非生物胁迫对植物和代谢的影响
代谢对生物胁迫的适应包括氨基酸、糖和胺代谢途径的适应。早期代谢反应的适当激活可帮助由胁迫引起的化学和能量的不平衡，这对适应胁迫和生存是至关重要的。代谢组学是对大量代谢物的定量和定性的系统研究的方法，可了解复杂的代谢网络如何相互作用和它们怎么动态适应胁迫。
（一）植物对生物胁迫的反应处于不利或限制生长的环境下，植物动员多个水平的代谢增强耐受性，通过调整膜系统和细胞壁结构，通过改变细胞循环和细胞分裂速度，通过代谢调节。在分子水平，许多基因被激发或抑制，涉及到大量胁迫有关基因的精确调控网络。有关渗透保护剂合成的蛋白质、解毒的酶系统、蛋白酶、运输者和分子伴侣是第一道防线。一些调控蛋白（转录因子、磷酸酯酶、激酶）和信号分子的激活是与信号转导和胁迫反应基因表达相伴随的。能量、渗透压和氧化还原失衡是植物对胁迫的最早的反应。
（二）在胁迫环境下的代谢适应：渗透物积累处于胁迫环境下最平常的防御机制是产生和积累可共存的可溶物。这些可溶物的特征是在细胞环境中很高的溶解性，而且即使有很高的浓度也不抑制酶的活性。清除ROS以恢复氧化还原代谢，恢复身体平衡以维持细胞膨压，保护和稳定蛋白质及细胞结构是这些渗透保护剂的作用。脯氨酸是一种渗透保护剂、抗冷剂、信号分子、蛋白质结构稳定剂、ROS清除剂，处于可引起缺水的胁迫时（盐、结冰、重金属、干旱）。介绍了脯氨酸合成的2种途径及所需的原料和酶。从转录水平控制与脯氨酸合成有关的酶的表达，可调控植物对胁迫的抗逆性。
植物对环境刺激之反应
10-6 植物對環境刺激之反應 焦點 1 向性反應 ※向性反應：環境刺激→植物產生反應涉及生長方向的改變 1.正向性：植物體的生長反應趨性刺激方向（ex.莖的向光性、根的正向地性） 2.負向性：植物體的生長反應背離刺激方向（ex.莖的負向地性） 一、向光性：（植物體受到側面光照→向光照方向生長彎曲） (1)頂端分生組織產生生長素（向下運送） ?? ??→?側面光照莖兩側生長素分佈不均勻 向光面：生長素含量少、生長慢 背光面：生長素含量多、生長快 (2)莖的頂端：具有接收藍光的色素分子 ∵藍光刺激→莖的向光面和背光面的生長素分佈不均勻 ∴藍光對向光性的作用最為明顯 二、向地性： (1)植物幼苗平放????→?重力影響下半部的生長素濃度較高 莖的細胞生長快速→莖向上彎曲生長（負向地性） 根的細胞生長較慢→根向下彎曲生長（正向地性） (2)根的正向地性與根冠產生的『抑制生長物質』有關 根平放並將根冠摘除→根生長快速，不會表現向地性 若將根冠再置回根尖→根生長變慢，表現出正向地性 三、向觸性：（葡萄、豌豆、瓠瓜的卷鬚????→?接觸物體不均勻生長） 接觸面的細胞停止伸長→卷鬚纏繞物體而攀緣生長 →使植物體獲得支撐，並佔具有利位置以吸收陽光 試題範例 1.有關於植物生長的適應，下列敘述何者正確？ (A)受地心引力、光照、溼度的刺激可引起向性運動 (B)具有接受刺激的神經系統，且能傳導刺激並引起反應 (C)平置的幼苗，莖會背地生長、根則向地生長 側面照光對芽鞘的影響： 芽鞘內的箭頭表示生長素的
(D)地心引力的刺激，使植物體內的生長素分布傾向朝下的一側 (E)溫度的刺激可促使葉綠素合成和葉綠體發育 【答案】(A)(C)(D)【詳解】(B)植物缺神經系統 (E)光線刺激可促使葉綠素合成和葉綠體發育 2.下列植物運動何者與生長素有關？ (A)睡眠運動 (B)莖的向光性 (C)觸發運動 (D)根的向地性 (E)根的向濕性 【答案】(B)(D)(E)【詳解】(A)(C)睡眠運動及觸發運動與膨壓有關 3.下列有關於植物向性的敘述，何者錯誤？ (A)一般而言，根具有向地性，莖具有向光性和背地性 (B)將幼苗平置，根部朝上的一側生長素較少，故生長慢 (C)將幼苗平置，莖部朝下的一側生長素較多，故生長快 (D)莖部向光的一側生長素較少，故生長慢 【答案】(B)【詳解】根部朝上的一側生長素較少、生長快，因高濃度的生長素會抑制根的生長 焦點 2 感性反應（與膨壓改變有關） ※感性反應： 環境刺激→植物產生反應未涉及生長方向的改變（一般為可逆反應） 一、睡眠運動：（豆科植物的葉片??????→?睡眠運動） (1)白天：葉枕上方細胞的膨壓較小、下方細胞的膨壓較大→葉片上揚平展 (2)夜晚：葉枕上方細胞的膨壓變大、下方細胞的膨壓變小→葉片下垂閉合 ps.光照刺激→牽牛花、豆科植物的花瓣和葉柄的膨壓改變 →花瓣和葉片在日間張開（夜間閉合） 二、捕蟲運動： 捕蠅草的捕蟲葉受到碰觸→葉片閉合以捕捉昆蟲 三、觸發運動：（含羞草葉片受到碰觸??????→?葉枕膨壓改變葉片閉合） (1)複葉未受到碰觸→小葉平展張開 (2)複葉若受到碰觸→小葉閉合，整片複葉下垂 ps.機械性刺激（震動、觸摸、摩擦）→抑制植物生長
基因组学与生物信息学教案
《基因组学与生物信息学》教案 授课专业：生物学大类各专业 课程名称：基因组学与生物信息学 主讲教师：夏庆友程道军赵萍徐汉福
课程说明 一、课程名称：基因组学与生物信息学 二、总课时数：36学时（理论27学时实验9学时） 三、先修课程：遗传学、分子生物学、基因工程 四、使用教材： 杨金水. 基因组学. 北京:高等教育出版社,2002. 张成岗. 贺福初, 生物信息学方法与实践. 北京:科学出版社，2002. 五、教学参考书： T.A.布朗著，袁建刚译著，基因组(2rd版)，北京：科学出版社,2006. 沈桂芳，丁仁瑞，走向后基因组时代的分子生物学，杭州：浙江教育出版社，2005. 罗静初译，生物信息学概论，北京：北京大学出版社，2002. 六、考核方式：考查 七、教案编写说明： 教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。教案可以按每堂课（指同一主题连续1~2节课）设计编写。教案编写说明如下： 1、编号：按施教的顺序标明序号。 2、教学课型表示所授课程的类型，请在相应课型栏内选择打“√”。 3、题目：标明章、节或主题。 4、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？” 符号分别表示重点、难点或疑点。 5、教学方式既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。教学手段指教科书、板书、多媒体、模型、 标本、挂图、音像等教学工具。 6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业 来完成，以供考核之用。 7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。 8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
