Question

大学生物知识点概述

Answer 1

　　一、生物对污染的抗性

　　1、生物对污染物的拒绝吸收

　　生物对污染物的避性（Avoidance）：不吸收或少吸收污染物是生物抵抗污染胁迫的一条重要途径。

　　主要方式：

　　（1）吸收器官对污染物的阻碍和屏障作用、吸收器官的吸收功能的暂停（细胞外）、污染物的体内积累作用

　　（2）分泌物的体外结合作用

　　（3）生物的行为回避

　　2、生物对污染物的结合与钝化

　　污染物在冲破生物的外部保护（如生物的表皮、叶片的气孔等）的情况下进入生物体内时，还有使进入体内的污染物变成低毒、安全的结合态的机制，最大限度地使污染物不到达敏感分子或器官。

　　主要方式：

　　（1）生物体内存在大量能与污染物结合的物质：糖，脂肪，蛋白质，核酸等

　　（2）胞间组织对污染物的结合和钝化：金属硫蛋白（Metallothionein，MT）、类金属硫蛋白和重金属螯合多肽等，并且均能螯合体内重金属

　　3、生物对污染物的分解与转化

　　借助于分解和代谢转化作用，改变污染物原有的化学结构，降低污染物的生理活性；或是将亲脂的外源性污染物转变为亲水物质，以加速排出。分解与转化的类型：

　　1）氧化反应

　　2)还原反应

　　3)水解反应

　　4)烷基化反应

　　4、生物对污染物的隔离作用

　　生物的隔离（Compartmentalization）：生物将污染物运输到体内特定部位，以多种方式被结合、固定下来，使污染物不能达到生物体内的敏感位点（靶细胞、靶组织或活性靶分子），以至污染物对生物体的毒性很小或没有毒性影响的作用，这是生物产生抗性和适应性的又一途径，也可称为生物的屏蔽作用（Sequestration）。

　　液泡在植物抗性中承担着隔离有毒污染物及其代谢产物的重要作用；

　　动物可以通过外骨骼、贝壳、骨骼、脏器对污染物进行固定和隔离。

　　5、污染条件下生物代谢方式的变化

　　生物体内与污染物作用的耙标分子发生遗传突变，突变结果是降低了生物耙标分子与污染物的亲和力，从而降低了生物对污染物的敏感性，使生物产生对污染物的抗性。

　　6、生物的他感作用

　　他感作用（allelopathy）：某些生物可以分泌一些有害的化学物质，阻止其他生物在其周围生长，也称为化感作用。

　　二、生物入侵

　　生物入侵(BiologicalInvasion):某种物种从它的原产地，通过非自然途径迁移到新的生态环境里，由于失去了天敌的制衡获得了广阔的生存空间，生长迅速，占据了大量的生境，而使当地生物生存受到严重影响，这种现象就是生物入侵。

　　1、生物入侵的危害

　　外来入侵物种会造成严重的生态破坏和生物污染；

　　外来入侵物种通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生态，最终导致生物多样性的丧失；

　　生物入侵导致生态害灾频繁爆发，对农林业造成严重损害；

　　外来生物入侵不仅对生态环境和国民经济带来巨大损失，还直接威胁到人类的健康。2生物入侵的控制及长期策略

　　控制方法：

　　1）化学控制(ChemicalControl)：在农业上使用，效果迅速、使用方面、易于大面积推广，但对人类和非靶物的健康造成危险，费用较高，害虫抗性的频繁进化

　　2）机械控制(MechanicalControl)：适宜于那些刚刚引入、建立或处于停滞阶段。依靠人力、火烧和放牧、种树和覆盖地表

　　3)生物控制（BiologicalControl）：即引进入侵物种的天敌。

　　长期对策：管理能力：加强对外来物种的安全管理；

　　监管能力：建立监测系统，查明我国外来物种的种类、数量、分布和作用；

　　教育宣传能力：加强宣传教育，提高防范意识；

　　阻击能力：积极寻找针对外来入侵物种的识别、防治技术，以对当前生物入侵的蔓延趋势加以有效遏制；

　　预警和信息处理能力：应对潜在入侵种进行风险评价（RiskAssessment），还应在掌握外来种包括潜在的外来种信息的基础上，建立外来种信息库与预警系统

　　三、转基因生物的环境行为与生物安全

　　转基因生物也叫遗传改性生物（GeneticallyModifiedOrganisms,简称GMOs）或遗传工程生物（GeneticallyEngineeredOrganisms,GEOs），指人类按照自己的意愿有目的、有计划、有根据、有预见地运用重组DNA技术将外源基因整合于受体生物基因组，改变其遗传组成后产生的生物及其后代。转入基因的生物个体成为受体生物，而提供目标基因的生物成为供体生物。

