植物衰老在外部特征上的表现是：生长速率下降、叶色变黄、叶绿素含量减少。在衰老过程中内部也发生一些生理生化变化，这些变化是：
（1）光合速率下降。这种下降不只表现在衰老叶片上，而且整株植物的光合速率也降低。叶绿素含量减少、叶绿素a/b比值小；
（2）呼吸速率降低，先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率较光合速率降低为慢； （3）核酸、蛋白质合成减少 、降解加速，含量降低；
（4）酶活性变化，如核糖核酸酶，蛋白酶等水解酶类活性增强；
（5）促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含量减少，而诱导衰老和成熟的植物激素ABA和乙烯含量增加； （6）细胞膜系统破坏，透性加大，最后细胞解体，保留下胞壁。 4．植物器官脱落与植物激素的关系如何？
（1）生长素 当生长素含量降至最低时，叶片就会脱落，外施生长素于离区的近基一侧，则加速脱落，施于远基一侧，则抑制脱落，其效应也与生长素浓度有关。
（2）脱落酸 幼果和幼叶的脱落酸含量低，当接近脱落时，它的含量最高。主要原因是可促进分解细胞壁的酶的活性，抑制叶柄内生长素的传导
（3）乙烯 棉花子叶在脱落前乙烯生成量增加一倍多，感病植株，乙烯释放量增多）会促进脱落。 （4）赤霉素促进乙烯生成，也可促进脱落，细胞分裂裂素延缓衰老，抑制脱落。 5．导致脱落的外界因素有哪些？
（1）氧浓度：氧分压过高过低都能导致脱落，高氧促进乙烯形成，低氧抑制呼吸作用。
（2）温度：异常温度加速器官脱落，高温促进呼吸消耗，此外高温还会引起水分亏缺，加速叶片脱落。
（3）水分：干旱缺水会引起叶、花、果的脱落，这是一种保护性反应，以减少水分散失。干旱会促进乙烯、脱落酸增加，促进离层形成引起脱落。
（4）光照：光照弱脱落增加，长日照可延迟脱落，短日照促进脱落。 （5）矿质元素：缺Zn、N、P、K、Fe等都可能导脱落。 6．植物器官脱落时的生物化学变化如何？
脱落的生物化学过程主要是水解高层的细胞壁和中胶层使细胞分离成为离层，其次是促使细胞壁物质合成和沉积，保护分离的断面，形成保护层。在脱落之前，植物叶片或果实内植物激素含量发生变化，在激素信号的作用下，离区内合成RNA、翻译成蛋白质（酶），呼吸加强，提供上述变化的能量，与脱落有密切关系的纤维紊酶和果胶酶活性增强。 7．到了深秋，树木的芽为什么会进入休眠状态？
到了秋天导致树木形成休眠芽进入休眠状态的原因，主要是由于日照时数的缩短所引起的。秋天的短日照作为进入休眠的信号，这一信号由叶片中的光敏色素感受后，便促进甲羟戊酸合成ABA，并转移到生长点，抑制mRNA和tRNA的生物合成因而也就抑制了蛋白质与酶的生物合成，进而抑制芽的生长，使芽进入休眠状态。 8．果实成熟时产生呼吸跃变的原因是什么？
产生呼吸跃变的原因：（1）随着果实发育，细胞内线粒体增多，呼吸活性增高；（2）产生了天然的氧化磷酸化解偶联，刺激了呼吸活性的提高：（3）乙烯释放量增加，诱导抗氰呼吸加强。（4）糖酵解关键酶被活化，呼吸活性增强。
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9．呼吸跃变与果实贮藏的关系如何？在生产上有何指导意义？
果实呼吸跃变是果实成熟的一种特征，大多数果实成熟是与呼吸的跃变相伴随的，呼吸跃变结束即意味着果实已达成熟。在果实贮藏或运输中，可以通过降低温度，推迟呼吸跃变发生的时间，另一是增加周围CO2的浓度，降低呼吸跃变发
生的强度，这样就可达到延迟成熟，保持鲜果，防止腐烂的目的。
第十三章 植物的抗性生理
一、名词解释
1．逆境：系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称，如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。 2．抗逆性：植物对逆境的抵抗和忍耐能力。简称为抗性。抗性是植物对环境的一种适应性反应。
3．逆境逃避：植物通过各种方式，设置某种屏障，从而避开或减小逆境对植物组织施加的影响。植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应的反应，这种抵抗叫逆境逃避。
4．逆境忍耐：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损伤，使其仍保持正常的生理活动。
5．抗寒锻炼：植物在冬季来临之前，随着气温的降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强，这种提高抗寒能力的过程叫抗寒锻炼。