生态学实验1--环境因子对植物形态结构的影响
实验1环境因子对植物形态结构的影响 一、实验目的 1、掌握生长在不同环境下的植物形态结构的特点，理解植物形态结构是如何适应于其生境特征。掌握从植物外部形态及生长，生境特点上鉴别植物耐荫性的方法。 2、理解植物器官的结构特点对植物生长发育及其环境适应的意义。初步判定植物对光照强度的适应类型.。 3、使学生掌握划分植物生活型的方法，并通过不同地区和不同植被类型植物生活型的分析，进一步认识植物与环境的关系及划分植物生活型的生态意义 二、实验原理： 1、在植物的生长发育过程中，光和水是极其重要的生态因子。根据植物与其生境中水分的的关系，把植物分为水生植物、陆生植物（包括了中生植物和旱生植物）。水生植物依据其生活型又可分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。生长在不同环境中的植物，在演化过程中会形成一些适应环境的结构特征，其中以叶的结构变化最为显著。叶子是植物的重要器官，它有两大生理功能，光合作用和蒸腾作用。蒸腾作用是根系吸收水分的动力之一，植物根系吸收的矿物质主要是随蒸腾液流上升并转运到植物体的其他部位。另外，蒸腾作用也能降低叶片的表面温度，从而使叶子在强烈的日光照射下，不至于因温度过分升高而受损伤。但蒸腾作用会消耗很到植物体内的水分，因而植物根系吸收的水分和叶片蒸腾作用消耗的水分之间需达到一个等量的状态，即水分平衡状态。植物在长期的进化过程中，逐渐形成了防止水分散失的结构，如叶表面的角质层，密生绒毛，气孔下陷或形成气孔窝，叶片内储水组子发达等，都是为了适应保持水分，减少水分蒸腾的特征。植物生活于不同的生态环境中其叶片的这些适应性结构不同，形态变化也较大。 阳光是植物光合作用的能量来源，但是由于植物长期适应不同的环境条件，不同植物需要的光强不同。根据植物对光强的不同要求，把它们分为阳性植物、阴性植物、耐阴植物三大类。阳地植物与阴生植物是生长在不同光照强度环境中的植物，由于叶是直接接受光照的器官，因此，受光照强度的影响，也就容易反映在它们的形态和结构上。又因为具有相同基因型的植物若长期生活在不同的生态环境中，会出现结构和生理的趋异性；而不同基因型的植物生活在同一环境中，又会出现趋同性，所以，即使是同一植物，因叶所处位置的光照不同，也会有阴生与阳生的差异。一般来说树冠上部和向阳一面的叶，具阳生叶特征；而树冠下部和阴面的叶则具阴生叶的特点。由此也可以看出叶是最具变化的器官。 2、生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。对植物而言，其生活型是植物对综合环境条件的长期适应，而在外貌上反映出来的植被类型。它的形成是植物对相同环境条件趋同适应的结果。在同一类生活型中，常常包括了在分类系统上地位不同的许多种，因为不论各种植物在系统分类上的位置如何，只要它们对某一类环境具有相同或（相似）的适应方式和途径，并在外貌上具有相似的特征，它们都属于同一类生活型。 关于植物生活型的分类有各种标准和系统，这里采用丹麦生态学家Raunkiaer的生活型分类系统和《中国植被》中的生活型系统。 （1）Raunkiaer 的生活型分类系统 他以植物体在度过生活不利时期（冬季严寒、夏季干旱）对恶劣条件的适应方式作为作为分类的基础。具体的是以休眠或复苏芽所处位置的高低和保护的方式为依据，把陆生植物划分为五类生活型。
环境污染对生物的影响
[案例分析]生物教学：环境污染对生物的影响1 教学活动对象：高一学生 教学活动准备：开放生物实验室，并准备学生活动所需的各类仪器装置；实验所需各种生物、各类污染物等主要由学生自己采集、准备。 教学活动过程：该主题的教学活动过程主要分为以下步骤： (1) 教师提出课题“环境污染对生物的影响”。 (2) 学生调查学校周围环境中的主要污染现象，分析污染原因。如让学生走访区环保局和环境监测站，随同专业人员采集黄浦江水样、测定水样，调查学校周围环境的空气、水质和绿化现状等。 (3) 学生经过对周边环境的各类污染因素与常见生物的关系的调查和分析后，组成若干课题研究小组(每组3-5人)，各自选定实验研究项目。 (4) 各小组相互评议实验研究项目，进行可行性论证，然后确定实验研究项目。 (5) 各小组设计具体的实验研究方案。实验方案中应包括以下内容：①研究题目；②研究目的；③实验原理；④所需材料(应具有可行性)；⑤具体实验步骤；⑥预期结果。 (6) 师生分别作实验准备。 (7) 在课堂内，各组学生按照自己的实验方案进行操作。小组成员之间应相互协作，相互切磋，共同解决实验中出现的问题。 (8) 各组间相互交流实验研究的过程和结果，相互进行评议和质询，提出自己的不同看法。 各组在听取评议的基础上进一步完善实验或提出进一步研究的方案。 (9) 学生写出实验研究报告，提出自己对实验研究结果的见解。 在“环境污染对生物的影响”教学案例中，学生的探究活动分为形成概念和问题、制定学习计划、开展探究活动、总结发现四个阶段。在第一阶段，教师就“环境污染对生物产生的影响”这一现象要求学生进行多种体验，通过调查活动学生形成一系列概念和问题，从而引发学生探究的兴趣。