　　转基因生物分为：转基因植物、转基因动物、转基因微生物和转基因水生生物四类。按目的基因分为：抗除草剂转基因植物、抗虫转基因植物、抗病性转基因植物（包括抗病毒、细菌、真菌、线虫等）、抗盐害转基因植物、抗病毒转基因家畜或禽类、生长激素转基因家畜等。

　　第七章全球变化及对生物的影响

　　全球变化（GlobalChange）就是指在由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成的地球环系统发生了异常变化，对人类和生物的生存产生不良影响的环境变迁。

　　一、温室效应及其对生物的影响

　　1、温室效应的概念

　　温室效应：(GreenhouseEffect)是大气层中的二氧化碳（CO2）等气体物质的大量聚集，可以吸收近地表的太阳长波辐射，并将其反射回地表，从而使地表增温的现象。

　　大气层中的有些微量气体，可以让太阳短波辐射自由通过，同时吸收地面发出的长波辐射。因此，当它们在大气中的浓度增加时，就会加剧“温室效应”，引起地球表面和大气层下沿温度升高。这些气体叫做温室气体(Green-houseGases)。

　　温室气体主要有：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氯氟烃（氟里昂，CFC）和臭氧等

　　温室效应的环境效应：

　　（1）温度升高

　　（2）海平面上升

　　（3）降水量变化

　　（4）灾变性气候的增多

　　2、

　　（1）温室效应对作物的影响

　　减少作物分布的弹性；增加灌溉需要；害虫分布范围扩大；热带、亚热带的经济作物将北移，有利于一年多熟制；局部产量增加，蛋白质含量却下降

　　（2）温室效应对生态系统的影响

　　气候变化极大地改变着植被类型的地理分布。CO2浓度增加到700μg/g时，所带来的气候变化将使地球上1/3的森林组成发生巨大变化。物种将向北移动，植被带将有很大变动，亚寒带森林可能由目前的23%减少到1%以下，泰加林几乎消失。

　　二、臭氧层变化的趋势

　　UV-C（200～280nm）对生物有强烈影响，但它在平流层中基本上被臭氧分子全部吸收而不能到达地面。

　　UV-A（320～400nm）可促进植物生长，一般情况下无杀伤作用，它很少被臭氧吸收。UV-B（280～320nm)臭氧能部分吸收UV-B，其吸收程度随波长不同而异，波长越短，吸收量越大

　　1、紫外辐射增强对生物的影响

　　紫外辐射增强对植物的影响

　　（1）紫外辐射增强对植物生长的影响

　　UV-B辐射降低叶面积，使叶片变厚，降低植株的高度；植物生物量降低，引起植物激素代谢改变，影响细胞分裂和细胞伸长，导致生长速率降低。

　　（2）紫外辐射增强对植物生理生化的影响

　　叶绿素的合成受阻，降低Hill反应活力，降低RuBPcase活性，增加暗呼吸；影响植物对CO2的吸收和水分代谢；增加类黄酮含量

　　（3）UV-B伤害植物的靶

　　光系统Ⅱ、膜、DNA和植物激素UV-B伤害植物的靶。

　　紫外辐射增强对微生物的影响

　　微生物是生态系统中的分解者，或称还原者，在生态系统结构及物质循环和能量流动中发挥着不可缺少的重要作用。

　　UV-B辐射显著降低细菌总数，放线菌和真菌数量也随UV-B辐射增加而降低，其中细菌比放线菌及真菌对UV-B辐射更敏感

　　紫外辐射增强对生态系统的影响

　　（1）UV-B辐射对生态系统结构的影响增强的UV-B辐射导致群体结构趋于简单化；UV-B辐射降低物种多度、物种种群丰度和物种多样性，而增加物种优势度。

　　（2）UV-B辐射对营养循环的影响UV-B辐射显著影响植物的营养含量，显著增加各部分中N、K、Zn含量。UV-B辐射导致的物种组分改变可能会影响陆地生态系统的氮循环