6．冻害：当温度下降到0oC以下，植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。
7．冷害：指0oC以上低温，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍使植物受伤甚至死亡，这种现象叫冷害。 8．萎蔫：植物在水分亏缺严重时，细胞失去紧张，叶片和茎的幼嫩部分下垂，这种现象称为萎蔫。
9．生理干旱：过度水分亏缺的现象叫干旱，由于土壤中盐分过多，引起上壤水势降低，使植物根系吸收水分困难，甚至发生体内水分外渗的受旱现多叫生理干旱，冷害等也能引起植物产生生理干旱现象。
10．活性氧：是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称，包括含氧的自由基、超氧阴离子自由基、单线态分子氧等。 11．生物自由基：泛指生物体自身代谢产生的一些带有未配对电子的基团或分子，它们是不稳定的，化学活性很高的基团或分子包括含氧自由基和非含氧自由基。
12．植保素：是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质。 二、填空题
1．实验证明，细胞膜蛋白在结冰脱水时，其分子间的 很容易形成，使蛋白质发生 。二硫键 凝聚
2．零上低温对喜温植物的伤害大致分为两个步骤：第一步是 ，第二步是 。膜相的改变 由于膜损坏而引起代谢紊乱导致死亡
3．冻害和干旱使植物致死的共同机理是 。细胞过度脱水 4．膜脂不饱和脂肪酸含量越高，植物抗冷性就越 。强
5．干旱时，抗旱性强的小麦品种叶表皮细胞的饱和脂肪酸较不抗旱的 。多 6．在逆境下，植体内最主要的渗透调节物质是 。脯氨酸 7．干旱时，不抗旱品种体内累积脯氨酸较抗旱的 。少 8． 是植物抗寒性的主要保护物质。可溶性糖
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9．逆境下，抗性强的品种脱落酸含量比抗性弱的 。高 10．植物的抗冻性与细胞的硫氢基含量高低成 关系。正比例 11．干旱可分为 干旱和 干旱。大气 土壤
12．CAM植物的抗热性 ，因为 。较强 CAM植物体内有机酸与氨作用形成酰胺
三、选择题
1．在植物受旱情况下，下列哪种氨基酸会发生累积：（ ） A．天冬氨酸 B．精氨酸 C．脯氨酸 2．试验证实，膜脂不饱和脂肪酸越多，抗性就（ ）
A．增强 B．减弱 C．保持稳定 3．植物受到干旱胁迫时，光合速率会（ ）
A．上升 B．下降 C．变化不大 4．植物感染病菌时，其呼吸速率是（ ）
A．显著升高 B．显著下降 C．变化不大 5．抗旱性强的小麦品种在灌浆期干旱时，叶表皮细胞的饱和脂肪酸（ ） A．较多 B．较少 C．中等水平 6．在逆境条件下植物体内脱落酸含量会（ ）
A．减少 B．增多 C．变化不大 7．细胞间结冰伤害的主要原因（ ）
A．原生质过度脱水 B．机械损伤 C．膜伤害 8．越冬作物体内可溶性糖的含量（ ）
A．增多 B．减少 C．受化不大 9．植物适应干旱条件的形态特征之一是根／冠比（ ） A．大 B．小 C．中等 10．生理干旱是因为（ ）
A．土壤含水量过低 B．土壤水势过低 C．土壤结冰
四、是非判断与改正
1．抗寒力强的植物，在低温下合成饱和脂肪酸较多。（ ）（?）合成不饱和脂肪酸多
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2．逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物的过程加强，这与合成酶作用下降、水解酶活性增强有关。（ ）（?） 3．无论什么逆境条件，植物体内的内源脱落酸总是减少，抗逆性增强。（ ）（?）成正相关 4．外施脱落酸可改变体内代谢，使脯氨酸含量减少。（ ）（?）
5．冻害对植物的影响，主要是由于结冰而引起的。（ ）（?）零度以上低温时 6．在零度以下时，喜温植物受伤甚至死亡的现象就是冷害。（ ）（?） 7．在播种前，对萌动种子进行干旱锻炼，可以提高抗旱性。（ ）（?） 8．涝害使作物致死的原因与缺氧程度有关。（ ）（?）下降 9．盐分过多，可使棉花、小麦等的呼吸速率上升。（ ） 五、问答题
1．膜脂与植物的抗冷性有何关系？
一般生物膜脂呈液晶态，当温度下降到一定程度时，膜脂由液晶态变为凝胶态，导致原生质停止流动，透性加大膜脂碳链越长固化温度越高；碳链长度相同时，不饱和键数越多，固化温度越低。即不饱和脂肪酸越多植物的抗冷性越强。 2．在逆境中植物体内累积脯氨酸有利什么作用？
