生物對(duì)污染物的抗性

生物對(duì)污染物的抗性

田寶強(qiáng)2012-10-30逆境(stress）：自然界對(duì)生物生長(zhǎng)和生存不利因素的總稱抗逆性(hardiness):植物對(duì)逆境抵抗和忍耐能力。簡(jiǎn)稱抗性逆境逃避(stressavoidance):指由于植物通過(guò)各種方式摒拒逆境的影響，不利因素并未進(jìn)入組織，故組織本身通常不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。逆境忍耐(stresstolerance):指植物組織雖經(jīng)受逆境對(duì)它的影響，但它可通過(guò)代謝反應(yīng)阻止、降低或者修復(fù)由逆境造成的傷害，使其仍保持正常的生理活動(dòng)。

抗性:環(huán)境中各種各樣的污染物對(duì)生活于其中的生物是一種逆境脅迫因子，它們?cè)诜肿?、?xì)胞、組織、器官、個(gè)體、種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)等各個(gè)組織層次上對(duì)生物產(chǎn)生多方面的影響。一般來(lái)說(shuō)，生物對(duì)各種不良環(huán)境具有一定的適應(yīng)性和抵抗力，稱為生物的耐性（tolerance）或抗性（resistance）。

生物對(duì)污染物的抗性機(jī)制是外部排斥和內(nèi)部忍耐的綜合結(jié)果。生物處于污染脅迫條件下，一方面通過(guò)形態(tài)學(xué)機(jī)制、生理生化機(jī)制、生態(tài)學(xué)機(jī)制等將污染物阻擋于體外；另一方面通過(guò)結(jié)合固定、代謝解毒、分室作用等過(guò)程將污染物在體內(nèi)富集、解毒。這兩方面的綜合結(jié)果形成抗性。一.植物的抗性機(jī)制一、生物對(duì)污染物的拒絕吸收二、生物對(duì)污染物的結(jié)合與鈍化三、生物對(duì)污染物的分解與轉(zhuǎn)化四、生物對(duì)污染物的隔離作用五、污染條件下生物代謝方式的變化六、生物的他感作用一、生物對(duì)污染物的拒絕吸收

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,這就是生物對(duì)污染物的避性.1.途徑:(1).限制污染物的跨膜吸收(2).關(guān)閉氣孔阻止氣態(tài)污染物進(jìn)入體內(nèi)(3).分泌有機(jī)物質(zhì)糖類、氨基酸類、維生素類、有機(jī)酸類等到達(dá)根際,通過(guò)改變根際環(huán)境(pH和Eh)來(lái)改變污染物的理化環(huán)境和形態(tài),使污染物由游離態(tài)轉(zhuǎn)變到絡(luò)合態(tài)或螯合態(tài),使污染物的可移動(dòng)性降低;(4)在根際周圍的微環(huán)境的改變,加強(qiáng)土壤中污染物的固定;(5)有的生物通過(guò)運(yùn)動(dòng)來(lái)遠(yuǎn)離污染源,增厚植物的外表皮或在根的周圍形成根套等.

生物拒絕吸收污染物與污染物的理化性質(zhì)、生物種類、土壤性質(zhì)、耕作措施、環(huán)境條件等有關(guān)2.生物對(duì)不同污染物的避性(1)生物拒絕吸收有機(jī)污染物：

根的拒絕吸收葉的拒絕吸收(2)生物對(duì)無(wú)機(jī)氣體污染物的避性

動(dòng)物因活動(dòng)能力強(qiáng)從而在氣體污染條件下可以通過(guò)行為而回避污染物的影響，而植物則不行。植物對(duì)無(wú)機(jī)氣體的避性：體內(nèi)的污染物可以通過(guò)蒸騰拉力將無(wú)機(jī)污染物質(zhì)擴(kuò)散到身體的各個(gè)部分，也可以通過(guò)分泌作用、呼吸作用將進(jìn)入植物體內(nèi)的污染物排除體外。但是，往往吸收進(jìn)入體內(nèi)的污染物是很難全部排出體外的，從而減少污染物進(jìn)入體內(nèi)就更顯得重要。(3)生物對(duì)重金屬的避性Baker認(rèn)為生物對(duì)重金屬抗性的獲得可通過(guò)兩條途徑：避性和耐性。

避性是指一些生物可通過(guò)某種外部機(jī)制保護(hù)自己，使其不吸收環(huán)境中高含量的重金屬?gòu)亩馐芏竞?。途徑：?）限制重金屬跨膜運(yùn)輸（2）與體外分泌物絡(luò)合（3）生物的運(yùn)動(dòng)二、生物對(duì)污染物的結(jié)合與鈍化拒絕吸收并不能完全保護(hù)生物不受污染物侵襲，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(shí)，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)的的機(jī)制，最大限度的使污染物不到達(dá)敏感分子或器官。途徑：（1）生物體內(nèi)能與污染物結(jié)合的物質(zhì)（2）生物細(xì)胞壁對(duì)污染物的結(jié)合和鈍化三、生物對(duì)污染物的分解與轉(zhuǎn)化1.定義：（2）生物分解：（1）生物轉(zhuǎn)化（biologicaltransformation）：生物轉(zhuǎn)化就是污染物經(jīng)生物體或其酶的作用而發(fā)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)改變或價(jià)態(tài)變化的過(guò)程。微生物分解：把有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)代謝降解，變成簡(jiǎn)單有機(jī)物或無(wú)機(jī)物質(zhì)

的過(guò)程。2.分解與轉(zhuǎn)化的類型（1）氧化反應(yīng)細(xì)胞微粒體是污染物氧化反應(yīng)的主要場(chǎng)所，通過(guò)混合功能酶催化完成（mixed-functionoxidasesystem,MFOS)完成。MFSO能夠催化脂類、類固醇類、和其他化學(xué)物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為極性較強(qiáng)、脂溶性較低的代謝產(chǎn)物。氧化反應(yīng)類型：羥化反應(yīng)、環(huán)氧化反應(yīng)、脫氨基反應(yīng)、脫烷基反應(yīng)、脫磺基反應(yīng)。（2）.還原反應(yīng)(3).水解反應(yīng)(4)烷基化反應(yīng)(5)其他反應(yīng)四、生物對(duì)污染物的隔離作用

生物的隔離是生物將污染物運(yùn)輸?shù)襟w內(nèi)特定部位,以多種方式被結(jié)合、固定下來(lái),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(duì)生物體的毒性很小或沒(méi)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。五、污染條件下生物代謝方式的變化

在污染條件下,改變代謝方式是生物抵抗環(huán)境污染物毒害的有效措施之一.

一些生物抗性的產(chǎn)生是由于生物體內(nèi)與污染物作用的靶標(biāo)分子發(fā)生遺傳突變,突變結(jié)果是降低了生物靶標(biāo)分子與污染物的親和力,從而降低了生物對(duì)污染物的敏感性,是生物產(chǎn)生對(duì)污染物物的抗性.草本植物對(duì)三氮苯類和脲類等除草劑產(chǎn)生抗性:D-1蛋白是三氮苯類和脲類的靶分子.這兩類除草劑與D-1蛋白結(jié)合以后抑制植物的光合作用,從而使之無(wú)死亡.D-1蛋白質(zhì)分子質(zhì)量為3.2X六、生物的他感作用1.定義: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(zhǎng),稱為他感作用,也稱為化感作用.

據(jù)估計(jì)，目前世界平均每天就有一個(gè)物種消失