大學(xué)生物知識點(diǎn)概述

大學(xué)生物知識點(diǎn)概述一、生物對污染的抗性1生物對污染物的拒絕吸收生物對污染物的避性（Avoidance）：不吸收或少吸收污染物是生物抵抗污染脅迫的一條重要途徑主要方式：（1）吸收器官對污染物的阻礙和屏障作用、吸收器官的吸收功能的暫停（細(xì)胞外）、污染物的體內(nèi)積累作用（2）分泌物的體外結(jié)合作用（3）生物的行為回避2生物對污染物的結(jié)合與鈍化污染物在沖破生物的外部保護(hù)（如生物的表皮、葉片的氣孔等）的情況下進(jìn)入生物體內(nèi)時，還有使進(jìn)入體內(nèi)的污染物變成低毒、安全的結(jié)合態(tài)的機(jī)制，最大限度地使污染物不到達(dá)敏感分子或器官。主要方式：（1）生物體內(nèi)存在大量能與污染物結(jié)合的物質(zhì)：糖，脂肪，蛋白質(zhì)，核酸等（2）胞間組織對污染物的結(jié)合和鈍化：金屬硫蛋白（Metallothionein，MT）、類金屬硫蛋白和重金屬螯合多肽等，并且均能螯合體內(nèi)重金屬3生物對污染物的分解與轉(zhuǎn)化借助于分解和代謝轉(zhuǎn)化作用，改變污染物原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低污染物的生理活性；或是將親脂的外源性污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水物質(zhì)，以加速排出。分解與轉(zhuǎn)化的類型：1）氧化反應(yīng)2)還原反應(yīng)3)水解反應(yīng)4)烷基化反應(yīng)4生物對污染物的隔離作用生物的隔離（Compartmentalization）：生物將污染物運(yùn)輸?shù)襟w內(nèi)特定部位，以多種方式被結(jié)合、固定下來，使污染物不能達(dá)到生物體內(nèi)的敏感位點(diǎn)（靶細(xì)胞、靶組織或活性靶分子），以至污染物對生物體的毒性很小或沒有毒性影響的作用，這是生物產(chǎn)生抗性和適應(yīng)性的又一途徑，也可稱為生物的屏蔽作用（Sequestration）。液泡在植物抗性中承擔(dān)著隔離有毒污染物及其代謝產(chǎn)物的重要作用；動物可以通過外骨骼、貝殼、骨骼、臟器對污染物進(jìn)行固定和隔離。5污染條件下生物代謝方式的變化生物體內(nèi)與污染物作用的耙標(biāo)分子發(fā)生遺傳突變，突變結(jié)果是降低了生物耙標(biāo)分子與污染物的親和力，從而降低了生物對污染物的敏感性，使生物產(chǎn)生對污染物的抗性。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學(xué)物質(zhì)，阻止其他生物在其周圍生長，也稱為化感作用。二、生物入侵生物入侵(BiologicalInvasion):某種物種從它的原產(chǎn)地，通過非自然途徑遷移到新的生態(tài)環(huán)境里，由于失去了天敵的制衡獲得了廣闊的生存空間，生長迅速，占據(jù)了大量的生境，而使當(dāng)?shù)厣锷媸艿絿?yán)重影響，這種現(xiàn)象就是生物入侵。1生物入侵的危害外來入侵物種會造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞和生物污染；外來入侵物種通過壓制或排擠本地物種，形成單優(yōu)勢種群，危及本地物種的`生態(tài)，最終導(dǎo)致生物多樣性的喪失；生物入侵導(dǎo)致生態(tài)害災(zāi)頻繁爆發(fā)，對農(nóng)林業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p害；外來生物入侵不僅對生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失，還直接威脅到人類的健康。2生物入侵的控制及長期策略控制方法：1）化學(xué)控制(ChemicalControl)：在農(nóng)業(yè)上使用，效果迅速、使用方面、易于大面積推廣，但對人類和非靶物的健康造成危險，費(fèi)用較高，害蟲抗性的頻繁進(jìn)化2）機(jī)械控制(MechanicalControl)：適宜于那些剛剛引入、建立或處于停滯階段。依靠人力、火燒和放牧、種樹和覆蓋地表3)生物控制（BiologicalControl）：即引進(jìn)入侵物種的天敵。