脯氨酸在逆境中的作用有两点：（1）作为渗透调节物质。适合于用来保持原生质与环境的渗透平衡。防止水分散失。（2）保持膜结构的完整性，因为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，增强蛋白质和蛋白质间的水合作用。
3．外施ABA提高植物抗逆性的原因是什么？
原因有四点：（1）可能减少膜的伤害；（2）减少自由基对膜的破坏；（3）改变体内代谢；（4）减少水分丧失，提高抗旱、抗冷、抗冻和抗盐的能力。
4．零上低温对植物组织的伤害大致分为哪几个步骤？
分两个步骤：第一步是膜相的改变，在低温时膜从液晶态转变为凝胶态，膜收缩，出现裂缝或通道，使膜的透性增加。第二是由于膜损伤而引起代谢紊乱。膜上的酶系统受到破坏，同时结合在膜上的酶系统与膜外游离酶系统之间丧失固有比平衡，导致代谢紊乱。
5．逆境对植物代谢有何影响？
（1）逆境导致水分胁迫，细胞脱水，膜系统受害，透性加大。
（2）光合速率下降，同化产物减少，缺水引起气孔关闭，叶绿体受损伤，RuBPC等失活或变性。
（3）冰冻、高温、淹水时，呼吸速率逐渐下降，冷害、干旱胁迫时，呼吸先升后降，感病时呼吸显著升高。 （4）逆境导致糖类和蛋白质转变成可溶性化合物，这与合成酶活性下降，水解酶活性上升有关。 （5）组织内脱落酸含量迅速升高。
6．在冷害过程中植物体内有哪些生理生化变化？
（1）原生质流动减慢或停止 对冷害敏感的植物如番茄、西瓜等在10℃下1-2分钟，原生质流动很缓慢或完全停止。 （2）水分平衡失调 秧苗受到冷害后，吸水跟不上蒸腾，叶尖、叶片会萎蔫、干枯。
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（3）光合速率减弱 低温影响叶绿素合成，加上阴雨，光照不足，光合作用产物形成少，导致减产。
（4）呼吸速率大起大落 冷害初期呼吸速度加快，随着低温加剧或时间延长，至病症出现时，呼吸更强，以后迅速下降。 7．提高作物抗旱性途径是什么？
（1）根据作物抗旱特征（根系发达，根／冠比大等）可以选择不同抗旱性的作物品种，或作为抗旱育种的亲本，加速抗旱育种；
（2）提高作物抗旱性的生理措施，例如：抗旱锻炼，蹲苗，合理施用磷肥、钾肥均能提高作物抗旱性；氮肥过多、过少抗旱性差，所以要适量；硼在抗旱中的作用与钾类似。 （3）施用生长延缓剂如矮壮素等。 8．作物适应干旱的形态和生理特征有哪些？
形态特征：根系发达而深扎，根冠比大，叶片细胞小，叶脉致密，单位面积气孔数目多。
生理特征：细胞液的渗透势低，在缺水情况下气孔关闭较晚，光合作用不立即停止，酶的合成活动仍占优势。 9．病害对植物生理生化有何影响？作物抗病的生理基础如何？
病害对植物生理生化的影响如下：①水分平衡失调，许多植物感病后发生萎蔫或猝倒。②呼吸作用加强。染病组织一般比健康组织的呼吸速率可增加许多倍，且氧化磷酸化解偶联，大部分能量以热能形式释放出去，所以染病组织的温度大大升高。③光合作用下降。染病后，叶绿体破坏，叶绿素含量减少，光合速率显著下降。④生长改变。有些植物染病后由于IAA、GA增加，引起植物徒长，偏上生长，形成肿瘤等。
作物抗病的生理基础是：①加强氧化酶（抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶）的活性，可以分解毒素，促进伤口愈合，抑制病菌水解酶活性，②植物染病后产生过敏性组织坏死，使有些只能寄生于活细胞的病原菌死亡。③产主抑制物质。如马铃薯植株产生绿原酸，可以防止黑疤病菌的感染，亚麻的根分泌一种合氰化物的物质，抑制微生物的呼吸。④作物还具有免疫反应。即在病菌侵入时，体内产生某种对病原菌有毒的化合物（多为酚类化合物）防止病菌侵染，此外，作物体内还含有一些化学物质，如生物碱、单宁、苦杏仁苷等，对侵入的病菌有毒杀作用或防御反应，能减轻病害。 10．写出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。
抗氧化物质有：锌、硒、硫氢基化合物（如谷胱甘肽、半胱氨酸等）、 Cytf、PC、类胡萝卜素、维生素A、维生素C、维生素E、辅酶A、辅萌Q、甘露醇、山梨醇等。
抗氧化酶类有：超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷肽甘肽过氧化酶、谷胱甘肽还原酶等。
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