第二阶段开始划分学习小组并进行小组讨论，以选定各自的实验研究项目，制定实验研究计划。第三阶段主要依靠学生自己开展探究活动，教师给予学生适度的辅导。探究的最后阶段是以实验报告的形式来进行总结活动，教师明确提出了实验报告的格式和要求等，并预先制定了相应的量规用于评价学生的整个学习和探究过程。 1．研究课题：环境污染对生物的影响。 2．活动目标： 在活动中提高学生的环保意识和科研意识； 在实验研究的过程中促进学生发展创造性思维； 培养学生设计和操作实验的能力； 培养学生相互合作的精神。 3．参加活动对象：高-年级部分学生(由学生自由报名)。 4，活动的准备： 开放生物实验室，并准备学生活动所需的各类仪器装置。实验所需各种生物、各类污染物等主要由学生自己采集、准备。 5．活动过程： (1)教师就课题"环境污染对生物的影响"概述进行科学实验与研究的基本方法。 (2)学生调查学校周围环境中的主要污染现象，分析污染原因。如让学生走访区环保局和环境监测站，随同1案例来源：上海故业中学费循蛟老师https://www.360docs.net/doc/2e8793703.html,/3_anli/3_jijin/jijin_008.htm
代谢组学的研究方法和研究流程
代谢组学的研究方法和研究流程分子微生物学１12３０0０0３林兵 随着人类基因组计划等重大科学项目的实施，基因组学、转录组学及蛋白质组学在研究人类生命科学的过程中发挥了重要的作用，与此同时, 代谢组学(ｍｅtaｂoloｍiｃs）在2０世纪90年代中期产生并迅速地发展起来，与基因组学、转录组学、蛋白质组学共同组成系统生物学。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等各种组学0在生命科学领域中发挥了重要的作用，它们分别从调控生命过程的不同层面进行研究, 使人们能够从分子水平研究生命现象, 探讨生命的本质, 逐步系统地认识生命发展的规律.这些组学手段加上生物信息学, 成为系统生物学的重要组成部分。 代谢组学的出现和发展是必要的, 同时也是必须的。对于基因组学和蛋白质组学在生命科学研究中的缺点和不足, 代谢组学正好可以进行弥补。代谢组学研究的是生命个体对外源性物质（药物或毒物)的刺激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应答, 并且检测这种应答的全貌及其动态变化。代谢组学方法为生命科学的发展提供了有力的现代化实验技术手段, 同时也为新药临床前安全性评价与实践提供了新的技术支持与保障. 1 代谢组学的概念及发展 代谢组学最初是由英国帝国理工大学Ｊereｍｙ N ichｏｌson教授提出的，他认为代谢组学是将人体作为一个完整的系统，机体的生理病理过程作为一个动态的系统来研究, 并且将代谢组学定义为生物体对病理生理或基因修饰等刺激产生的代谢物质动态应答的定量测定。20０0年，德国马普所的Fｉeｈn等提出了代谢组学的概念，但是与Ｎ ichoｌs ｏn提出的代谢组学不同, 他是将代谢组学定位为一个静态的过程，也可以称为/代谢物组学, 即对限定条件下的特定生物样品中所有代谢产物的定性定量分析。同时Ｆieｈn还将代谢组学按照研究目的的不同分为4类: 代谢物靶标分析，代谢轮廓（谱)分析, 代谢组学，代谢指纹分析。现在代谢组学在国内外的研究都在迅速地发展, 科学家们对代谢组学这一概念也进行了完善, 作出了科学的定义: 代谢组学是对一个生物系统的细胞在给定时间和条件下所有小分子代谢物质的定性定量分析，从而定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学。 与基因组学、转录组学、蛋白质组学相同, 代谢组学的主要研究思想是全局观点。与传统的代谢研究相比, 代谢组学融合了物理学、生物学及分析化学等多学科知识, 利用现代化的先进的仪器联用分析技术对机体在特定的条件下整个代谢产物谱的变化进行检测，并通过特殊的多元统计分析方法研究整体的生物学功能状况。由于代谢组学的研究对象是人体或动物体的所有代谢产物, 而这些代谢产物的产生都是由机体的内源性物质发生反应生成的，因此，代谢产物的变化也就揭示了内源性物质或是基因水平的变化，这使研究对象从微观的基因变为宏观的代谢物，宏观代谢表型的研究使得科学研究的对象范围缩小而且更加直观，易于理解, 这点也是代谢组学研究的优势之一. 代谢组学的优势主要包括：对机体损伤小，所得到的信息量大，相对于基因组学和蛋白质组学检测更加容易。由于代谢组学发展的时间较短, 并且由于代谢组学的分析对象是无偏向性的样品中所有的小分子物质，因此对分析手段的要求比较高, 在数据处理和模式识别上也不成熟，存在一些不足之处。同时生物体代谢物组变化快, 稳定性较难控制，当机体的生理和药理效应超敏时，受试物即使没有相关毒性，也可能引起明显的代谢变化，导致假阳性结果。 代谢组学应用领域大致可以分为以下7个方面：
基因组学与生物信息学课后作业
基因组学与生物信息学课后作业2016/2/23 名词解释 1 基因组：基因组是指生物体内遗传信息的集合，是某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和 2 基因组学：是一门新兴的学科，是在全基因组范围内研究基因的结构、功能、组成及进化的科学，包括多个分支学科 3 C值：指一个单倍体基因组中DNA的总和，一个特定的物种具有其特征性的C值 4 基因家族：来自于一个共同的祖先基因，由基因重复及其突变产生。序列相似，功能相近。 5 假基因：来源于功能基因，但以失去活性的DNA序列，有沉默的假基因，也有可转录的假基因 6 人类基因组计划：旨在为30多亿碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息 问答题
