模块二 污染物对植物的影响

1、 模块二 环境污染物对植物的影响模块二 环境污染物对植物的影响 模块二 环境污染物对植物的影响生物系统的各级水平分子细胞个体种群群落生态系统生物圈 模块二 环境污染物对植物的影响污染物进入植物体内后，导致了一系列的生物化学反应1.防护性生物化学反应2.非防护性生物化学反应 模块二 环境污染物对植物的影响防护性生物化学反应： 通过降低细胞中游离污染物的浓度，从而防止或限制细胞组成部分发生可能有害反应，消除对植物的影响非防护性生物化学反应： 产生对生物体有害的影响。 模块二 环境污染物对植物的影响一、分子水平上污染物对植物的影响（一）污染物对酶活性的诱导1.多功能氧化酶体系（MFO）2.谷胱甘肽转

2、移酶（GST） 催化谷胱甘肽与各种亲电子外源化学物的结合反应。许多外源化学物在生物转化第一相反应中极易形成某些生物活性中间产物，它们可与细胞生物大分子重要成分发生共价结合，对机体造成损害。谷胱甘肽与其结合后，可防止发生此种共价结合，起到解毒作用。 模块二 环境污染物对植物的影响（一）污染物对酶活性的诱导3.抗氧化酶系统 抗氧化酶系统可控制由体内代谢产生的活性氧，消除活性氧对植物的伤害作用 大量活性氧存在植物体内，会产生DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等严重后果 模块二 环境污染物对植物的影响2.抗氧化酶系统（ 模块二 环境污染物对植物的影响2.抗氧化酶系统（3）过氧化氢酶（CAT）去除H2

3、O2，生成H2O和氧气。注意：与谷胱甘肽过氧化化酶不同，CAT酶只能去除H2O2 模块二 环境污染物对植物的影响（二）抑制酶的活性污染物对酶活性的抑制可分为：不可逆抑制非竞争性抑制竞争性抑制 模块二 环境污染物对植物的影响1.不可逆抑制污染物与酶蛋白活性中心的功能团不可逆性结合，将引起不可逆性抑制 作用方式：以共价方式与酶的必需基团不可逆结合而使酶丧失活性，去除抑制剂后也不能使酶恢复活性。 不可逆抑制酶活性的污染物类型：重金属离子、有机磷叠氮化合物、氰化物、含汞、含砷有机物 模块二 环境污染物对植物的影响典型污染物对酶活性的不可逆抑制作用（1）有机磷农药对胆碱酯酶的抑制 模块二 环境污染物对植

4、物的影响典型污染物对酶活性的抑制作用（2）重金属对酶活性的抑制 铅、汞等重金属能与酶活性中心上的巯基（-SH），抑制酶的活性 模块二 环境污染物对植物的影响2.非竞争性抑制 模块二 环境污染物对植物的影响2.非竞争性抑制 模块二 环境污染物对植物的影响 模块二 环境污染物对植物的影响（三）污染物对生物大分子的影响 污染物及其活性代谢产物可直接与蛋白质、核酸、脂肪酸等生物大分子共价结合，导致生物大分子产生化学性损伤，影响生物大分子的功能，产生毒性作用 模块二 环境污染物对植物的影响1.污染物对蛋白质影响 蛋白质中的活性基团（如OH、胍基 、 NH2、巯基）在维持蛋白质的构型和酶的催化活性中起重要

5、作用。 活性基团一般易于污染物或污染物的活性代谢产物发生反应，导致蛋白质化学损伤。 产生的后果：细胞膜和亚细胞损伤，最终导致细胞死亡和组织坏死。 模块二 环境污染物对植物的影响1.污染物对蛋白质影响（1）逆境蛋白在逆境条件下诱导产生的蛋白质（2）金属硫蛋白功能：u 对二价金属离子具极高的亲和力u 在细胞内起贮存必需的微量金属元素和调节这些金属元素在细胞内浓度的作用u 与有毒重金属结合可以保护细胞免受重金属毒性影响。 模块二 环境污染物对植物的影响2.污染物对DNA的影响 污染物及其活性代谢产物与DNA结合，可能造成DNA的损伤 模块二 环境污染物对植物的影响二、污染物对细胞和细胞器的影响1.对

