10第十章 植物的逆境生理復習題參考答案

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1、第十章 植物的逆境生理復習題參考答案 一、名詞解釋 1、逆境(environmental stress)：又稱脅迫(stress)。系指對植物生存和生長不利的各種環(huán)境因素的總稱。如低溫、高溫、干旱、澇害、病蟲害、有毒氣體等。 2、抗逆性(stress resistance)：植物對逆境的抵抗和忍耐能力，簡稱為抗性?？剐允侵参飳Νh(huán)境的一種適應性反應，是在長期進化過程中形成的。 3、抗性鍛煉(hardiness?hardening)：在生活周期中，植物的抗逆遺傳特性需要特定環(huán)境因子的誘導才能表現(xiàn)出來，這種誘導過程稱為抗性鍛煉，例如抗寒鍛煉、抗旱鍛煉。 4、抗寒鍛煉(cold resis

2、tance hardening)：植物在冬季來臨之前，隨著氣溫的降低，體內(nèi)發(fā)生了一系列適應低溫的生理生化變化，抗寒能力逐漸增強，這種抗寒能力逐漸提高的過程稱為抗寒鍛煉。 5、抗旱鍛煉(drought resistance hardening )：在種子萌發(fā)期或幼苗期進行適度的干旱處理，使植物的生理代謝上發(fā)生相應的變化，從而增強對干旱的抵抗能力，這個過程稱為抗旱鍛煉。 6、交叉適應(cross adaptation)：植物經(jīng)歷了某種逆境后，能提高對另一些逆境的抵抗能力，這種對不同逆境間的相互適應作用，稱為交叉適應。 7、避逆性（stress avoidance）：植物通過設置物理屏障或某些

3、特殊的代謝反應和生長發(fā)育變化，從而避免或減小逆境對植物組織施加的影響，使其仍保持較正常的生理活動，這種抵抗稱為避逆性。 8、耐逆性(stress tolerance)：又稱逆境忍耐。植物組織雖然經(jīng)受逆境的影響，但可通過代謝反應阻止、降低或者修復由逆境造成的損傷，從而保持其生存能力，這種抵抗稱為耐逆性。 9、逆境逃避(stress escape)：指植物通過生育期的調(diào)整避開逆境，例如沙漠中的一些植物在雨季里快速生長，完成生活史，自身并不經(jīng)歷逆境。 10、滲透調(diào)節(jié) (osmotic adjustment.) ：植物細胞通過主動增加溶質(zhì)降低滲透勢，增強吸水和保水能力，以維持正常細胞膨壓的作用。

4、 11、寒害(cold injury)：低溫導致的植物受傷或死亡。 12、凍害(feezing injury)：溫度下降到零度以下，植物體內(nèi)發(fā)生冰凍，因而受傷甚至死亡，這種現(xiàn)象稱為凍害。 13、冷害(cilling injury)：零度以上低溫，雖無結(jié)冰現(xiàn)象，但能引起喜溫植物的生理障礙，使植物受傷甚至死亡，這種現(xiàn)象叫冷害。 14、澇害(flood injury)：土壤水分過多對植物產(chǎn)生的傷害。 15、植保素(phytoalexin)：是寄主被病原菌侵入后產(chǎn)生的一類對病菌有毒的物質(zhì)。 16、抗病性(disease resistance)：植物對病原微生物侵染的抵抗能力。 17、活性

5、氧(active oxygen)：是性質(zhì)活潑、氧化能力很強的含氧物質(zhì)的總稱。包括含氧的自由基、過氧化氫、單線態(tài)分子氧等。 18、生物自由基(biological free radical)：泛指生物體自身代謝產(chǎn)生的帶有未配對電子的基團或分子，包括含氧自由基和非含氧自由基。它們的化學性質(zhì)極其活潑，不穩(wěn)定的。 19、逆境蛋白(stress proteins)：由逆境因素如干旱、水澇、高溫、低溫、病蟲害、有毒氣體和紫外線等誘導植物體內(nèi)形成的新蛋白質(zhì)(酶)。 20、大氣干旱(atmosphere drought)：空氣極度干燥，相對濕度極低，根系吸水趕不上蒸騰失水，因而發(fā)生水分虧缺現(xiàn)象。 21

6、、土壤干旱(soil drought)：因土壤中缺少可利用的水，導致植物體內(nèi)水分虧缺發(fā)生永久萎蔫的現(xiàn)象。 22、干旱(drought)與生理干旱(physiological drought)：過度水分虧缺的現(xiàn)象稱為干旱。由于土壤中鹽分過多，引起土壤水勢降低，使植物根系吸收水分困難，甚至發(fā)生體內(nèi)水分外滲的受旱現(xiàn)象，叫生理干旱。寒害也能引起植物產(chǎn)生生理干旱現(xiàn)象。 二、寫出下列符號的中文名稱 1、CAT —過氧化氫酶；2、MDA —丙二醛；3、O-.2 —超氧自由基；4、1O2 —單線態(tài)氧；5、*OH —羥基自由基；6、POD —過氧化物酶；7、P- —蛋白質(zhì)自由基；8、RO- —烷氧自由基；

