《植物生理学》PPT课件

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1、第十一章植物的抗逆生理重点和难点寒冷、干旱条件下生理生化变化冷害、冻害和旱害机理提高抗寒性途径抗旱植物形态生理特征第一节植物抗逆的生理基础一、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。逆境种类生物因素病害、虫害、杂草理化因素物理的辐射性的化学的温度的水分的二、抗逆性及方式抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和忍耐能力。简称抗性抗性的方式：逆境逃避(stressavoidance):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

2、会产生相应的反应。逆境忍耐(stresstolerance):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。三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点(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。

3、植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相一致的。(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2.光合速率下降3.呼吸作用的变化Levitt(1980)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）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)干旱水分胁迫冰冻→胞间结冰盐渍→土壤水势下降高温→蒸腾强烈膜损伤四、渗透调节与抗逆性(一)渗透调节的概念多种逆境

4、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)渗透调节物质1.无机离子2.脯氨酸3.甜菜碱4.可溶性糖五.植物激素在抗逆性中的作用减少膜的伤害增加Pro含量减少水分丧失1.ABA2.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含量的减少六.逆境胁迫下活性氧伤害

5、第二节植物的抗寒性植物生长对温度的反应有三基点，即最低温度、最适温度和最高温度。超过最高温度，植物就会遭受热害。低于最低温度，植物将会受到寒害(包括冷害和冻害)。温度胁迫即是指温度过低或过高对植物的影响。第二节植物的抗寒性一、冷害(一)概念：冰点(0℃)以上低温对植物的伤害叫冷害。植物对冰点以上低温的适应叫抗冷性。热带、亚热带植物易受害。冷害的类型延迟型冷害：作物在营养生长期遇到低温，使生育期延迟的一种冷害。障碍型冷害：作物在生殖生长期间，遭受短时间的异常低温，使生殖器官的生理功能受到破坏，造成完全不育或

6、部分不育而减产的冷害。混合型冷害：在同一年度里同时发生延迟型冷害与障碍型冷害，导致产量大幅度下降。第二节植物的抗寒性一、冷害(二)伤害症状与类型：1类型：直接伤害与间接伤害。2伤害症状：（1）出现伤斑、凹陷；（2）死苗或僵苗不发；（3）组织柔软、萎蔫；（5）木本芽枯顶枯、破皮流胶；（6）花芽分化受破坏，结实率降低。(三).冷害引起的生理生化变化①生化反应失调：水解酶类活性＞合成酶类氧化磷酸化解偶联，ATP含量减少②呼吸代谢失调：③光合作用受阻：④原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加⑤吸收机能减弱：第

7、二节植物的抗寒性(三)冷害机理：1.膜发生相变，由液晶态变为疑胶态；2.膜透性改变，甚至造成破损；3.代谢紊乱，光合与呼吸变化，吸收机能衰退。4.运输受阻，酶促反应失调。(四)植物的适应：1.增加膜不饱和脂肪酸数量，提高不饱和脂肪酸指数，降低膜相变温度；2.改变某些蛋白(酶)的组分。冷害机理不饱和脂肪酸含量越高，膜脂相变温度越低，越耐低温。冷害膜脂相变液相→固相膜结合酶失活膜破裂骤冷渐冷膜紧缩膜透性增加膜透性降低(根)胞内溶质外渗直接损害阻碍吸水派生干旱损害抑制光合与呼吸代谢破坏间接损害第二节植物的抗寒性

8、二、冻害（一）概念：冰点(0℃)以下低温对植物的伤害叫冻害。植物对冰点以下低温的适应叫抗冻性。常与霜害伴随发生。第二节植物的抗寒性二、冻害（二）冻害伤害症状与类型：类型：胞内结冰与胞间结冰。冻害伤害症状：叶出现烫伤样，组织柔软叶色变褐，终至于枯死。第二节植物的抗寒性（三）冻害伤害的机理：1.胞间结冰使原生质严重脱水，蛋白质变性，原生质不可逆凝胶化；2.胞内结冰对膜与细胞器产生直接破坏；解冻时温度回升快，原生质失水，组织干枯；破