　　（3）UV-B辐射对能量流动的影响UV-B辐射影响植物对光能的吸收和利用，降低群体生物量，生态系统的能量输出减少

　　三、酸雨及其对生物的影响

　　酸雨（AcidRain）是指PH值小于5.6的降水，包括酸性雨、酸性雪、酸性雾、酸性露和酸性霜。酸雨也叫做酸性沉降。

　　1、酸雨对生物的影响

　　酸雨对微生物的影响

　　土壤酸化影响微生物群落结构和种群数量，并严重影响微生物的活动和营养元素的生物地球化学循环。

　　酸雨对植物的影响

　　（1）酸雨引的起植物叶片可见伤害症状

　　（2）酸雨对植物生理代谢的影响

　　（3）酸雨对植物生长量的影响

　　（4）酸雨对植物产量和产量构成的影响

　　酸雨对陆地生态系统的影响

　　酸雨对土壤的影响；影响全球植被生态系统的生产力，直接导致植被生长量和生物量的下降。

　　酸雨对水生生态系统的影响

　　酸雨对湖泊的危害主要是由于水体酸化，促使土壤中重金属溶入水中。

　　四、生物对长期污染适应与进化

　　生物对污染的适应，实际上包括两个方面:

　　第一：对污染引起的“自然”环境的改变（外环境的变化）的适应以及对污染引起生物的生理变化（内环境的变化）的适应；

　　第二：生物对污染物自身的适应。

　　1、生物对长期污染的适应

　　生物对污染的适应性反应

　　（1）形态结构上的适应性反应

　　植物在形态上有向“旱生化”方向发展；在资源分配上有向生殖生长更多转化的趋势；动物的工业黑化现象。

　　前适应（Pre-Adaptation）：生物在没有接受污染以前具有的'性状特征在污染环境中也是适应的。前适应的原因是，污染引起生物外环境和内环境变化部分，因同自然条件下的胁迫有一定的类似性，污染发生后导致这类生物在相关组织和器官的功能更加强化。

　　（2）生理上的适应性反应

　　污染引起的生物生理性适应反应包括两个方面：

　　消极的生理适应性反应：指有些生物在污染条件下，能够暂时减弱或停止部分生理代谢活动，在污染停止或降低时，再行正常的生理活动，这是通过回避（Avoidance）作用产生的适应性。

　　积极的生理适应性反应：不少生物在污染条件下通过继续保持较高的代谢活力，积极地适应污染。

　　（3）遗传上的适应反应

　　基因表达水平上的变化“休眠”状态的基因被激活表达；基因的多效性在污染条件下定向表达。

　　遗传基因自身的变化抗性（Resistance）是生物对污染物长期作用下产生的一种稳定而定向的适应性性状。大量的研究发现抗性是可以进行代间传递的，即具有可遗传性，并且这种遗传性具有加性效应。但是，迄今为止，在动植物中还没有克隆出任何一个污染抗性基因。

　　2、污染条件下生物的分化与微进化

　　污染条件下生物适应性分化的种群过程

　　①污染物作用下种群中敏感个体消失，种群规模减小；

　　②达到适应污染阈值最低要求的个体，不断扩大在种群中的比例；

　　③抗性个体扩大在种群中的比率，并通过种群内的基因重组，不断提高抗性水平；同时外来基因的流入，提高种群的整体遗传多样性水平。

　　影响植物污染抗性进化的生物因素

　　（1）生活史特征：寿命越长，越着利于进化

　　（2）植物的种子库：使进化过程滞后发生

　　（3）表型的可塑性：增加适应，但影响进化

　　（4）植物的生殖特征：影响选择响应的灵敏性

　　（5）植物的传粉系统：影响选择响应的灵敏性

　　3、生物对污染适应的代价

　　适应代价（AdaptationCost）：为了适应污染环境，生物在生理、生化、遗传进化方面的调整，提高了生物对污染的适应性，但可能降低和制约了生物在其它方面的适应性。

　　（1）生态代价（EcologicalCost）：竞争力降低；对温度、水分、病虫害的抵抗能力的下降。

　　（2）生理代价（PhysiologicalCost）：对污染适应的植物，在某些生理性能上低于正常的植物。

　　（3）进化代价(EvolutionaryCost)：对污染适应很好的植物在其它环境中进化发展的灵活度降低，以致于可能失去适应其它环境的可能性。