7、9、UFAI —不飽和脂肪酸指數(shù)；10、RuFA —多元不飽和脂肪酸；11、SOD —超氧物歧化酶；12、ROO* —脂質(zhì)過氧化物；13、HSPs —熱擊蛋白；14、PRs —病程相關蛋白；15、HF —氟化氫 。 三、填空題 1、雙硫鍵，凝聚；2、膜相的改變，由于膜損傷而引起代謝紊亂導致死亡；3、孕穗期，灌漿至乳熟末期；4、硫化物，氟化物，氯化物，氮氧化合物，粉塵，帶有各種金屬元素的氣體；5、降低；6、強；7、多；8、無機離子，可溶性糖，脯氨酸，甜菜堿等；9、少；10、慢；11、慢；12、脫落酸；13、高；14、凍害，冷害，15、機械損傷，16、正比例，17、大氣，土壤；18、糖；19、

8、暫時萎蔫；20、弱；21、強；22、HF；23、超氧自由基，羥基自由基，單線態(tài)氧，過氧化氫，脂質(zhì)過氧化物；24、強；25、水，大氣。 四、是非判斷與改正 1、√；2、√；3、×（過度脫水）；4、×（零度以上低溫時）；5、√；6、×（速度減慢）；7、√；8、×（耐熱性強）；9、√；10、×（下降）；11、√；12、√；13、√；14、×（酚、氰、鉻、砷、汞）；15、√；16、×（對某一污染物極敏感的植物）。 五、簡答題. 1、膜脂與植物的抗冷性有何關系? 答：一般生物膜脂呈液晶態(tài)，當溫度下降到一定程度時，膜脂由液晶態(tài)變?yōu)槟z態(tài)，從而導致原生質(zhì)停止流動，透性加大。膜脂碳鏈越長，固化溫度越

9、高，碳鏈長度相同時，不飽和鍵數(shù)越多，固化溫度越低。即不飽和脂肪酸越多植物的抗冷性就越強。 2、在逆境中，植物體內(nèi)累積脯氨酸有什么作用? 答：脯氨酸在逆境中的作用有兩點：(1)作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。適合于用來保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡。防止水分散失。(2)保持膜結(jié)構(gòu)的完整性。因為脯氨酸與蛋白質(zhì)相互作用，能增加蛋白質(zhì)的可溶性和減少可溶性蛋白的沉淀，增強蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)間的水合作用。 3、BA提高植物抗逆性的原因是什么? 答：原因有四點：(1)可能減少膜的傷害；(2)減少自由基對膜的破壞。(3)改變體內(nèi)代謝。(4)減少水分喪失，提高抗旱、抗冷、抗寒和抗鹽的能力。 4、物組織的傷害大致分為幾個步驟

10、? 答：分兩個步驟，第一步，是膜相的改變。在低溫時膜從液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài)，膜收縮，出現(xiàn)裂縫或通道，使膜的透性增加。第二步，是由于膜損傷而引起代謝紊亂導致死亡。結(jié)合在膜上的酶系統(tǒng)受到破壞。同時結(jié)合在膜上的酶系統(tǒng)與膜外游離酶系統(tǒng)之間喪失固有的平衡，導致代謝紊亂。 5、出植物體內(nèi)能消除自由基的抗氧化物質(zhì)與抗氧化酶類。 答：抗氧化物質(zhì)有：鋅、硒、硫氫基化合物(如谷胱甘肽、半胱氨酸等)、Cytf、PC、類胡蘿卜素、維生素A、維生素C、維生素E、輔酶A、輔酶Q、甘露醇、山梨醇等。 抗氧化酶類有：超氧物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶等。 6、冷害過程中，植物體內(nèi)

11、發(fā)生了哪些生理生化變化? 答：(1)原生質(zhì)流動減慢或停止。對冷害敏感的植物如番茄、西瓜等在10℃下1分鐘，原生質(zhì)流動很緩慢或完全停止。 (2)水分平衡失調(diào)。秧苗受到冷害后，吸水跟不上蒸騰，葉尖、葉片會萎蔫、干枯。 (3)光合速率減弱。低溫影響葉綠素合成和與光合作用有關酶的活性，加上陰雨，光照不足，光合作用產(chǎn)物形成少，導致減產(chǎn)。 (4)呼吸速率大起大落。冷害初期呼吸速度加快，隨著低溫加劇或時間延長，至病癥出現(xiàn)時，呼吸更強，以后迅速下降。 7、提高作物抗旱性的途徑是什么？ 答：(1)根據(jù)作物抗旱特征(根系發(fā)達，根／冠比大等)，可以選擇不同抗旱性的作物品種，或作為抗旱育種的親本，加速抗

