引起植物缺水的环境条件 ➢干旱 ➢盐渍 ➢低温
Drought Stress
Drought stress treated
untreated
Salt stress
Self-regulation and osmotic A biosynthesis
2 低温胁迫
低温胁迫包括冷胁迫(chilling/cold stress)和冰冻胁 迫(freezing stress) 。
冰点以上低温对植物的危害叫做冷害。冷害使植 物膜透性增加,膜相由液晶态变为凝胶态,原生 质流动减慢,代谢紊乱。
➢ 1-磷酸甘露醇脱氢酶(E.coli)使6-磷酸果糖转
化为1-磷酸甘露醇,表达该酶基因的转基因植 物可以积累甘露醇,提高耐盐性。
松醇是一种环状的糖 醇,是松科、豆科和 竹科植物中的主要溶 质,对盐胁迫做出反 应。
1.2 缺水和盐分对跨膜运转的影响
干旱和盐分胁迫都要求植物顺应低水势,对细胞内离 子浓度、组分、及其分布的调控是渗透胁迫抗性的基 本特征。
LEA蛋白分为5组,其中第3组 LEA基因转化水稻可以提高抗旱 耐盐能力。
1.4 ABA调控水分胁迫诱导基因的表达
某些水分胁迫诱导基因受ABA调控,这些基因的 启动子中存在ABA应答元件(ABRE) 和偶联元件 (CE),一起控制ABA应答基因的表达。
Drought and Abscisic Acid Signaling
可混溶溶质 (compatible solute) 是一小类化学性质各异 的有机化合物,它们都 具有高度可溶,而且在 高浓度下也不影响细胞 代谢。
重要的渗透保护物质:
脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、 甘露醇、 松 醇
脯氨酸
二甲基磺基丙酸
甜菜碱
胆碱-磺酸
松醇
甘露醇
➢ 渗透保护物质的生物合成
脯氨酸合成关 键酶
➢拟南芥Na+/H+反向运 转蛋白基因:
AtNHX1 SOS1 (salt overly
sensitive)
Salt Stress and the SOS Pathway
Regulation of Na+ homeostasis by the SOS pathway in Arabidopsis
P5CS 吡咯啉-5羧酸合成酶
P5CR 吡咯琳-5羧酸还原酶
L-谷氨酸
L-鸟氨酸
甘氨酸甜菜碱合成关 键酶
➢ 胆碱单加氧酶 (Choline
monooxygenase, CMO) ➢ 甜菜醛脱氢酶 (Betain aldehyde dehydragenase, BADH)
胆碱 甘氨酸甜菜碱
甘露醇(mannitol)生物合成途径
第十章 植物对生物和非 生物胁迫的反应
Yield Losses From Biotic and abiotic Stresses
Introduction
非生物胁迫(abiotic
stress) :由过度或不 足的物理或化学条 件引发的对植物生 长、发育或繁殖产 生不利影响。
胁迫可以引发植物从调 节基因表达和细胞代谢 到生长速率和产量变化 等一系列反应。
冰点以下低温对植物的危害叫做冻害。冻害主要 是冰晶的伤害,结冰会引起细胞质过度脱水,蛋 白质空间结构破坏而使植物受害。
通过低温训化(cold acclimation)措施可提高植物的抗寒性。
2.1 冰冻胁迫(freezing stress)
冰冻对细胞水分有显著的 影响。细胞壁结冰时,细 胞内的水分外流到胞外的 冰上,致使细胞内缺水。
Na+/H+反向运转蛋白( Na+/H+ antiporter) 位于质膜和液泡膜上的Na+/H+反向运转蛋白在植
物耐盐机制中起重要作用 水通道蛋白(aquaporin)
水通道蛋白可使质膜和液泡膜对水的通透性增加,通 过水通道蛋白可以迅速调控细胞的水分流动。植物可 以通过调控水通道蛋白等膜蛋白以加强细胞与环境的 信息交流和物质交换, 增强抗旱、耐盐能力。
A variety of sorghum, sensitive to salinity, growing in sand culture and watered with a nutrient solution containing increasing concentrations of sodium chloride. All the plants have grown for the same length of time.
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