植物越冬的本领有哪些急!多一点、全面一点

植物越冬的本领有哪些急!多一点、全面一点
植物越冬的本领有哪些
急!多一点、全面一点

植物越冬的本领有哪些急!多一点、全面一点
在寒冷的冬天,总有一些植物不畏惧冰雪和寒风,一如夏季时,生长得郁郁葱葱、高大挺拔.难道它们有什么能够抵御严寒的秘密武器?\x04\x03\x04\x03　　众所周知,植物的生存和生长需要一定的环境条件,温度便是一个主要因素.一般说来,20℃～30℃时,植物最易生长存活；而低温(10℃以下)不仅限制植物的生长,严重时还会导致植物死亡.例如,我们常常看到晚秋和早春的霜冻给农作物带来很大的危害,直接影.向它们的生长发育.然而,为什么有些植物即便是在寒冬里,也能好好生长呢?它们究竟是凭借什么方式顺利通过严酷的自然环境的考验?\x04\x03\x04\x03　　科学家们通过长期的研究认识到：原来,这些越冬植物在进入寒冬之前,已经在秋季的短日照和零上低温的共同作用下“锻炼”了一段时间.可见,“锻炼”不仅对我们的身体健康大有裨益,而且在帮助植物顺利越冬的过程中也是必不可少的.不过,与人类不同,越冬植物在这个锻炼过程中,植物体的细胞内会发生一系列适应性变化.归纳起来,主要有以下几个方面.\x04\x03\x04\x03　　防止水结冰\x04\x03\x04\x03　　在植物细胞内,有一个大的中央液泡,其中含有大量的水,占植物体鲜重的85％以上.细胞内的水一旦结冰,就会破坏细胞结构,导致细胞死亡.所以要顺利过冬,必须防止细胞内结冰.方法之一,就是合成更多的可溶性糖和氨基酸,以增加液泡内的溶质,降低冰点.然而,借助这种方式降低冰点,顶多只能在-5℃以上发挥作用：在-5℃以下则需要依靠蛋白质等大分子物质起作用.例如,研究者们在寒冬中观测到,杨树皮层细胞的液泡内有大量的蛋白质的积累,这些蛋白质被称为“抗冻蛋白”,如同北极鱼类体液中的抗冻蛋白一样,它能防止水结冰,使细胞内的水处于“过冷却状态”.因此,这些植物具有高度的抗寒力,能抵抗-45℃以下的低温冰冻.在人工操作下,它们的枝条在液氮-196℃的超低温中仍能存活.所以这类植物在自然界能够顺利越冬.\x04\x03\x04\x03　　排水,从细胞内到细胞外\x04\x03\x04\x03　　这是越冬植物防止细胞内结冰伤害的又一个重要而普遍的适应方式.科学家们观测到,植物经过低温锻炼后,细胞膜的排水速率增加,且形成了一种排水渠道,这样液泡内的水可以直接地迅速流到细胞外及细胞间隙内结冰.在常绿的小叶黄杨叶片内,研究者们还观察到一种很有趣的现象；它的叶肉细胞呈十字形,相互连接形成一个相当大的正方形细胞间隙.这样,就有足够的空间容纳从细胞内排出来的水,使结成的冰晶不致再反馈回去伤害植物细胞.\x04\x03\x04\x03　　生物膜系统\x04\x03\x04\x03　　高等植物细胞如同一个工厂,工厂一般都包含着若干车间,车间由相应的机器装配而成；一个植物细胞也包含着许多细胞器,它们由生物膜系统分隔而成.低温会影响生物膜的结构,严重时会造成膜结构的破坏.因此,植物在“锻炼”中需要增强膜结构的稳定性——合成一些新蛋白质增补到生物膜,并使一些蛋白质在膜内发生横向迁移,进行重新布局；同时,提高膜脂脂肪酸的不饱和度,增加膜脂的流动性,防止膜脂在低温冰冻下变性.此外,还有一个办法,即合成更多的可溶性糖和糖醇以及氨基酸等物质(如蔗糖、山梨糖醇和脯氨酸等),铺附在膜的表面,对膜起保护作用,来防止低温伤害.\x04\x03\x04\x03　　防止活性氧的伤害\x04\x03\x04\x03　　氧气是动物和植物生命活动中所必需的基本物质之一.在植物的光合作用和呼吸作用过程中会发生一种附带反应,使得分子氧变成活性氧,如超氧阴离子(O2)＼过氧化氢(H2O2)及羟自由基(OH)等.这种活性氧对生命的基本物质——蛋白质和核酸起破坏作用,尤其是会引起膜脂过氧化,破坏膜结构.\x04\x03\x04\x03　　在正常条件下,由于细胞内有抗氧化酶和抗氧化物质的存在,这种活性氧被控制在低水平的稳态平衡状态,不会对植物体造成伤害；但在低温条件下,由于光合作用降低,叶绿素吸收的光能不能被光合碳同化(CO2固定)所耗尽,造成更多的光能过剩,于是有更多的分子氧被过剩光能还原成活性氧,破坏了活性氧与抗氧化系统的稳态平衡,结果引起膜脂过氧化,膜结构被破坏.\x04\x03\x04\x03　　越冬植物为了防止这种活性氧的危害,在寒冬到来之前使叶片脱落,以消除光氧化还原作用的发生.而那些在越冬历程中仍保留叶片的植物,如松、柏类针叶植物和极少数的阔叶被子植物,在冬前锻炼过程中,使它们的光合作用器官——叶绿体内膜片层结构大量减少,基粒片层几乎全部消失,仅保存少数的基质片层；同时,还将吸收光能的叶绿素含量降低50％以上,并增加对光氧化起猝熄作用的叶黄素和胡萝卜素含量,提高抗氧酶的活性水平.通过这一系列的适应性变化,维持光能吸收和活性氧的稳态平衡,保证这些越冬植物得以安全地度过寒冬.\x04\x03\x04\x03　　用土壤做被子\x04\x03\x04\x03　　从物种到细胞,乃至分子水平的各层次上,生物都体现着多样性.植物越冬的方式也是多种多样的.除了上面谈到的各种适应性变化外,植物研究者们还观察到,有些多年生草本植物,如蒲公英、苦麦菜、毛地黄等,在冬前的低温锻炼过程中,会停止地上苗的生长,使地下的块根发生收缩,并将块根顶端的芽也拉入土中,让顶芽以覆盖其上的表土为被子,在其保护下安全越冬,如同冬眠动物藏在洞中靠休眠来度过寒冬一样.\x04\x03\x04\x03　　以种子方式越冬\x04\x03\x04\x03　　植物体的生命周期分为两大类：一类是一年生植物,以一年为一个生长周期；另一类叫多年生植物.其中,一年生植物通常在一年中的暖和季节,且有足够水分的条件下,让它们的种子迅速发芽,幼苗随即迅速生长发育、开花结果.在寒冬到来之前,完成它们的生命周期,将散布到土壤上的种子作为来年的希望.种子度过寒冬,到翌年暖和季节再开始新一轮的生命周期.\x04\x03\x04\x03　　实际上,种子是最好的一种安全越冬方式.因为种子在成熟过程中,已经较彻底地进行了脱水,并处于休眠状态,对低温冰冻和干旱盐碱等逆境都具有高度的抵抗性.若将种子置于-20℃以下的冰冻中可长期保存,这也是为什么沉睡了上千年的古莲子可以重新发芽开花的原因.对于那些多年生植物,种子同样重要.如果在极其恶劣的环境胁迫下不幸离世时,种子就是它们得以延续后代的保证.（