6、细胞膜的影响（1）膜质过氧化 模块二 环境污染物对植物的影响1.对细胞膜的影响（2）污染物与细胞膜上的受体结合，干扰了受体的正常功能（3）污染物可影响细胞膜的离子通透性 模块二 环境污染物对植物的影响2.对细胞器的影响（1）对叶绿体的影响 叶绿体受到污染物胁迫后，膨胀成圆球形，严重时叶绿体被膜消失，膨胀的类囊体片层和基质片层被释放出来 模块二 环境污染物对植物的影响（2）对线粒体的影响 受到污染物胁迫后，线粒体及其脊突都膨胀成圆形，线粒体间质消失，濒临解体 模块二 环境污染物对植物的影响 内质网内质网是蛋白质合成的部位。核糖体是蛋白质合成的部位。核糖体可附着于网上或游离子胞浆中，内质网通可附着

7、于网上或游离子胞浆中，内质网通过附着或解离糖体，控制蛋白质合成过附着或解离糖体，控制蛋白质合成。污。污染物可以导致核糖体脱落，抑制蛋白质的染物可以导致核糖体脱落，抑制蛋白质的形成形成内质网内质网（3）对内质网的影响 模块二 环境污染物对植物的影响（四）污染物对（四）污染物对组织器官的影响组织器官的影响1.1.靶器官靶器官 当污染物进入机体后，它们可能被分布当污染物进入机体后，它们可能被分布到机体的特殊器官，产生对组织器官的到机体的特殊器官，产生对组织器官的影响。影响。 污染物对各器官并不产生同样的毒作用，污染物对各器官并不产生同样的毒作用，而只对部分器官产生直接毒作用，这些而只对部分器官产生直

8、接毒作用，这些器官称为器官称为靶器官。靶器官。 模块二 环境污染物对植物的影响例如例如 放射性碘积累在哺乳动物的甲状腺中，放射性碘积累在哺乳动物的甲状腺中，可能引起甲状腺癌；可能引起甲状腺癌； 镉积累在哺乳动物肝和肾中，破坏肾细镉积累在哺乳动物肝和肾中，破坏肾细胞，引起蛋白尿胞，引起蛋白尿( (蛋白质从尿排出蛋白质从尿排出) )； 甲基汞作用于哺乳动物的脑，引起神经甲基汞作用于哺乳动物的脑，引起神经性疾病性疾病( (水俣病水俣病) )。 模块二 环境污染物对植物的影响2、靶器官与效应器官靶器官与效应器官 污染物作用于靶器官后，其毒作用直接由污染物作用于靶器官后，其毒作用直接由靶器官表现出来，则

9、此靶器官是效应器官。靶器官表现出来，则此靶器官是效应器官。 毒作用也可以通过某种病理生理机理，由毒作用也可以通过某种病理生理机理，由另一个器官表现出来，即称为效应器官。另一个器官表现出来，即称为效应器官。 例如例如 有机磷农药作用于神经系统，会抑有机磷农药作用于神经系统，会抑制胆碱酯酶活性，造成胆碱能神经突触处制胆碱酯酶活性，造成胆碱能神经突触处乙酰胆碱积累，结果表现为瞳孔缩小、流乙酰胆碱积累，结果表现为瞳孔缩小、流涎、肌束颤动等。因此，有机磷农药的靶涎、肌束颤动等。因此，有机磷农药的靶器官是神经系统，眼睛为效应器官。器官是神经系统，眼睛为效应器官。 模块二 环境污染物对植物的影响3 3、靶器