简述真核生物染色体与原核生物染色体的差别。 答：真核生物基因组都由分散的长链线性DNA分子组成，每个DNA分子都与蛋白质结合组成染色体；原核生物基因组有2种独立结构的遗传物质，一种为拟核里的染色质，一种为质粒 另外，真核生物基因组含大量非编码序列（高度重复序列，多位于着丝粒、端粒）、断裂基因，而原核生物大部分基因都可以编码 名词解释 突变:基因组小区段范围内DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。 重组:指基因组中大范围区段发生重新组合。 同源重组:指发生在非姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合 转座:一段DNA片段或其拷贝从染色体的一个位置转移到另一位置，并在插入位点两侧产生一对短的正向重复序列 基因重复:含有基因的DNA片段发生重复，可能因同源重组作用出错而发生，或是因为反转录转座与整个染色体发生重复所导致 比较基因组学:在基因组水平上研究不同物种和品系之间在基因组结构与功能方面的亲缘关系及其内在联系的一门新兴交叉学科
植物对生存环境的影响
植物对生存环境的影响 森林作为地球上可再生自然资源及陆地生态系统的主体，在人类生存和发展的历史起着不可替代的作用。 在绿色植被中，森林有地球之肺之称。 这是因为森林大量地吸收二氧化碳，制造人类和其他生物所需的氧气。 树木是氧气制造厂、树木是粉尘过滤器、树木还是天然蓄水库和天然空调…… 树木带给我们无穷无尽好处……保护森林和植被 一、森林的作用 1、制造氧气: 绿色植物是二氧化碳的消耗者和氧气的生产者。通常一公顷阔叶林一天可以消耗1000千克的二氧化碳，释放730千克的氧气。 2、树木能保护土壤，涵养水源； 森林地表枯枝落叶腐烂层不断增多，形成较厚的腐质层，就像一块巨大的吸收雨水的海绵,具有很强的吸水、延缓径流、削弱洪峰的功能。另外，树冠对雨水有截流作用，能减少雨水对地面的冲击力，保持水土。据计算，林冠能阻载10-20%的降水，其中大部分蒸发到大气中，余下的降落到地面或沿树干渗透到土壤中成为地下水，所以一片森林就是一座水库。森林植被的根系能紧紧固定土壤，能使土地免受雨水冲刷，制止水土流失，防止土地荒漠化。 4、森林能涵养水源； 3、大量树木能调节气候，减弱热岛效应； 森林浓密的树冠在夏季能吸收和散射、反射掉一部分太阳辐射能，减少地面增温。冬季森林叶子虽大都凋零，但密集的枝干仍能削减吹过地面的风速，使空气流量减少，起到保温保湿作用。据测定，夏季森林里气温比城市空阔地低2-4℃，相对湿度则高15-25%，比柏油混凝土的水泥路面气温要低10-20℃。由于林木根系深入地下，源源不断的吸取深层土壤里的水分供树木蒸腾，使林正常形成雾气，增加了降水。通过分析对比，林区比无林区年降水量多10-30%。国外报导，要使森林发挥对自然环境的保护作用，其绿化覆盖率要占总面积的25%以上。 4、树木能净化城市空气； 随着工矿企业的迅猛发展和人类生活用矿物燃料的剧增，受污染的空气中混杂着一定含量的有害气体，威胁着人类，其中二氧化硫就是分布广、危害大的有害气体。凡生物都有吸收二氧化硫的本领，但吸收速度和能力是不同的。植物叶面积巨大，吸收二氧化硫要比其他物种大的多。据测定，森林种空气的二氧化硫要比空旷地少15-50%。若是在高温高湿的夏季，随着林木旺盛的生理活动功能，森林吸收二氧化硫的速度还会加快。相对湿度在85%以上，森林吸收二氧化硫的速度是相对湿度15%的5-10倍。 实验证明，林木在低浓度范围内，吸收各种有毒气体，使污染的环境得到净化。 例如，一公顷柳杉林每月可以吸收二氧化硫60千克。美人蕉、月季、丁香、菊花以及银杏、洋槐也能够吸收二氧化硫。 5、树木群能消除城市噪声。 实验测得，公园或片林可降低噪声5-40分贝，比离声源同距离的空旷地自然衰减效果多5-25分贝；汽车高音喇叭在穿过40米宽的草坪、灌木、乔木组成的多层次林带，噪声可以消减10-20分贝，比空旷地的自然衰减效果多4-8分贝。城市街道上种树，也可消减噪声7-10分贝。要使消声有好的效果，在城里，最少要有宽6米（林冠）、高10米半的林带，林带不应离声源太远，一般以6-15米间为宜。 6、过滤尘埃:
代谢组学在医药领域的应用与进展
代谢组学在医药领域的应用与进展 一、学习指导 1.学习代谢组学的概念及内涵，掌握代谢组学的研究对象与分析方法。 2.熟悉代谢组学数据分析技术手段 3.了解代谢组学优势特点 4.了解代谢组学在医药领域的应用 5.了解代谢组学发展趋势 二、正文 基因组功能解析是后基因组时代生命科学研究的热点之一，由于基因功能的复杂性和生物系统的完整性，必然要从“整体”层面上来理解构成生物体系的各个模块功能。随着新的测量技术、高通量的分析方法、先进的信息科学和系统科学新理论的发展，加上生物学研究的深入和生物信息的大量积累，使得在系统水平上研究由分子生物学发现的组件所构成的生命体系成为可能[1]。系统生物学家们认为，将生命科学上升为“综合”科学的时机已经成熟，生命科学再次回到整合性研究的新高度，逐步由分子生物学时代进入到系统生物学时代[2]。系统生物学不同以往的实验生物学仅关注个别基因和蛋白质，它要研究所有基因、蛋白质，代谢物等组分间的所有相互关系，通过整合各组成成分的信息，以数学方法建立模型描述系统结构[3,4]。 （一）代谢组学的概念及内涵 代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后，系统生物学的重要组成部分，也是目前组学领域研究的热点之一。代谢组学术语在国际上有两个英文名，即metabolomics 和metabonomics。Metabolomics是由德国的植物学家Fiehn等通过对植物代谢物研究提出来的，认为代谢组学（metabolomics）是定性和定量分析单个细胞或单一类型细胞的代谢调控和代谢流中所有低分子量代谢产物，从而监测机体或活细胞中化学变化的一门科学[5]。英国Nicholson研究小组从毒理学角度分析大鼠尿液成份时提出了代谢组学（Metabonomics）的概念，认为代谢组学是通过考察生物体系受扰动或刺激后（如某个特定基因变异或环境变化后），其代谢产物的变化或代谢产物随时间的变化来研究生物体系的代谢途径的一种技术[6]。国内的代谢组学研究小组基本用metabonomics一词来表示“代谢组学”。严格地说，代谢组学所研究的对象应该包括生物系统中所有的代谢产物。但由于实际分析手段的局限性，只对各种代谢路径底物和产物的小分子物质（MW<1Kd）进行测定和分析。 （二）代谢组学优势特点 代谢组学作为系统生物学的一个重要组成部分，代谢组可以更好地反映体系表型生物机体是一个动态的、多因素综合调控的复杂体系，在从基因到性状的生物信息传递链中，机体需通过不断调节自身复杂的代谢网络来维持系统内部以及与外界环境的正常动态平衡[7]。
