備課素材：水分脅迫下植物體的響應 高一上學期

水分脅迫下植物體的響應先看一道試題：長江流域的油菜生產(chǎn)易受漬害。漬害是因洪、澇積水或地下水位過度升高，導致作物根系長期缺氧，對植株造成的脅迫及傷害?；卮鹣铝袉栴}：（1）發(fā)生漬害時，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸為主，有氧呼吸釋放能量最多的是

階段。地下部分細胞利用丙酮酸進行乙醇發(fā)酵。這一過程發(fā)生的場所是

，此代謝過程中需要乙醇脫氫酶的催化，促進氫接受體（NAD+）再生，從而使

得以順利進行。因此，漬害條件下乙醇脫氫酶活性越高的品種越

（耐漬害/不耐漬害）。（2）以不同漬害能力的油菜品種為材料，經(jīng)不同時長的漬害處理，測定相關生理指標并進行相關性分析，結果見下表。光合速率蒸騰速率氣孔導度胞間CO2濃度葉綠素含量光合速率1蒸騰速率0.951氣孔導度0.990.941胞間CO2濃度-0.99-0.98-0.991葉綠素含量0.860.900.90-0.931注：表中數(shù)值為相關系數(shù)（r），代表兩個物標之間相關的密切程度，r越接近1時，相關越密切，越接近0時相關越不密切據(jù)表分析，與葉綠素含量呈負相關的指標是

。已知漬害條件下光合速率顯著下降，則蒸騰速率呈

趨勢。綜合分析表內(nèi)各指標的相關性，光合速率下降主要由

（氣孔限制因素/非氣孔限制因素）導致的，理由是

。（3）植物通過形成系列適應機制響應漬害。受漬害時，植物體內(nèi)

（激素）大量積累，誘導氣孔關閉，調(diào)整相關反應，防止有害物質積累，提高植物對漬害的耐受力；漬害發(fā)生后，有些植物根系細胞通過

，將自身某些薄壁組織轉化腔隙，形成通氣組織，促進氧氣運輸?shù)礁?，緩解漬害。答案：（1）三/3

細胞溶膠/細胞質基質

糖酵解

耐鹽漬（唯一答案）（2）胞間二氧化碳濃度

下降

非氣孔限制因素（題目給出的名詞，漏寫字等都不給分）胞間二氧化碳濃度與光合速率和氣孔導度呈負相關/胞間二氧化碳濃度與氣孔導度呈負相關/氣孔導度下降，胞間二氧化碳濃度上升。（3）乙烯/脫落酸

細胞凋亡、程序性死亡、編程性細胞死亡。（出現(xiàn)細胞分化，細胞衰老都沒分。）解析：（1）有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜進行，是有氧呼吸過程中釋放能量最多的階段。乙醇發(fā)酵（無氧呼吸）的場所是細胞質基質。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，該過程需要NAD+參與，所以氫接受體（NAD+）再生，有利于葡萄糖分解的正常進行，由此可知，漬害條件下乙醇脫氫酶活性越高的品種能產(chǎn)生更多的能量維持生命活動的進行，更加耐漬害。（2）由表可知，葉綠素含量與胞間CO2濃度的相關系數(shù)為負值，說明二者呈負相關。光合速率與蒸騰速率的相關系數(shù)為0.95，為正相關，所以光合速率顯著下降，則蒸騰速率呈下降趨勢。由于胞間CO2濃度與光合速率和氣孔導度呈負相關，即雖然氣孔導度下降，但胞間CO2上升，說明光合速率下降主要由非氣孔限制因素導致的。（3）脫落酸具有誘導氣孔關閉的功能，在受漬害時，其誘導氣孔關閉，調(diào)整相關反應，防止有毒物質積累，提高植物對漬害的耐受力。漬害發(fā)生后，有些植物根系細胞通過通過凋亡（程序性死亡），從而形成腔隙，進一步形成通氣組織，促進氧氣運輸?shù)礁?，緩解漬害。此題是2024浙江1月生物學選考試題，涉及到植物水脅迫傷害及植物的響應。植物水脅迫是指土壤缺水而明顯抑制植物生長的現(xiàn)象。淹水、冰凍、高溫或鹽漬等也能引起水分脅迫。干旱缺水引起的水分脅迫是最常見的，也是對植物產(chǎn)量影響最大的。植物吸水量小于蒸騰量，使體內(nèi)水分不足，妨礙正常生理活動的現(xiàn)象，稱為水分虧缺。水分脅迫對植物代謝的影響反應最快的是細胞伸長生長受抑制，因而葉片較小，光合面積減小；隨著脅迫程度的增強，水勢明顯降低·凈光合率亦隨之下降。另外，植物缺水時細胞合成過程減弱而水解過程加強，淀粉水解為糖，蛋白質水解成氨基酸.水解產(chǎn)物又在呼吸中消耗。水分脅迫引起植物脫水，導致細胞膜結構破壞。在正常情況下，由于細胞膜結構的存在，植物細胞內(nèi)有一定的區(qū)域化功能·不同的代謝過程在不同的部位進行而彼此又相互聯(lián)系；如果膜結構破壞就會引起代謝紊亂。不同植物或品種對水分脅迫的反應不同。旱生植物長期生活在干旱的環(huán)境中，在生理或形態(tài)上具有一定的適應特性。水分虧缺會制約氣孔或非氣孔因素，從而影響植物體的光合效率和蒸騰效率。當土壤含水量少、空氣濕度降低以及降雨量不足時，植物為了減少水分的蒸發(fā)，會關閉氣孔，導致氣孔導通系數(shù)減小，從而引起植物葉內(nèi)胞間CO2濃度下降。目前，關于水分脅迫下植物體的響應主要有以下3種類型

1)氣孔限制因素:較早的研究認為，植物在輕度和中度水分脅迫下最敏感的反應就是氣孔關閉。此時，胞間CO2濃度(Ci)可能降低。但也有植物隨著水分脅迫的加重，氣孔導度反而出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。這可能是氣孔周轉的表皮細胞失水快于保衛(wèi)細胞，導致氣孔被動開大、降低了氣孔限制的結果。因此，氣孔限制的一個不可缺少的判據(jù)是Ci(胞間CO2濃度)降低。2)非氣孔限制因素:嚴重水分脅迫下，光合效率和氣孔導度下降，但胞間CO2濃度卻呈現(xiàn)增加或恒定不變的趨勢。有人推斷這是由于非氣孔因素的限制，如葉肉細胞光合活性的降低(ATP，Rubisco含量和活性降低等)引起，而不是氣孔導度降低的結果。只有當胞間CO2濃度降低和氣孔限制值增大時，才可以作出光合速率降低主要是由氣孔導度降低所引起的可靠結論。相反如果葉片光合速率的降低伴隨Ci的提高，那么光合作用的主要限制因素是非氣孔因素，即葉肉細胞光合活性的下降。此時，光合作用相關的酶活降低。3)氣孔不均勻關閉:除上述兩種情況外，植物還存在一種“氣孔不均勻關閉”的