备课素材：水分胁迫下植物体的响应 高一上学期

水分胁迫下植物体的响应先看一道试题：长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题：（1）发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是

阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是

，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD+）再生，从而使

得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越

（耐渍害/不耐渍害）。（2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。光合速率蒸腾速率气孔导度胞间CO2浓度叶绿素含量光合速率1蒸腾速率0.951气孔导度0.990.941胞间CO2浓度-0.99-0.98-0.991叶绿素含量0.860.900.90-0.931注：表中数值为相关系数（r），代表两个物标之间相关的密切程度，r越接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是

。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈

趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由

（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是

。（3）植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内

（激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有害物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过

，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。答案：（1）三/3

细胞溶胶/细胞质基质

糖酵解

耐盐渍（唯一答案）（2）胞间二氧化碳浓度

下降

非气孔限制因素（题目给出的名词，漏写字等都不给分）胞间二氧化碳浓度与光合速率和气孔导度呈负相关/胞间二氧化碳浓度与气孔导度呈负相关/气孔导度下降，胞间二氧化碳浓度上升。（3）乙烯/脱落酸

细胞凋亡、程序性死亡、编程性细胞死亡。（出现细胞分化，细胞衰老都没分。）解析：（1）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵（无氧呼吸）的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD+参与，所以氢接受体（NAD+）再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行，更加耐渍害。（2）由表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。（3）脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过通过凋亡（程序性死亡），从而形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。此题是2024浙江1月生物学选考试题，涉及到植物水胁迫伤害及植物的响应。植物水胁迫是指土壤缺水而明显抑制植物生长的现象。淹水、冰冻、高温或盐渍等也能引起水分胁迫。干旱缺水引起的水分胁迫是最常见的，也是对植物产量影响最大的。植物吸水量小于蒸腾量，使体内水分不足，妨碍正常生理活动的现象，称为水分亏缺。水分胁迫对植物代谢的影响反应最快的是细胞伸长生长受抑制，因而叶片较小，光合面积减小；随着胁迫程度的增强，水势明显降低·净光合率亦随之下降。另外，植物缺水时细胞合成过程减弱而水解过程加强，淀粉水解为糖，蛋白质水解成氨基酸.水解产物又在呼吸中消耗。水分胁迫引起植物脱水，导致细胞膜结构破坏。在正常情况下，由于细胞膜结构的存在，植物细胞内有一定的区域化功能·不同的代谢过程在不同的部位进行而彼此又相互联系；如果膜结构破坏就会引起代谢紊乱。不同植物或品种对水分胁迫的反应不同。旱生植物长期生活在干旱的环境中，在生理或形态上具有一定的适应特性。水分亏缺会制约气孔或非气孔因素，从而影响植物体的光合效率和蒸腾效率。当土壤含水量少、空气湿度降低以及降雨量不足时，植物为了减少水分的蒸发，会关闭气孔，导致气孔导通系数减小，从而引起植物叶内胞间CO2浓度下降。目前，关于水分胁迫下植物体的响应主要有以下3种类型

1)气孔限制因素:较早的研究认为，植物在轻度和中度水分胁迫下最敏感的反应就是气孔关闭。此时，胞间CO2浓度(Ci)可能降低。但也有植物随着水分胁迫的加重，气孔导度反而出现增大的现象。这可能是气孔周转的表皮细胞失水快于保卫细胞，导致气孔被动开大、降低了气孔限制的结果。因此，气孔限制的一个不可缺少的判据是Ci(胞间CO2浓度)降低。2)非气孔限制因素:严重水分胁迫下，光合效率和气孔导度下降，但胞间CO2浓度却呈现增加或恒定不变的趋势。有人推断这是由于非气孔因素的限制，如叶肉细胞光合活性的降低(ATP，Rubisco含量和活性降低等)引起，而不是气孔导度降低的结果。只有当胞间CO2浓度降低和气孔限制值增大时，才可以作出光合速率降低主要是由气孔导度降低所引起的可靠结论。相反如果叶片光合速率的降低伴随Ci的提高，那么光合作用的主要限制因素是非气孔因素，即叶肉细胞光合活性的下降。此时，光合作用相关的酶活降低。3)气孔不均匀关闭:除上述两种情况外，植物还存在一种“气孔不均匀关闭”的