植物与环境是相互作用的关系
植物与环境是相互作用的关系，植物周围的环境为植物的生长提供阳光空气水分养料适宜的温度等等植物生长所必需的条件，而植物的生长又会对环境产生影响，比如植物根系的生长腐败的植物会影响土壤的结构和组成，植物可以保持水土，植物可以调节气候，植物种类的改变会造成生物种类的改变等等。同时植物又依赖于特定的环境，植物离开了所适合的生长环境，可能会造成不结实生长不良甚至死亡等不良后果。 植物的形态结构功能与环境是相适应的，如生活在干旱地区的植物，叶片较小或退化，根系发达，松树、仙人掌，生活在湿润地区的植物，叶片则较大；水稻生活在水中，有适应水中生活的气腔，生活在寒冷地区的植物植株矮小，喜兴的植物高大，喜阴的植物矮小等等。 花有花蜜，味道吸引昆虫，利于传粉 叶，扁片状（也有特化的）利于充分接受光照，进行光合作用 果实，或有香甜的包被（苹果的果肉），吸引动物去吃，以便把种子散发到各处 种子有坚硬的外壳，保护种子内部不被外界各种因素伤害（如虫子咬食） 等等还有很多. 1.光因子。不同的植物对光强的反应是不一样的。适应强光照地区的植物成为阳地植物，常见的有蒲公英，松，杉等。适应若弱照地区生活得成为阴地植物，例如那些灌木等。 2.温度因子。例如，有得植物生有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光，有得植物体呈白色=银白色，能反射阳光，免受热伤害。 3.水因子。陆生植物主要是尽量减少蒸腾作用，水生植物增加透气。 4.土壤因子。不同酸碱度的土壤，会有不同的植物生长；另外土壤的含盐量、含水量等也是指标之一。 董美兰、孙雪垠、刘尹、白荣荣、惠敏，请赶快（7月15日前）把就业协议交给方丽慧老师，以便办最后一批报到证。参加社区工作的，办理社区报到证，若考上教师，提前给方老师打电话，办教师报到证，否则到8月25日前按社区录入系统。
植物生物与非生物胁迫表型鉴定系统
植物生物与非生物胁迫表型鉴定系统 1 植物胁迫模拟台 1.1*每个系统可提供12-24个独立灌溉称重单元 1.2*4种灌溉自动模式可选：不灌溉，控制恒定值，预设添加等量水量，在一定值范围内 控制花盆重量 1.3标准重量范围：3-15 Kg，超过该重量范围，可定制 1.4*称量精度：0.02%(最大重量) 1.5*重量控制：每个花盆单独控制，灌溉喷头高度可调节 1.6*分辨率：原始分辨率0.001g 1.7*终端分辨率：0.1g 1.8显示：可图表显示蒸腾作用动力学变化 1.9渐进式智能灌溉：根据流速等实时计算加水量，控水量精度为≤1g 1.10*感光胶片尺寸：一卷长10 m，宽35 mm 1.11*单张时限：3天-3周 1.12*颜色：黄色、橙色、红色 1.13*最大吸收波长：468 nm 1.14*检测器：400 - 700nm，700 - 1150nm 1.15*数据：数据自动图表分析，分析结果直接图片格式导出。 1.16地下部扫描：不变形图像扫描 1.17主机光学分辨率：四档可选 1.18地下部测量：定位以及监测分析 1.19扫描角度：360度 1.20单次获取图像大小：不小于21.56cm×18.3cm 1.21*输出文件为CSV格式，数据包含：花盆重量、灌溉量、蒸腾速率；根长、直径、表 面积、体积，不同直径根长、表面积、体积等。根据图像估算根系总生物量；升级版额外可测：7波段上行光谱和下行光谱、上行长波和下行长波辐射、上行短波辐射和下行短波辐射、质子动力势（ECSt 、gH+、VH+） 1.22非接触叶片温度：±0.1 ℃（30 ℃到40 ℃之间） 1.23*开放的SSH协议可从外部网络访问数据 1.24可支持的操作系统：Windows、Mac OS等 1.25*存储容量：最大支持10000天的测量数据存储 1.26温度：4-40℃ 1.27相对湿度：40-80% 1.28防水等级IP65 1.29*可兼容其他气象站的接口 1.30可通过万维网远程控制 2 多光谱激光三维扫描传感器 2.1*测量参数：自动输出：植物高度、3D叶面积、叶片投影面积、数字生物量、叶片倾 斜度、叶面积指数、光穿透深度、叶片盖度、归一化植被指数、增强型植被指数、光
二氧化硫对植物的影响 word (1)
二氧化硫对植物的影响 张涛 20135937 摘要：近年来ＳＯ２污染比较严重，它对植物有着多方面的影响。植物既受到ＳＯ２污染的影响，又对ＳＯ２的影响具有一定程度的修复能力。本文总结了关于ＳＯ２单一污染物对植物生理生化的直接影响以及其适应机制，并提出对这方面研究的展望。 关键词：二氧化硫；植物；抗氧化酶 我国是以煤为主要能源的国家，所以我国的大气污染主要是以ＳＯ ２ 污染为主。特别是近３０年来我国经济的高速发展，更使煤炭以及石油的消耗量达到 了一个前所未有的高度，加剧了ＳＯ ２的排放污染。ＳＯ ２ 是我国当前最主要 的大气污染物，在个别地区污染相当严重。ＳＯ ２ 可通过气孔进入植物叶片细 胞后快速溶于细胞中，在细胞内释放出Ｈ＋、ＨＳＯ ３－和ＳＯ ３ ２－等，从而对细 胞产生直接或间接的伤害。也可与其它大气污染物进行化学反应，生成各种硫酸盐，这些成分随雨水共同降落成为“酸雨”，能够导致土壤和水系的酸化，干扰植物的代谢，对生态系统有很大的破坏作用，从而间接地危害人类健康。关 于ＳＯ ２ 污染环境对植物生理生化及生长发育的影响已引起了众多学者的关 注，并己取得了长足的进展。近年来，在ＳＯ ２ 的植物伤害症状、伤害机理、对生理生化指标、植物组织结构影响等方面取的研究得了许多进展。 1.二氧化硫对植物形态的影响 李利红，仪慧兰［１］等采用室内培养及密闭箱静态熏气方法，研究了不同浓 度ＳＯ ２暴露对拟南芥叶片形态的影响，结果显示：ＳＯ ２ 暴露对拟南芥成熟 叶片的伤害主要是叶面伤害斑的出现和叶片枯死，伤
