导图社区 植物生理学-逆境
工作3年后自学6个月上岸中国农业大学。这是一篇关于逆境的思维导图,主要内容包括:干旱,冷害,盐,高温,植物抗性的方式,生理变化,生理适应。
编辑于2025-04-13 23:10:46工作3年后自学6个月上岸中国农业大学。这是一篇关于信号转导的思维导图,主要内容包括:信号,指生物在生长发育过程中细胞所受到的各种刺激,受体,指位于细胞表面或细胞内,能感受信号或与信号分子特异结合,并引起特定生理生化反应的生物大分子,信号转导,信号转导过程,事例。
工作3年后自学6个月上岸中国农业大学。这是一篇关于光合作用的思维导图,主要内容包括:光合色素,叶绿体,光合作用机理,影响光合作用的因素,题目准备考研题目。
工作3年后自学6个月上岸中国农业大学。这是一篇关于呼吸作用的思维导图,主要内容包括:末端氧化系统,呼吸商 RQ,种子储存条件,热带植物的呼吸跃变,果实的保存,论述题。
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逆境
干旱
伤害
干旱对植物最直接影响是引起原生质脱水
破坏膜的结构,提高膜的透性,引起胞内氨基酸,糖类物质外渗
光合作用显著下降,甚至趋于停止
呼吸作用先升后降。缺水条件下,呼吸作用在一段时间内增加,是因为干旱使水解解活性增加,合成酶活性降低,甚至完全停止,从而增加了呼吸基质。但当水分亏缺严重时,呼吸作用又会大大降低
蛋白质分解加强,蛋白质的合成过程削弱,脯氨酸大量积累
核算代谢受到破坏,干旱可使植株体内的DNA RNA 含量下降
引起植物激素变化,最明显的是 ABA 含量增加
水分重新分配,干旱时植物组织间按水势大小竞争水分。一般幼叶向老叶吸水,促使老叶枯萎死亡
原生质体机械损伤,干旱时细胞脱水,内向收缩,损伤原生质体的结构,骤然复水,引起细胞质与细胞壁不协调膨胀,把原生质膜撕破,导致 细胞,组织,器官甚至植株的死亡
抗旱机理
植物的抗旱性是指在干旱的条件下,植物能够维持正常代谢水平和正常生长发育进程的能力。
生理特征
细胞原生质具有较高的亲水性,黏性,弹性。细胞渗透势较低,吸水和保水能力强。束缚水含量高,自由水含量少,原生质黏性较大,细胞原生质具有较强的抗脱水能力。蛋白质黏性增加能够提高细胞保水能力,同时弹性增加可防止细胞失水的机械损伤。细胞亲水能力高防止细胞严重脱水
同化能力强。蛋白质,淀粉等物质的合成仍能维持在一定水平,核算代谢相对稳定。水解酶活性变化不大,减少生物大分子的破坏,使原生质稳定
渗透调节物质增加,积累脯氨酸,甜菜碱 ABA等物质。脯氨酸和甜菜碱是渗透调节剂又可保护膜系统。ABA是逆境激素,可以调节气孔的开度,减少蒸腾失水。
有些植物通过调节生育期来避开干旱干扰
形态特征
抗旱性强的植物根系发达,根冠比大,能更有效地利用土壤水分,特别是土壤深层的水分。叶片细胞小,叶脉密,表皮柔毛多,角质化程度高,可减少水分的散失。
提高抗旱途径
培养抗旱品种
使用化学调节剂
矮状素,抗蒸腾剂
合理施肥
合理增加K P 肥的使用,促进根的生长,减少N 使用,避免贪青徒长,导致蒸腾作用过多而失水
冷害
伤害
抗寒机理
提高抗旱途径
盐
伤害
生理干旱
土壤中可溶性盐分过多使土壤溶液水势降低,导致吸水困难,甚至水分外渗,造成生理干旱
离子失调
土壤中某种离子过多往往排斥植物对其他离子的吸收,造成单盐毒害。小麦生在NA 过多的环境,使K Ca Mg 的吸收受阻
代谢紊乱
呼吸作文不稳定,光合作用下降,蛋白质合成受阻,有毒物质积累
活性氧积累
盐胁迫下,植物体内活性氧积累。活性氧的积累加剧膜脂的过氧化作用,导致膜的结构完整性被破坏,加剧代谢紊乱
机制
耐渗透胁迫
通过细胞的渗透调节适应盐分过多而产生的水分胁迫。如将吸收的盐离子积累与液泡中,提高其溶质含量,使水势降低,防止细胞脱水。积累蔗糖,脯氨酸,甜菜碱等有机物质在细胞质中,提高细胞保水力
耐营养缺乏
有些盐生植物在盐分过多地条件下能吸收较多的K,某些蓝绿澡在吸收NA 的同时增加对N素吸收。遮阳防止单盐毒害,维持元素平衡,又能耐营养缺乏
代谢稳定
这种稳定性与某些酶的稳定性密切相关
具有解毒能力
有些植物在盐渍环境中诱导形成二胺氧化酶,分解有毒的二胺化合物,消除其毒害作用
高温
伤害
膜脂变化