12、旱育種。 (2)提高作物抗旱性的生理措施，例如：抗旱鍛煉、蹲苗、合理施用磷肥、鉀肥均能提高作物抗旱性；氮肥過多、過少抗旱性差，所以要適量；硼在抗旱中的作用與鉀類似。 (3)施用生長延緩劑，如矮壯素等。 8、SO2危害植物的原因是什么? 答：SO2通過氣孔進入葉內(nèi)，溶化浸潤于細胞壁的水分中成為重亞硫酸離子(HSO-3)和亞硫酸離子(SO-3)，并產(chǎn)生氫離子，這三種離子會傷害植物細胞。H+降低細胞的pH值，干擾代謝過程，SO-3和HSO-3直接破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使酶失活。間接影響是因產(chǎn)生更多的自由基(如O-˙2，*OH等)，傷害細胞，比直接影響更大。 9、作物適應干旱的形態(tài)和生理特征有

13、哪些? 答：形態(tài)特征：根系發(fā)達而深扎，根冠比大，葉片細胞小，葉脈致密，單位面積氣孔數(shù)目多。 生理特征：細胞液的滲透勢低，在缺水情況下氣孔關閉較晚，光合作用不立即停止，酶的合成活動仍占優(yōu)勢。 10、植物在環(huán)境保護中有什么作用? 答：(1)植物通過光合作用不斷從空氣中吸收二氧化碳，釋放氧氣，可以維持大氣中二氧化碳和氧的平衡。 (2)植物可以吸收環(huán)境中的污染物，并加以分解。如垂柳吸收SO2和氟化物的能力都較強。植物吸收污染物后，有的分解成營養(yǎng)物質(zhì)、有的形成絡合物，從而降低了毒性。 (3)抑制藻類生長。水域中藻類繁生污染水源。如在水中種植水葫蘆就可抑制藻類生長，凈化水質(zhì)。 (4)植物葉

14、片表面的絨毛、皺紋及分泌物等可以阻擋、吸附或粘著粉塵。 (5)植物對某些污染物的高度敏感性，可以用作環(huán)境監(jiān)測或生物報警，如唐昌蒲對氟化氫非常敏感，可以監(jiān)測大氣中氟化氫的濃度變化。 六、論述題 1、03對植物的傷害主要表現(xiàn)在哪些方面? 答：植物受O3傷害的癥狀：一般出現(xiàn)在成熟的葉片上，它對植物傷害主要表現(xiàn)在：（1）破壞質(zhì)膜。O3能氧化質(zhì)膜的組成成分如蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸等，破壞質(zhì)膜，使細胞內(nèi)含物外滲。（2）破壞細胞正常的氧化還原過程。由于O3氧化SH基為—S—S—鍵，破壞了以SH基為活性基的酶(如多種脫氫酶)的活性，從而導致細胞內(nèi)正常的氧化還原過程受擾，影響各種代謝過程。（3）O3破壞葉

15、綠素的合成，使光合速率降低。（4）改變呼吸途徑。O3不只抑制氧化磷酸化水平，同時還抑制糖酵解，促進戊糖磷酸途徑。 2、對植物代謝有何影響? 答：(1)逆境導致水分脅迫，細胞脫水，膜系統(tǒng)受害，透性加大。 (2)光合速率下降，同化產(chǎn)物減少，缺水引起氣孔關閉，葉綠體受損傷，RuBPC等失活或變性。 (3)冰凍、高溫、淹水時、呼吸速率逐漸下降，冷害、干旱脅迫時，呼吸先升后降，感病時呼吸顯著升高。 (4)逆境導致糖類和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性化合物，性上升有關。 (5)組織內(nèi)脫落酸含量迅速升高。 3、病害對植物生理生化有何影響?作物抗病的生理基礎如何? 答：病害對植物生理生化的影響如下：（

16、1）水分平衡失調(diào)，許多植物感病后發(fā)生萎蔫或猝倒。（2）呼吸作用加強。染病組織一般比健康組織的呼吸速率可增加許多倍，且氧化磷酸化解偶聯(lián)，大部分能量以熱能形式釋放出去，所以染病組織的溫度大大升高。（3）光合作用下降。染病后，葉綠體破壞，葉綠素含量減少，光合速率顯著下降。（4）生長改變。有些植物染病后由于IAA、GA增加，引起植物徒長，偏上生長，形成腫瘤等。 作物抗病的生理基礎是：（1）加強氧化酶(抗壞血酸氧化酶、過氧化物酶)的活性，可以分解毒素，促進傷口愈合，抑制病菌水解酶活性。（2）植物染病后產(chǎn)生過敏性組織壞死，使有些只能寄生于活細胞的病原菌死亡。（3）產(chǎn)生抑制物質(zhì)。如馬鈴薯植株產(chǎn)生綠原酸，可