害程度与暴露浓度和时间呈正相关，暴露于低浓度ＳＯ ２ 时叶面无伤害斑，随 时间推移有少数叶片边缘卷曲，但在停止暴露后恢复正常；中浓度时暴露的植株叶片出现大小不等的透明斑，随着暴露时间的延长，伤害症状发展为坏死斑， 暴露于高浓度ＳＯ ２ 的植株，叶片很快出现不规则形的黄色坏死斑，坏 死斑的面积随暴露时间的延长而扩大，之后叶片大量枯死。但在脱离高浓度Ｓ Ｏ ２ 后伤害性斑点不再增加，并能继续生长发育。 ＳＯ ２暴露对拟南芥植株的生长发育具有双向作用，较低浓度ＳＯ ２ 暴露 对植株的生长发育有一定的促进作用，高浓度ＳＯ ２ 暴露会抑制植株的生长发育，使株高、单株叶片数和单叶面积呈浓度依赖性减少。 ２二氧化硫对植物生理生化的影响 ２．１二氧化硫对植物气孔的影响 气孔是植物与外界环境间气体交换的主要通道，气体污染物主要通过气孔进入叶组织，因此气孔在大气污染物对植物的影响中占有相当重要的地位。高吉喜 ［２］通过试验表明：通常情况下 ＳＯ２ 促使植物气孔关闭，但也有某些植物经Ｓ Ｏ ２熏气后气孔关闭。气孔对ＳＯ ２ 浓度的反应通常是ＳＯ ２ 浓度越大，气孔 反应越快。 ２．２二氧化硫对植物细胞膜的影响 细胞膜是植物细胞的重要组成部分，起着调节控制细胞内外物质交流的屏障作用，当植物处在不利环境条件下时，刺激首先作用于细胞膜。大量观察研 究表明，细胞膜也是ＳＯ ２作用的最初部位，在植物接触高浓度ＳＯ ２ 后，膜 首先受到损伤，继而膜透性发生改变。植物膜透性对ＳＯ ２ 的反应差异通常与 植物的抗性有关，抗ＳＯ ２强的植物，细胞膜对ＳＯ ２ 的反应不敏感，反之则很
我国在微生物代谢领域的研究现状及展望
我国在微生物代谢领域的研究现状及展望 发表时间：2012-06-18T14:33:59.827Z 来源：《赤子》2012年第8期供稿作者：李夏 [导读] 微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程，包括有机物的降解和微生物的增殖。 李夏（四川化工职业技术学院，四川泸州 646005） 摘要：微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程，包括有机物的降解和微生物的增殖。在分解代谢中，有机物在微生物作用下，发生氧化、放热和酶降解过程，使结构复杂的大分子降解；合成代谢中，微生物利用营养物及分解代谢中释放的能量，发生还原吸热及酶的合成过程，使微生物生长增殖。文章主要介绍我国在微生物代谢领域的研究现状及对未来的展望，为我们呈现了一个广阔的微生物代谢世界。 关键词：微生物代谢；分解代谢；合成代谢；研究现 前言 微生物在生长过程中机体内的复杂代谢过程是互相协调和高度有序的，并对外界环境的改变能够迅速做出反应。其原则是经济合理地利用和合成所需要的各种物质和能量，使细胞处于平衡生长状态。在实际生产中，往往需要高浓度的积累某一种代谢产物，而这个浓度又常常超过细胞正常生长和代谢所需的范围。因此要达到超量积累这种产物，提高生产效率，必须打破微生物原有的代谢调控系统，在适当的条件下，让微生物建立新的代谢方式，高浓度的积累人们所期望的产物[1]。 1 我国微生物代谢的研究现状 1.1 利用微生物代谢生产酶 工业上，曾由植物、动物和微生物生产酶。微生物的酶可以用发酵技术大量生产，是其最大的优点。而且与植物或动物相比，改进微生物的生产能力也方便得多。微生物的酶主要应用于食品及其有关工业中。酶的生产是受到微生物本身严格控制。为改进酶的生产能力可以改变这些控制，如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。 1.2 利用微生物代谢产生的代谢产物生产目的物 在微生物对数生长期中，所产生的产物，主要是供给细胞生长的物质，入氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。这些产物称为初级代谢产物。利用发酵生产的许多初级代谢产物，具有重大的经济意义，我国现已可以根据微生物代谢调控的理论，通过改变发酵工艺条件如pH、温度、通气量、培养基组成和微生物遗传特性等，达到改变菌体代谢平衡，过量生产所需要产物的目的。 1.3 利用微生物代谢理论发展产生了代谢工程 代谢工程是指利用基因工程技术，定向的对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物的代谢特征，并于微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构建新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。 1.4 改变微生物代谢途径生产目的物 改变代谢途径是指改变分支代谢的流向，阻断其他代谢产物的合成，以达到提高目的产物的目的。改变代谢途径有各种方法，如加速限速反应，改变分支代谢途径流向、构建代谢旁路、改变能量代谢途径等不同方法[1]。 1.5 利用微生物代谢进行发酵 数千年来由于科学技术进步缓慢，各种微生物工业也未能充分发展。直到20世纪中期才建立了一系列新的微生物工业。近几年来，由于微生物代谢工程的应用，发酵工业开始进入新的发展时期。发酵产品增长快、质量明显提高，在国民经济中起重要作用。 