植物的抗寒性.pdf
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1、国家精品课程植物与植物生理国家精品课程植物与植物生理第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培 第二节第二节第二节第二节低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 冻害冻害冻害冻害冰点以下的低温使植物体内结冰,对植冰点以下的低温使植物体内结冰,对植冰点以下的低温使植物体内结冰,对植冰点以下的低温使植物体内结冰,对植 物造成的伤害。物造成的伤害。物造成的伤害。物造成的伤害。 冷害冷害冷害冷害 冰点以上低温对植物造成的伤害。冰点以上低温对植物造成的伤害。冰点以上低温对植物造成的伤害。冰点以上低温对植物造成的伤害。 抗寒性抗寒
2、性抗寒性抗寒性植物对低温的适应与抵抗能力。植物对低温的适应与抵抗能力。植物对低温的适应与抵抗能力。植物对低温的适应与抵抗能力。 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 主要内容:主要内容:主要内容:主要内容: 一、冻害与冻害的生理一、冻害与冻害的生理一、冻害与冻害的生理一、冻害与冻害的生理 (一)(一)(一)(一)结冰伤害的类型及其原因结冰伤害的类型及其原因结冰伤害的类型及其原因结冰伤害的
3、类型及其原因 (二)(二)(二)(二)结冰伤害的机理结冰伤害的机理结冰伤害的机理结冰伤害的机理 二、二、二、二、冷害与冷害的生理冷害与冷害的生理冷害与冷害的生理冷害与冷害的生理 (一)(一)(一)(一) 冷害表现:冷害表现:冷害表现:冷害表现: (二)(二)(二)(二)冷害的机理冷害的机理冷害的机理冷害的机理 三、三、三、三、抗寒的生理效应(植物对冷冻的适应)抗寒的生理效应(植物对冷冻的适应)抗寒的生理效应(植物对冷冻的适应)抗寒的生理效应(植物对冷冻的适应) 四、四、四、四、提高植物抗冷性的途径提高植物抗冷性的途径提高植物抗冷性的途径提高植物抗冷性的途径 第十一章第十一章第十一章第十一章 植
4、物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因 1.1.1.1.细胞间结冰伤害细胞间结冰伤害细胞间结冰伤害细胞间结冰伤害 2.2.2.2.细胞内结冰细胞内结冰细胞内结冰细胞内结冰 通常通常通常通常温度缓慢下降温度缓慢下降温度缓慢下降温度缓慢下降时,时,时,时,细胞间隙中的细胞间隙中的细胞间隙中的细胞间隙中的 水分结成冰水
5、分结成冰水分结成冰水分结成冰,即所谓胞间结冰。,即所谓胞间结冰。,即所谓胞间结冰。,即所谓胞间结冰。 胞 间 隙 结 冰 胞 间 隙 结 冰 胞间蒸 汽压降 低 胞内 水分 外流 胞间蒸 汽压降 低 胞内 水分 外流 原生质 体脱水 原生质 体脱水 冰晶 过大 对原生质体 冰晶 过大 对原生质体 机械挤压机械挤压 缓慢升温:解 冻复水 突然升温 缓慢升温:解 冻复水 突然升温:解冻 不复水 解冻 不复水 恢复恢复恢复恢复 正常正常正常正常 植株植株植株植株 死亡死亡死亡死亡 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环
6、境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因 2 2 2 2细胞内结冰伤害细胞内结冰伤害细胞内结冰伤害细胞内结冰伤害 当当当当温度骤然下降温度骤然下降温度骤然下降温度骤然下降时,除了时,除了时,除了时,除了细胞间隙结冰细胞间隙结冰细胞间隙结冰细胞间隙结冰以外,以外,以外,以外,细细细细 胞内的水分也结冰胞内的水分也结冰胞内的水分也结冰胞内的水分也结冰,一般是原生质内先结冰,紧,一般是原生质内先结冰,紧
7、,一般是原生质内先结冰,紧,一般是原生质内先结冰,紧 接着液胞内结冰,这就是胞内结冰。接着液胞内结冰,这就是胞内结冰。接着液胞内结冰,这就是胞内结冰。接着液胞内结冰,这就是胞内结冰。 伤害的主要原因伤害的主要原因伤害的主要原因伤害的主要原因: 原生质结构遭到机械损伤原生质结构遭到机械损伤原生质结构遭到机械损伤原生质结构遭到机械损伤 冰晶破坏了生物膜、细胞器和衬质的结构冰晶破坏了生物膜、细胞器和衬质的结构冰晶破坏了生物膜、细胞器和衬质的结构冰晶破坏了生物膜、细胞器和衬质的结构 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环