高温下,构成膜的蛋白质与脂类之间的键断裂,使脂类脱离膜形成一些液化的囊泡,破坏膜的结构,导致膜丧失选择透过性和主动吸收的特性。膜脂液化程度取决于脂肪酸的饱和程度,饱和程度越高,液化温度越高,耐热性越强
蛋白质变性
由于维持蛋白质空间构型的氢键和疏水键的键能较低,在高温下,氢键和疏水键断裂,破坏蛋白质空间构象,失去二级或三级结构,蛋白质分子展开,失去活性。蛋白质的变性最初时可逆的,但在持续高温下很快转变为不可逆的凝聚状态
水分代谢失调
高温常引起叶片过度蒸腾失水,导致细胞脱水,出现一系列代谢失调
代谢性饥饿
如果植物处于温度补偿点以上较高温度下,呼吸作用大于光合作用,营养物质消耗加快,造成饥饿,高温持续时间过程必然导致死亡
有毒物质积累
高温导致植物组织氧分压降低,无氧呼吸相对加强,积累乙醇,乙醛等有毒物质。此外,高温下蛋白质的分解大于合成,游离NH3 增多,对植物产生毒害
蛋白质合成受阻
高温下细胞产生水解酶类,或溶酶体破裂释放水解酶类,加速蛋白质分解。高温破坏了氧化磷酸化的偶联作用,不合成 ATP,使蛋白质无法合成。高温破坏核糖体和核酸的活性,从根本上降低了蛋白质的合成能力
生理活性物质缺乏
高温抑制某些生化环节,导致使植物生长所需的某些生理活性物质不足,如维生素,核苷酸,生物素,引起代谢紊乱
植物抗性的方式
避逆性
植物通过对生育周期的调整来避开逆境的干扰,在相对适宜的环境中完成起生活史,例如在沙漠中某些短命植物只在雨季生长
御逆性
指植物具有一定的防御环境胁迫的能力,处于逆境时能保持正常对的生理状态
耐逆性
指植物处于不利环境时,通过代谢反应来阻止,降低或修复由逆境造成的损伤,使其仍能保持正常的生理活动
生理变化
水分代谢
吸水和蒸腾量下降,但是蒸腾量大于吸水量,使植物组织的含水量降低并发生萎奄。束缚水含量相对增加,增加抗逆性
光合作用
光合速率呈下降趋势。
高温下,由于酶变性失活或脱水气孔关闭
干旱,由于气孔关闭而导致光合速率下降
呼吸作用
冷冻,高温,盐渍,呼吸速率逐渐下降
零上低温,干旱 植物呼吸先升高后降低
植物发生病害时,呼吸速率极显著增强
受伤部分的细胞脱分化形成愈伤组织,愈伤组织的代谢比较大
物质代谢
促进淀粉降解为葡萄糖等可溶性糖
促进蛋白质降解,可溶性氮增加
生理适应
渗透调节
在水分胁迫时植物体内积累各种有机物质和无计五知,以提高细胞液浓度,降低起渗透势,以保持其体内的水分。通过渗透调节保持由膨压直接控制的膜运输和细胞活性,维持气孔开放,稳定光合速率,保持细胞继续生长
调节物质
从外界吸收无机离子
植物主动吸收无机盐,积累在液泡中,降低细胞水势以方式水分流失
体内合成有机物质
脯氨酸积累
在逆境中脯氨酸会大量积累
脯氨酸合成加强,谷氨酸在失水萎奄时迅速转化为脯氨酸
脯氨酸氧化作用受抑制
蛋白质合成减弱,抑制脯氨酸参入蛋白质的过程
作用
作为渗透调节物质,保持原生质与环境的渗透平衡。与胞内一些化合物形成聚合物,类似亲水胶体,防止水分散失
保持膜结构完整性。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
甜菜碱积累
可溶性糖积累,
植物激素
脱落酸
通过调节气孔的开闭,保持组织内的水分平衡,增强根的吸水性,提高水的通导性
乙烯
促进器官衰老,引起枝叶脱落,减少蒸腾面积,有利于保持水分平衡
促进酚类代谢有关酶的活性,提高植物对伤害的修复
生物膜
正常条件下,生物膜的膜脂呈液晶状,在低温下,膜脂变为凝胶态,使膜透性加大,内含物渗漏,与膜结合的酶活性下降
膜脂不饱和脂肪酸越多,固化温度越低,抗冷性就越强
磷脂含量越高抗冻性越高
饱和脂肪酸越多,液化温度越高,抗旱和热性越强
活性氧平衡
活性氧是化学性质活泼,氧化能力极强的氧代谢物。正常情况下,细胞内活性氧的产生与清除处于动态平衡
机理
活性氧导致膜脂过氧化作用,即生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生过氧化反应。
保护系统
酶系统
超氧化歧化物酶 SOD, 过氧化氢酶 CAT 过氧化物酶 POD, 在酶系统中,以 SOD 处于核心地位
非酶系统
对于自由基/活性氧有清除作用的非酶物质,抗坏血酸,类胡萝卜素,还原谷胱甘肽
逆境蛋白
热击蛋白
低温诱导蛋白