17、以防止黑疤病菌的感染，亞麻的根分泌一種含氰化物的物質(zhì)，抑制微生物的呼吸。（4）作物還具有免疫反應。即在病菌侵入時，體內(nèi)產(chǎn)生某種對病原菌有毒的化合物(多為酚類化合物)防止病菌侵染。此外，作物體內(nèi)還含有一些化學物質(zhì)，如生物堿、單寧、苦杏仁苷等，對侵入的病菌有毒殺作用或防御反應，能減輕病害。 4、什么叫植物的交叉適應?它具有什么特點? 答：植物和動物一樣，在經(jīng)歷了某種逆境之后能提高對另一些逆境的抵抗能力，這種對于不良環(huán)境之間的相互適應作用，稱為交叉適應。其特點如下：: (1)在干旱、鹽漬等多中逆境條件下，植物體內(nèi)的脫落酸、乙烯等植物激素含量都有增加，從而可以提高植物對多種逆境的抵抗能力。 (

18、2)植物在遭受多種逆境脅迫下，會同時有多種保護酶參與作用，如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶等。 (3)植物在一種逆境下可以產(chǎn)生多種逆境蛋白，而在多種逆境下則又可以產(chǎn)生類似的逆境蛋白。如在高溫、干旱、鹽漬等脅迫下都能誘導熱激蛋白的合成。 (4)在多種逆境條件下，植物都會積累脯氨酸、甜菜堿等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過滲透調(diào)節(jié)作用來提高自身對逆境的抵抗力。干旱、鹽處理可提高水稻的抗冷性，就是植物發(fā)生交叉適應反應的例證。 5、環(huán)境污染中的”五毒”是什么?它們是如何危害植物的? 答：通常講環(huán)境污染中的五毒是指酚、氰、汞、絡、砷。其

19、中，酚會損害細胞質(zhì)膜，破壞膜的選擇透性，影響植物對水分、礦質(zhì)元素的吸收和代謝，導致根腐爛、葉片發(fā)黃，生長受阻。氰化物會抑制細胞色素氧化酶、抗壞血酸氧化酶的活性，呼吸作用受阻，植株生長不良，分蘗少，植株矮小，甚至停止生長。鉻會導致水稲葉鞘出現(xiàn)褐斑，葉片失綠枯黃，根系發(fā)育不良，植株矮小。汞會破壞葉綠素，葉子發(fā)黃，光合速率明顯下降，植贊矮小，根系不發(fā)達，分蘗受抑制。砷可使葉片變?yōu)榫G褐色，葉柄基部出現(xiàn)褐色斑點，根系發(fā)黑，植株枯萎。其傷害的機理可能與蛋白質(zhì)變性有關。 6、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)有哪些?滲透調(diào)節(jié)的主要生理功能是什么? 答：植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可分為兩大類：一是由外界引入細胞中的無機離子，包括鉀、鈉、

20、鈣、鎂、氯等;二是在細胞內(nèi)合成的有機溶質(zhì)，主要是蔗糖、山梨醇、脯氨酸、甜菜堿等。其主要的生理功能包括： (1)維持細胞膨壓變化不大，有利于其他生理生化過程的進行。 (2)維持氣孔開放，以保證光合作用較正常的進行。 7、植物在逆境下可以合成哪些逆境蛋白?它們有什么生理功能? 答：植物在逆境條件下合成的逆境蛋白有： (1)熱擊蛋白f(HSPs)，可以和受熱激傷害后變性蛋白質(zhì)結(jié)合，維持它們的可溶狀態(tài)或使其恢復原有的空間構(gòu)象和生物活性。熱激蛋白也可以與一些酶結(jié)合成復合體，使這些酶的熱失活溫度明顯提高。 (2)低溫誘導蛋白，亦稱冷擊蛋白，它與植物抗寒性的提高有關。由于這些蛋白具有高親水性，所以具有誠少細胞失水和防止細胞脫水的作用。 (3)滲調(diào)蛋白，有利于降低細胞的滲透勢和防止細胞脫水，提高植物的抗鹽性和抗旱性。 (4)病程相關蛋白(PRs)，與植物局部和系統(tǒng)誘導抗性有關。還能抑制真茵孢子的萌發(fā)，抑制菌絲生長，誘導與其他防衛(wèi)系統(tǒng)有關的酶的合成，提高其抗病能力。