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第十一章 植物的抗逆生理
 

一 教学大纲基本要求

1了解抗逆生理、逆境蛋白的概念、植物在逆境下的形态变化与代谢特点;

2了解渗透调节与抗逆性的关系、膜保护物质与自由基的平衡;

3了解低温和高温对植物的伤害以及植物抗寒和耐热的机理与途径;

4了解干旱和湿涝对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径;

5了解病虫对植物的伤害以及植物的抗病性和抗虫性;

6了解盐分过多对植物的危害以及植物抗盐性及其提高途径;

7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的必要性;

8了解植物抗逆生理与农业生产的关系,掌握提高作物抗逆性的途径。

二 本章知识要点

(一)名词解释

1逆境2植物抗逆性3逆境逃避4逆境忍耐5胁变6渗透调节7逆境蛋白8低温诱导蛋白9热休克蛋白10盐逆境蛋白11渗调蛋白12病原相关蛋白13抗性锻炼14寒害15冷害16冻害17过冷作用18不饱和脂肪酸指数19温度补偿点20旱害21大气干旱22土壤干旱23生理干旱24水合补偿点25涝害和湿害26盐害27盐碱土28盐生植物29甜土植物30抗病性31植保素32抗虫性33环境污染34膜脂过氧化作用35酸雨36交叉适应

(二)知识要点

植物的一生必然要受外界的物理、化学与生物因素的影响。而外界条件不可能总是对植物生长发育有利,因此研究在不利条件下植物是怎样生存适应,有些什么反应和变化,就成为植物生理学的一个重要组成部分。

逆境是指对植物生存和生长发育不利的各种环境因素的总称。植物对逆境的抗性包括避逆性、御逆性和耐逆性。植物的抗性是植物与逆境长期斗争中逐渐形成的适应性和抵抗能力,既受系统发生的遗传基因所控制,又受个体发育中生理生态因素所制约。在逆境下植物形态结构和生理特性发生明显变化。多种胁迫都会使自由水含量降低,光合作用减缓,呼吸变化异常,蛋白质、碳水化合物等物质分解大于合成。

寒害包括冷害和冻害。冷害使膜相由液晶态变为凝胶态,植物膜透性增加,原生质流动减慢,代谢紊乱。冻害则因结冰引起,胞间结冰主要因细胞质过度脱水,蛋白质空间结构破坏而使植物受害;胞内结冰主要是结冰造成的直接机械伤害。通过抗寒锻炼、化学调控和农业栽培措施可提高植物的抗寒性。

高温使蛋白质变性,脂类液化、代谢失调,并可能产生有毒物质从而造成热害。

干旱可分为大气干旱、土壤干旱和生理干旱等几种,原生质脱水是旱害的核心。而涝害的根本原因则是细胞因缺氧而受伤害。

盐害主要是造成渗透胁迫,同时也伴随营养胁迫和有毒物质胁迫。

病虫对植物的危害表现在多方面,植物通过加强代谢、过敏性反应和产生抗毒物质等方法来抵抗病虫的侵害。

环境污染包括大气污势、水体污染和土壤污染。S02、氟化物、光化学烟雾、酸雨、多种重金属、酚、氰等是重要的污染物。利用植物吸收和分解有毒物质特性,可用来净化空气保护环境,以及监测环境污染。

抗逆生理的研究与农业生产密切相关,可以用各种农业措施提高植物的抗逆性,借助逆境下植物的生理生化变化特点,也可用于指导抗性育种,还可用分子生物学和生物技术的方法,从根本上提高植物的抗逆性。

三 重点、难点

(一)重点

1植物在逆境下的形态结构变化和生理生化代谢的变化;

2低温和高温对植物的伤害以及植物抗寒和耐热的机理与途径;

3干旱和湿涝对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径;

4大气污染的种类和对植物的伤害特点;

5抗逆生理与农业生产的关系,掌握提高作物抗逆性的途径。

(二)难点

1植物在逆境下的生理伤害变化;

2膜脂发生相变与植物抗寒性的关系;

3抗旱性和抗寒性机理;

4活性氧对植物伤害的机理。

(三)基本内容

第一节 抗性生理的概念和内容

第二节 植物的抗寒性

一、抗冻性:冻害 冻害的机理;植物对冻害的适应性;提高植物抗冻性的措施

二、抗冷性:冷害;冷害对植物体内的生理生化变化;提高植物抗冷性的措施。

第三节 植物的抗热性

第四节 植物的抗旱性和抗涝性

一、旱害:干旱的概念及种类;土壤干旱、大气干旱、生理干旱。

二、干旱伤害作物的机理:改变膜的结构及透性;破坏正常代谢过程;机械性损伤。

三、抗旱性的机理及其提高途径

四、抗涝性:涝害、涝害对植物的影响、植物的抗涝性。

第五节 环境污染与植物抗性

一、大气污染对植物的危害

二、水体和土壤污染对植物的危害

三、植物在环境保护中的作用

 

课堂讲授50学时,各章学时安排如下

 

第一章

第二章

第三章

第四章

第五章

第六章

第七章

第八章

第九章

第十章

第十一章

绪论

植物细胞的结构与功能

植物的水分代谢

植物的矿质与氮素营养

植物的光合作用

植物的呼吸作用

植物体内有机物质的运输与分配

植物激素与生长调节物质

植物的生长生理

植物的成花生理

植物的成熟、衰老及脱落

植物的逆境生理

1

4

5

3

6

5

5

5

5

4

3

4

 

合计

50

实验学时安排:

第二章

1植物组织水势的测定-小液流法(2学时)

 

第三章

2硝酸还原酶活性的测定-磺胺法(2学时)

 

第四章

3叶绿体色素的定性、定量测定(2学时)

4.植物的光合速率的测定——改良半叶法(2学时)

第五章

5植物呼吸强度的测定-小篮子法(2学时)

 

第七章

6生长素类物质对根芽生长的影响(2学时)

 

第八章

7种子生活力的快速测定(2学时)

8根系活力的测定(2学时)

第十一章

9植物体内游离脯氨酸的测定(2学时)

10 CAT、POD活性及可溶性蛋白质含量的测定(2)

总计

20学时

 

 


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