10第十章 植物的逆境生理復(fù)習(xí)題參考答案

第十章 植物的逆境生理復(fù)習(xí)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(yīng)性反應(yīng)，是在長期進(jìn)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(dǎo)才能表現(xiàn)出來，這種誘導(dǎo)過程稱為抗性鍛煉，例如抗寒鍛煉、抗旱鍛煉。4、抗寒鍛煉(cold resistance 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(yīng)低溫的生理生化變化，抗寒能力逐漸增強(qiáng)，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(jìn)行適度的干旱處理，使植物的生理代謝上發(fā)生相應(yīng)的變化，從而增強(qiáng)對干旱的抵抗能力，這個(gè)過程稱為抗旱鍛煉。6、交叉適應(yīng)(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(yīng)作用，稱為交叉適應(yīng)。7、避逆性（stress avoidance）：植物通過設(shè)置物理屏障或某些特殊的代謝反應(yīng)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(dòng)，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(yīng)阻止、降低或者修復(fù)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(xì)胞通過主動(dòng)增加溶質(zhì)降低滲透勢，增強(qiáng)吸水和保水能力，以維持正常細(xì)胞膨壓的作用。11、寒害(cold injury)：低溫導(dǎo)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、活性氧(active oxygen)：是性質(zhì)活潑、氧化能力很強(qiáng)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(tuán)或分子，包括含氧自由基和非含氧自由基。它們的化學(xué)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(dǎo)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、土壤干旱(soil drought)：因土壤中缺少可利用的水，導(dǎo)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；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(guān)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(dǎo)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(qiáng)；7、多；8、無機(jī)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(jī)械損傷，16、正比例，17、大氣，土壤；18、糖；19、暫時(shí)萎蔫；20、弱；21、強(qiáng)；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(qiáng)；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(shí)）；5、；6、×（速度減慢）；7、；8、×（耐熱性強(qiáng)）；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(guān)系?答：一般生物膜脂呈液晶態(tài)，當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)，膜脂由液晶態(tài)變?yōu)槟z態(tài)，從而導(dǎo)致原生質(zhì)停止流動(dòng)，透性加大。膜脂碳鏈越長，固化溫度越高，碳鏈長度相同時(shí)，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(qiáng)。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(diǎn)：(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?yàn)楦彼崤c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(qiáng)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(diǎn)：(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(gè)步驟?答：分兩個(gè)步驟，第一步，是膜相的改變。在低溫時(shí)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(dǎo)致死亡。結(jié)合在膜上的酶系統(tǒng)受到破壞。同時(shí)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(dǎo)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?？寡趸割愑校撼跷锲缁?、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)發(fā)生了哪些生理生化變化? 答：(1)原生質(zhì)流動(dòng)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(dòng)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(guān)酶的活性，加上陰雨，光照不足，光合作用產(chǎn)物形成少，導(dǎo)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(shí)間延長，至病癥出現(xiàn)時(shí)，呼吸更強(qiáng)，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(dá)，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(jìn)入葉內(nèi)，溶化浸潤于細(xì)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(xì)胞。H+降低細(xì)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(xì)胞，比直接影響更大。9、作物適應(yīng)干旱的形態(tài)和生理特征有哪些?答：形態(tài)特征：根系發(fā)達(dá)而深扎，根冠比大，葉片細(xì)胞小，葉脈致密，單位面積氣孔數(shù)目多。生理特征：細(xì)胞液的滲透勢低，在缺水情況下氣孔關(guān)閉較晚，光合作用不立即停止，酶的合成活動(dòng)仍占優(yōu)勢。10、植物在環(huán)境保護(hù)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(qiáng)。植物吸收污染物后，有的分解成營養(yǎng)物質(zhì)、有的形成絡(luò)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(bào)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(xì)胞內(nèi)含物外滲。（2）破壞細(xì)胞正常的氧化還原過程。由于O3氧化SH基為SS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(dǎo)致細(xì)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(shí)還抑制糖酵解，促進(jìn)戊糖磷酸途徑。2、對植物代謝有何影響? 答：(1)逆境導(dǎo)致水分脅迫，細(xì)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(guān)閉，葉綠體受損傷，RuBPC等失活或變性。(3)冰凍、高溫、淹水時(shí)、呼吸速率逐漸下降，冷害、干旱脅迫時(shí)，呼吸先升后降，感病時(shí)呼吸顯著升高。(4)逆境導(dǎo)致糖類和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性化合物，性上升有關(guān)。 (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(chǔ)如何?答：病害對植物生理生化的影響如下：（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(qiáng)。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(chǔ)是：（1）加強(qiáng)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(jìn)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(xì)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(yīng)。即在病菌侵入時(shí)，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(xué)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(yīng)，能減輕病害。4、什么叫植物的交叉適應(yīng)?它具有什么特點(diǎn)?答：植物和動(dòng)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(yīng)作用，稱為交叉適應(yīng)。其特點(diǎn)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。(2)植物在遭受多種逆境脅迫下，會同時(shí)有多種保護(hù)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(dǎo)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(yīng)反應(yīng)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(luò)、砷。其中，酚會損害細(xì)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(dǎo)致根腐爛、葉片發(fā)黃，生長受阻。氰化物會抑制細(xì)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(dǎo)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(dá)，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(diǎn)，根系發(fā)黑，植株枯萎。其傷害的機(jī)理可能與蛋白質(zhì)變性有關(guān)。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(xì)胞中的無機(jī)離子，包括鉀、鈉、鈣、鎂、氯等;二是在細(xì)胞內(nèi)合成的有機(jī)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(xì)胞膨壓變化不大，有利于其他生理生化過程的進(jìn)行。(2)維持氣孔開放，以保證光合作用較正常的進(jìn)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(fù)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(fù)合體，使這些酶的熱失活溫度明顯提高。(2)低溫誘導(dǎo)蛋白，亦稱冷擊蛋白，它與植物抗寒性的提高有關(guān)。由于這些蛋白具有高親水性，所以具有誠少細(xì)胞失水和防止細(xì)胞脫水的作用。(3)滲調(diào)蛋白，有利于降低細(xì)胞的滲透勢和防止細(xì)胞脫水，提高植物的抗鹽性和抗旱性。(4)病程相關(guān)蛋白(PRs)，與植物局部和系統(tǒng)誘導(dǎo)抗性有關(guān)。還能抑制真茵孢子的萌發(fā)，抑制菌絲生長，誘導(dǎo)與其他防衛(wèi)系統(tǒng)有關(guān)的酶的合成，提高其抗病能力。