1.6 微生物代谢在环境方面的应用 微生物降解是环境中去除污染物的主要途径。深人了解污染物在微生物内的代谢途径，将有助于人们优化生物降解的条件，从而实现快速的生物修复。这些代谢中间体大都通过萃取、分析方法进行逐个研究，并借助专家经验拟合出代谢途径，其动力学过程亦很少触及。代谢组学方法的采用有可能改变这一现状[2]。 1.7 利用微生物代谢进行赖氨酸的生产 在许多微生物中，可用天冬氨酸作原料，通过分支代谢途径合成出赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。赖氨酸在人类和动物营养上是一种十分重要的必须氨基酸，因此，在食品、医药和畜牧业上需求量很大。但在代谢过程中，一方面由于赖氨酸对天冬氨酸激酶有反馈抑制作用，另一方面，由于天冬氨酸除用于合成赖氨酸外，还要作为合成甲硫氨酸和苏氨酸的原料，因此，在正常细胞内，就难以累积较高浓度的赖氨酸。 为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶，故不能合成高丝氨酸，也不能产生苏氨酸和甲硫氨酸，在补给适量高丝氨酸的条件下，可在含较高糖浓度和铵盐的培养基上，产生大量的赖氨酸[3]。 1.8 微生物代谢与分子生物学方法的结合 随着遗传学、分子生物学等方法的不断发展，人们越来越多地将这些方法运用到微生物的研究工作中。一些野生菌的合成能力或分泌能力有限，目前可通过人工诱变或构建高效的基因工程菌株等方法对其进行改造以扩大应用范围此外，现在许多细菌合成拮抗物质的基因已被克隆测序，为使植物获得微生物所具有的特殊功能，一种可能的方法是通过基因工程将目的基因导入植物体内，使植物直接表达活性物质[4]。 2 展望 2.1 微生物代谢在医药行业的展望 微生物在代谢过程中可分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基，这些酶有的可以将药物成分分解转化，形成新的化合物，有的可水解植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶质等，使细胞破裂，利于有效成分溶出。特别是采用一些酶作用于药用植物材料，使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，使细胞破裂，细胞间隙增加，减小细胞壁、细胞间物质传递屏障、对有效成分从胞内向胞外扩散的阻力减少，可促进有效成分的吸收提高。 2.2 微生物代谢在生理生化、微生物遗传育种方面的展望 随着分子生物学理论与技术的飞速发展，尤其是基因组和后基因组时代的到来，传统上的生理学与遗传学的交叉融合越来越多，许多
关于环境因素对植物生长影响或者作用的论文
第一节植物分类概述（1 学时）一、分类原则1．人为分类2．自然分类3．细胞遗传学——物种生物学4．化学分类学5．数量分类学二、分类单位和命名1．植物分类的基本单位2．命名原则三、界和门的划分1．界的划分：二界说、新二界说、三界说、五界说、六界说2．植物门的划分：菌藻植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物 第二节原核生物 （1 学时）一、细菌门1．细菌的主要特征2．细菌的分类3．细菌的繁殖方式二、蓝藻门1．蓝藻与细菌的区别2．蓝藻的主要特征3．原核生物的生活史第三节真核藻类和真菌、地衣（1 学时）一、藻类(Algae) 1．藻类的主要特征2．藻类的种类、门类3．藻类的繁殖方式二、真菌(Fungi) 1．真菌的主要特征2．真菌的种类3．真菌的繁殖方式4．真菌的演化历史三、地衣
1．地衣的主要特征：形态、结构、繁殖等特点2．地衣的种类3．地衣的生境与分布第四节苔藓和蕨类植物（1 学时）一、苔藓植物1．苔藓植物的主要特征2．苔藓植物的分类3．苔藓植物的繁殖方式4．苔藓植物的分布与生境二、蕨类植物1．蕨类植物的主要特征2．蕨类植物的分类概况3．蕨类植物的繁殖方式4．蕨类植物的生境与分布第五节种子植物（1 学时）一、裸子植物1．裸子植物的生活史2．裸子植物的主要特征3．裸子植物的分类及主要代表类型二、被子植物1．被子植物的生活史2．被子植物的的主要特征3．被子植物的主要分类系统 第二章植物生活和环境（9 学时）——植物生态类群的分化本章的教学目的与要求：掌握植物个体与环境条件之间的相互关系，掌握环境和生态因素的概念，了解生态因素对植物作用的特点；掌握各生态因素对植物的影响以及植物对生态因素生态适应特点。重点：环境与生态因素的概念、植物对各生态因子的生态适应特征。难点：植物适应性的形成。第一节概述（1 学时）一、环境与生态因子1．基本概念：环境、环境因子、生态因子、非生态因子、生态环境、小生境、
植物非生物逆境胁迫DREBCBF转录因子的研究进展
第47卷第1期2011年1月 林 业 科 学 SCIENTIA SILVAE SINICAE Vol.47,No.1Jan.,2011 植物非生物逆境胁迫DREB /CBF 转录因子的研究进展 李科友1 朱海兰2 (1.西北农林科技大学生命科学学院 杨凌712100; 2.西北农林科技大学林学院 杨凌712100) 摘 要: 综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB /CBF 转录因子的研究进展,主要包括DREB /CBF 转录因子的结构特点,DREB /CBF 基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB /CBF 转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据。