第十三章植物的逆境生理一、教学时数计划教学时数10学时，其中理论课6学时，实验课4学时。二、教学大纲基本要求1.了解自然环境胁迫的基本概念与胁迫的类型以及植物相应的适应机制；2.了解渗透调节与环境胁迫的关系、膜保护物质与自由基的平衡；3.了解强光胁迫的概念、光抑制的特点以及紫外线辐射对陆生高等植物的影响；4.了解低温和高温对植物的伤害以及植物适应的机理与途径；6.了解干旱和水涝对植物的伤害以及植物适应的机理与途径；7.了解盐分过多对植物的危害以及植物的抗盐性；9.了解病虫对植物的伤害以及植物的抗病性和抗虫性；10.了解大气、水体、土壤等环境污染对植物的伤害，植物抗环境污染机理与途径，以及进行环境保护必要性。三、教学重点和难点(一)重点1．植物在逆境下的形态结构变化与生理生化的变化；2.光环境的特点以及强光胁迫和紫外线辐射对陆生高等植物的影响；2．低温和高温对植物的伤害以及植物适应的机理与途径；3．干旱和水涝对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径；5．大气污染的种类和对植物的伤害特点(二)难点1．植物在逆境下形态结构和生理生化的变化2．渗透调节和自由基的平衡与抗逆性的关系3．抗寒性和抗旱性机理本章内容提要：在自然界条件下，由于不同的地理位置和气候条件以及人类活动等多方面原因，造成了各种不良环境，超出了植物正常生长、发育所能忍受的范围，致使植物受到伤害甚至死亡。这些对植物产生伤害的环境称为逆境（stress）或胁迫。而植物对不良环境的适应性和抵抗力为抗逆性（stressresistance）或抗性。活性氧具有活泼的化学反应性，产生的主要部位为叶绿体和线粒体。活性氧是植物生命代谢中的产物，但活性氧积累到致害水平后，可使细胞结构及功能受损、生长受抑、引发膜脂过氧化、生物大分子受损伤，植物体内活性氧清除系统包括酶系统及抗氧化剂。多种逆境可诱导植物产生逆境蛋白，如热激蛋白、低温诱导蛋白、渗调蛋白、病程相关蛋白及其它逆境蛋白。渗透调节的主要功能是维持细胞的正常膨压，渗透调节物质包括无机离子及有机溶质。生物膜结构及功能稳定性与植物抗逆性有关。低温、高温、干旱、盐害等多种逆境下，ABA含量都会显著增加，ABA作为一种胁迫激素或信号物质调节植物对逆境的适应性，植物交叉适应的作用物质可能是ABA。超过光饱和点的光强为强光，强光对植物可能造成的危害为强光胁迫。强光对植物的胁迫主要体现在：影响光合速率造成光合“午休”、增加光呼吸、影响植物生长发育和繁殖进程甚至改变其成分等。太阳紫外线增加可以导致：DNA伤害、光合功能受损、膜功能下降。低温逆境包括冷害和冻害。冷害是冰点以上低温对植物的伤害。冷害导致膜相由液晶态转变成凝胶态，膜透性增大，基本代谢紊乱，氧化磷酸化解偶联。冻害指冰点以下低温度使细胞间隙结冰或细胞内结冰引起的伤害。冻害的机理通常有膜伤害假说及巯基假说。结冰导致细胞质过度脱水、蛋白质分子变性，膜遭到破坏，代谢就紊乱。热害是高温胁迫对植物的伤害，可分为直接伤害及间接伤害，植物的抗热性因生态习性、生育期、器官部位、自身代谢不同而不同。干旱可分为大气干旱、土壤干旱及生理干旱。干旱使细胞过度脱水，细胞膜遭到破坏，正常生理生化代谢受阻、细胞受到机械性损伤，光合作用下降，氧化磷酸化解偶联。涝害可分为湿害和涝害。涝害引起伤害并不在于水分本身，而是水涝缺氧后引发的次生胁迫对植物的危害。盐害对植物的主要危害是渗透胁迫并引起生理代谢紊乱，植物适应盐胁迫的机理有避盐及耐盐两种方式。植物病害是致病菌与寄主之间相互作用的结果，植物感病后表现为水分平衡破坏、呼吸升高、光合下降、激素代谢异常，同化物运输受阻。植物抗病性的生理基础包括呼吸氧化酶活性增强，调用原有的抗病物质，发生过敏反应和产生HRGP、胼胝质、SAR、植保素、细胞壁水解酶、病程相关蛋白等抗病性物质，植物体抗病性可诱导发生。植物的抗虫性可分为生态抗性和遗传抗性两大类。形态解剖特性构成了拒虫性的主要方面，抗虫性表现与有毒的植物成分有关。可用生物技术培育抗虫品种。提高植物对各种逆境抗性的途径，一般可以通过抗性育种、抗逆境锻炼、化学...
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