8、境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因(一)结冰伤害的类型及其原因 小结:小结:小结:小结: 冻害主要是膜伤害,半透性增大冻害主要是膜伤害,半透性增大冻害主要是膜伤害,半透性增大冻害主要是膜伤害,半透性增大 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗
9、寒性低温伤害与植物的抗寒性 (二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(选讲)(选讲)(选讲)(选讲) 1 1 1 1硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说 2 2 2 2膜伤害学说膜伤害学说膜伤害学说膜伤害学说 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理 1 1 1 1
10、硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说LevittLevitt(19621962) 在冰冻条件下,原生质逐渐结冰脱水,蛋白质在冰冻条件下,原生质逐渐结冰脱水,蛋白质在冰冻条件下,原生质逐渐结冰脱水,蛋白质在冰冻条件下,原生质逐渐结冰脱水,蛋白质 分子相互靠近,相邻肽链外部的分子相互靠近,相邻肽链外部的分子相互靠近,相邻肽链外部的分子相互靠近,相邻肽链外部的- - - -SHSHSHSH彼此接触,两彼此接触,两彼此接触,两彼此接触,两 个个个个- - - -SHSHSHSH经氧化而形成经氧化而形成经氧化而形成经氧化而形成- - - -S S S S- - - -S S S S- - - -键(
11、键(键(键(A A A A);也可以通过一);也可以通过一);也可以通过一);也可以通过一 个分子外部的个分子外部的个分子外部的个分子外部的- - - -SHSHSHSH基与另一个分子内部的基与另一个分子内部的基与另一个分子内部的基与另一个分子内部的- - - -SHSHSHSH形成形成形成形成- - - - S S S S- - - -S S S S- - - -键(键(键(键(B B B B),于是蛋白质凝聚。而当解冻吸水),于是蛋白质凝聚。而当解冻吸水),于是蛋白质凝聚。而当解冻吸水),于是蛋白质凝聚。而当解冻吸水 时,肽链松散,由于时,肽链松散,由于时,肽链松散,由于时,肽链松散,由于
12、- - - -S S S S- - - -S S S S- - - -健属共价键,比较稳健属共价键,比较稳健属共价键,比较稳健属共价键,比较稳 定,蛋白质空间结构被破坏,导致蛋白质变性失定,蛋白质空间结构被破坏,导致蛋白质变性失定,蛋白质空间结构被破坏,导致蛋白质变性失定,蛋白质空间结构被破坏,导致蛋白质变性失 活。活。活。活。 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (二)结冰伤害的机理
13、(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理 1 1 1 1硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说硫氢基假说LevittLevitt(19621962) 结冰脱水时 由于分子间 二硫键形成 导致蛋白 质变性的机 理示意图 结冰脱水时 由于分子间 二硫键形成 导致蛋白 质变性的机 理示意图 第十一章第十一章第十一章第十一章 植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培植物的环境生理与抗逆栽培第二节植物的环境生理与抗逆栽培第二节第二节第二节 低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性低温伤害与植物的抗寒性 (二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害的机理(二)结冰伤害
14、的机理(二)结冰伤害的机理 2 2 2 2膜伤害学说膜伤害学说膜伤害学说膜伤害学说 细胞结冰伤害细胞结冰伤害细胞结冰伤害细胞结冰伤害主要引起构成膜的脂类与蛋主要引起构成膜的脂类与蛋主要引起构成膜的脂类与蛋主要引起构成膜的脂类与蛋 白质结构发生变化白质结构发生变化白质结构发生变化白质结构发生变化。膜脂相变使与膜结合的。膜脂相变使与膜结合的。膜脂相变使与膜结合的。膜脂相变使与膜结合的 酶游离酶游离酶游离酶游离而失活。由于构成膜的脂类与蛋白质而失活。由于构成膜的脂类与蛋白质而失活。由于构成膜的脂类与蛋白质而失活。由于构成膜的脂类与蛋白质 (酶)的结构发生变化,膜失去流动镶嵌状(酶)的结构发生变化,膜
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