長期對策：管理能力：加強(qiáng)對外來物種的安全管理；監(jiān)管能力：建立監(jiān)測系統(tǒng)，查明我國外來物種的種類、數(shù)量、分布和作用；教育宣傳能力：加強(qiáng)宣傳教育，提高防范意識；阻擊能力：積極尋找針對外來入侵物種的識別、防治技術(shù)，以對當(dāng)前生物入侵的蔓延趨勢加以有效遏制；預(yù)警和信息處理能力：應(yīng)對潛在入侵種進(jìn)行風(fēng)險評價（RiskAssessment），還應(yīng)在掌握外來種包括潛在的外來種信息的基礎(chǔ)上，建立外來種信息庫與預(yù)警系統(tǒng)三、轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境行為與生物安全轉(zhuǎn)基因生物也叫遺傳改性生物（GeneticallyModifiedOrganisms,簡稱GMOs）或遺傳工程生物（GeneticallyEngineeredOrganisms,GEOs），指人類按照自己的意愿有目的、有計(jì)劃、有根據(jù)、有預(yù)見地運(yùn)用重組DNA技術(shù)將外源基因整合于受體生物基因組，改變其遺傳組成后產(chǎn)生的生物及其后代。轉(zhuǎn)入基因的生物個體成為受體生物，而提供目標(biāo)基因的生物成為供體生物。轉(zhuǎn)基因生物分為：轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因微生物和轉(zhuǎn)基因水生生物四類。按目的基因分為：抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病性轉(zhuǎn)基因植物（包括抗病毒、細(xì)菌、真菌、線蟲等）、抗鹽害轉(zhuǎn)基因植物、抗病毒轉(zhuǎn)基因家畜或禽類、生長激素轉(zhuǎn)基因家畜等。第七章全球變化及對生物的影響全球變化（GlobalChange）就是指在由大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈組成的地球環(huán)系統(tǒng)發(fā)生了異常變化，對人類和生物的生存產(chǎn)生不良影響的環(huán)境變遷。一、溫室效應(yīng)及其對生物的影響1溫室效應(yīng)的概念溫室效應(yīng)：(GreenhouseEffect)是大氣層中的二氧化碳（CO2）等氣體物質(zhì)的大量聚集，可以吸收近地表的太陽長波輻射，并將其反射回地表，從而使地表增溫的現(xiàn)象。大氣層中的有些微量氣體，可以讓太陽短波輻射自由通過，同時吸收地面發(fā)出的長波輻射。因此，當(dāng)它們在大氣中的濃度增加時，就會加劇“溫室效應(yīng)”，引起地球表面和大氣層下沿溫度升高。這些氣體叫做溫室氣體(Green-houseGases)。溫室氣體主要有：二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氯氟烴（氟里昂，CFC）和臭氧等溫室效應(yīng)的環(huán)境效應(yīng)：（1）溫度升高（2）海平面上升（3）降水量變化（4）災(zāi)變性氣候的增多2（1）溫室效應(yīng)對作物的影響減少作物分布的彈性；增加灌溉需要；害蟲分布范圍擴(kuò)大；熱帶、亞熱帶的經(jīng)濟(jì)作物將北移，有利于一年多熟制；局部產(chǎn)量增加，蛋白質(zhì)含量卻下降（2）溫室效應(yīng)對生態(tài)系統(tǒng)的影響氣候變化極大地改變著植被類型的地理分布。CO2濃度增加到700μg/g時，所帶來的氣候變化將使地球上1/3的森林組成發(fā)生巨大變化。物種將向北移動，植被帶將有很大變動.亞寒帶森林可能由目前的23%減少到1%以下，泰加林幾乎消失。二、臭氧層變化的趨勢UV-C（200～280nm）對生物有強(qiáng)烈影響，但它在平流層中基本上被臭氧分子全部吸收而不能到達(dá)地面。UV-A（320～400nm）可促進(jìn)植物生長，一般情況下無殺傷作用，它很少被臭氧吸收。UV-B（280～320nm)臭氧能部分吸收UV-B，其吸收程度隨波長不同而異，波長越短，吸收量越大1紫外輻射增強(qiáng)對生物的影響紫外輻射增強(qiáng)對植物的影響（1）紫外輻射增強(qiáng)對植物生長的影響UV-B輻射降低葉面積，使葉片變厚，降低植株的高度；植物生物量降低，引起植物激素代謝改變，影響細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長，導(dǎo)致生長速率降低。（2）紫外輻射增強(qiáng)對植物生理生化的影響葉綠素的合成受阻，降低Hill反應(yīng)活力，降低RuBPcase活性，增加暗呼吸；影響植物對CO2的吸收和水分代謝；增加類黃酮含量（3）UV-B傷害植物的靶光系統(tǒng)Ⅱ、膜、DNA和植物激素UV-B傷害植物的靶。紫外輻射增強(qiáng)對微生物的影響微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，或稱還原者，在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著不可缺少的重要作用。UV-B輻射顯著降低細(xì)菌總數(shù)，放線菌和真菌數(shù)量也隨UV-B輻射增加而降低，其中細(xì)菌比放線菌及真菌對UV-B輻射更敏感紫外輻射增強(qiáng)對生態(tài)系統(tǒng)的影響（1）UV-B輻射對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響增強(qiáng)的UV-B輻射導(dǎo)致群體結(jié)構(gòu)趨于簡單化；UV-B輻射降低物種多度、物種種群豐度和物種多樣性，而增加物種優(yōu)勢度。