DREB /CBF 类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C -重复序列结合子,是AP2/EREBP 转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基 因启动子区域的DRE /CRT 顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子。目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB /CBF 基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株。转基因结果表明,DREB /CBF 转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值。 关键词: DREB /CBF;转录因子;DRE /CRT 顺式作用元件;转基因植物;抗逆育种 中图分类号:S718.46;Q943.2 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2011)01-0124-11 收稿日期:2010-08-02;修回日期:2010-10-06。 Research Progress of DREB /CBF Transcription Factor in Response to Abiotic?Stresses in Plants Li Keyou 1 Zhu Hailan 2 (1.College of Life Sciences ,Northwest A &F University Yangling 712100; 2.College of Forestry ,Northwest A &F University Yangling 712100) Abstract : The research progress on DREB /CBF (Dehydration Responsive Element Binding Protein /C?repeat Binding Factor)transcription factors in last decades especially in recent five years is reviewed,mainly including the structural features of DREB /CBF transcription factors,the cloned DREB /CBF genes and their expression regulations,the application of DREB /CBF genes in gene engenieering for improving plant stress resistance,as well as the existing problems and the future prospective of DREB /CBF to provide reference for plant stress?resistant breeding.DREB /CBF transcription factor, with a typical AP2/EREBP DNA?binding domain,could specifically bind to the DRE /CRT (Dehydration Responsive Element /C?repeat)cis?acting element and activate a lot of the expression of stress inducible genes under dehydration,low temperature and saline conditions,and hence increase plants’tolerance to environmental stresses.According to the published literature in last decades,a vast number of DREB /CBF transcription factor genes have been isolated and characterized from a variety of plants such as Arabidopsis thaliana ,Brassica napus ,Oryza sativa ,Zea mays ,Triticum aestivum ,Gossypium hirsutum ,Glycine max and Lycopersicon esculentum .Over?expression of these DREB /CBF cDNAs in Arabidopsis thaliana ,Brassica napus ,Lycopersicon esculentum ,Triticum aestivum and Populus could greatly enhance stress tolerance of these transgenic plants,which indicated the importance of DREB /CBF transcription factors in plant stress?resistant breeding. Key words : DREB/CBF;transcription factor;DRE/CRT cis?acting element;transgenic plant;stress?resistant breeding 干旱、盐碱、低温等非生物逆境是影响植物生长 发育的主要因素,植物受到逆境胁迫时会产生形态、生理、基因表达等适应性调节反应以降低或消除危 害。转录因子(反式作用因子)基因是植物中最重要的一类调节基因,其在植物体内构成复杂的调节网络,在时间和空间上协同控制基因的表达。转录