（2）UV-B輻射對營養(yǎng)循環(huán)的影響UV-B輻射顯著影響植物的營養(yǎng)含量，顯著增加各部分中N、K、Zn含量。UV-B輻射導(dǎo)致的物種組分改變可能會影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)（3）UV-B輻射對能量流動的影響UV-B輻射影響植物對光能的吸收和利用，降低群體生物量，生態(tài)系統(tǒng)的能量輸出減少三、酸雨及其對生物的影響酸雨（AcidRain）是指PH值小于5.6的降水，包括酸性雨、酸性雪、酸性霧、酸性露和酸性霜。酸雨也叫做酸性沉降。1酸雨對生物的影響酸雨對微生物的影響土壤酸化影響微生物群落結(jié)構(gòu)和種群數(shù)量，并嚴(yán)重影響微生物的活動和營養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)。酸雨對植物的影響（1）酸雨引的起植物葉片可見傷害癥狀（2）酸雨對植物生理代謝的影響（3）酸雨對植物生長量的影響（4）酸雨對植物產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響酸雨對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響酸雨對土壤的影響；影響全球植被生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，直接導(dǎo)致植被生長量和生物量的下降。酸雨對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響酸雨對湖泊的危害主要是由于水體酸化，促使土壤中重金屬溶入水中。四、生物對長期污染適應(yīng)與進(jìn)化生物對污染的適應(yīng)，實(shí)際上包括兩個方面:第一：對污染引起的“自然”環(huán)境的改變（外環(huán)境的變化）的適應(yīng)以及對污染引起生物的生理變化（內(nèi)環(huán)境的變化）的適應(yīng)；第二：生物對污染物自身的適應(yīng)。1生物對長期污染的適應(yīng)生物對污染的適應(yīng)性反應(yīng)（1）形態(tài)結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)性反應(yīng)植物在形態(tài)上有向“旱生化”方向發(fā)展；在資源分配上有向生殖生長更多轉(zhuǎn)化的趨勢；動物的工業(yè)黑化現(xiàn)象。前適應(yīng)（Pre-Adaptation）：生物在沒有接受污染以前具有的性狀特征在污染環(huán)境中也是適應(yīng)的。前適應(yīng)的原因是，污染引起生物外環(huán)境和內(nèi)環(huán)境變化部分，因同自然條件下的脅迫有一定的類似性，污染發(fā)生后導(dǎo)致這類生物在相關(guān)組織和器官的功能更加強(qiáng)化。（2）生理上的適應(yīng)性反應(yīng)污染引起的生物生理性適應(yīng)反應(yīng)包括兩個方面：消極的生理適應(yīng)性反應(yīng)：指有些生物在污染條件下，能夠暫時減弱或停止部分生理代謝活動，在污染停止或降低時，再行正常的生理活動，這是通過回避（Avoidance）作用產(chǎn)生的適應(yīng)性。積極的生理適應(yīng)性反應(yīng)：不少生物在污染條件下通過繼續(xù)保持較高的代謝活力，積極地適應(yīng)污染。（3）遺傳上的適應(yīng)反應(yīng)基因表達(dá)水平上的變化“休眠”狀態(tài)的基因被激活表達(dá)；基因的多效性在污染條件下定向表達(dá)。遺傳基因自身的變化抗性（Resistance）是生物對污染物長期作用下產(chǎn)生的一種穩(wěn)定而定向的適應(yīng)性性狀。大量的研究發(fā)現(xiàn)抗性是可以進(jìn)行代間傳遞的，即具有可遺傳性，并且這種遺傳性具有加性效應(yīng)。但是，迄今為止，在動植物中還沒有克隆出任何一個污染抗性基因。2污染條件下生物的分化與微進(jìn)化污染條件下生物適應(yīng)性分化的種群過程①污染物作用下種群中敏感個體消失，種群規(guī)模減??；②達(dá)到適應(yīng)污染閾值最低要求的個體，不斷擴(kuò)大在種群中的比例；③抗性個體擴(kuò)大在種群中的比率，并通過種群內(nèi)的基因重組，不斷提高抗性水平；同時外來基因的流入，提高種群的整體遺傳多樣性水平。影響植物污染抗性進(jìn)化的生物因素（1）生活史特征：壽命越長，越著利于進(jìn)化（2）植物的種子庫：使進(jìn)化過程滯后發(fā)生（3）表型的可塑性：增加適應(yīng)，但影響進(jìn)化（4）植物的生殖特征：影響選擇響應(yīng)的靈敏性（5）植物的傳粉系統(tǒng)：影響選擇響應(yīng)的靈敏性3生物對污染適應(yīng)的代價適應(yīng)代價（AdaptationCo