10、官与蓄积器官靶器官与蓄积器官 蓄积器官是污染物毒物在体内的蓄积部蓄积器官是污染物毒物在体内的蓄积部位。污染物在蓄积器官内的浓度高于位。污染物在蓄积器官内的浓度高于其他器官。其他器官。 蓄积器官并不一定显示毒作用。蓄积器官并不一定显示毒作用。 例如例如 DDTDDT的靶器官是中枢神经系统和的靶器官是中枢神经系统和肝脏，但其主要蓄积在脂肪组织中。肝脏，但其主要蓄积在脂肪组织中。 模块二 环境污染物对植物的影响4.4.污染物污染物对组织器官的影响对组织器官的影响（1 1）气体）气体污染物对植物的影响污染物对植物的影响SOSO2 2、O O3 3、氟化氢、乙烯等污染物能导致叶组、氟化氢、乙烯等污染物能

11、导致叶组织的坏死，表现为叶面出现点、片伤害斑，造织的坏死，表现为叶面出现点、片伤害斑，造成叶、蕾、花、果实等器官脱落。成叶、蕾、花、果实等器官脱落。（2 2）农药）农药对植物组织和器官的影响对植物组织和器官的影响植物叶发生叶斑、穿孔、焦枯、黄化、失绿、植物叶发生叶斑、穿孔、焦枯、黄化、失绿、褪绿、卷叶、厚叶、落叶等；褪绿、卷叶、厚叶、落叶等；花发生花瓣焦枯、落花等；花发生花瓣焦枯、落花等；果实脱落、畸形等；果实脱落、畸形等；根发生粗短肥大，缺少根毛，表面高厚发脆等。根发生粗短肥大，缺少根毛，表面高厚发脆等。 模块二 环境污染物对植物的影响（3）重金属对植物组织和器官的影响 镉胁迫时会破坏叶片的

12、叶绿素结构，降低叶绿素含量，叶片发黄，严重时几乎所有叶片都出现褪绿现象，叶脉组织成酱紫色、变脆、萎缩、叶绿素严重缺乏，表现为缺铁症状。 模块二 环境污染物对植物的影响（3）重金属对植物组织和器官的影响 铅胁迫时，降低根细胞的有丝分裂速度，使根冠膨大变黑、腐烂；叶片失绿明显，严重时逐渐枯萎，植物死亡。 植物受到铬胁迫时，出现褪绿现象，细胞组织溃烂。 植物受到砷胁迫时，根长和茎长缩短；叶片退绿。 模块二 环境污染物对植物的影响三、污染物三、污染物在个体水平上的影响在个体水平上的影响 对植物的影响主要表现为生长减慢、发对植物的影响主要表现为生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰等。育受阻、失绿黄化、早衰

13、等。 模块二 环境污染物对植物的影响四、污染物四、污染物在种群和群落水平的影响在种群和群落水平的影响（一）污染物对种群的影响（一）污染物对种群的影响1 1. .种群数量和密度改变种群数量和密度改变 导致个体数量的减少和种群密度下降导致个体数量的减少和种群密度下降 污染物引起生物个体死亡率增加、繁殖率下降，最污染物引起生物个体死亡率增加、繁殖率下降，最终导致种群密度下降。终导致种群密度下降。 导致个体数量的增加和种群密度上升导致个体数量的增加和种群密度上升 有机污染物和氮、磷引起的湖泊富营养化，使某些有机污染物和氮、磷引起的湖泊富营养化，使某些藻类的种群密度上升，甚至导致种群的爆发。藻类的种群密

14、度上升，甚至导致种群的爆发。 模块二 环境污染物对植物的影响2.2.遗传结构的改变遗传结构的改变 污染物可引起生物的基因变异污染物可引起生物的基因变异3.3.竞争关系的改变竞争关系的改变 由于污染物由于污染物导致优势种的导致优势种的改变改变，引起了种，引起了种间变化。间变化。 模块二 环境污染物对植物的影响（二）对群落的影响1.1.污染物污染物可改变群落组成和结构可改变群落组成和结构 环境污染后，原有生物与环境中多种物质关系发环境污染后，原有生物与环境中多种物质关系发生变化，出现新的生物与环境的物质循环关系。生变化，出现新的生物与环境的物质循环关系。 一般是耐污种在污染环境中增多，而敏感种逐渐一般是耐污种在污染环境中增多，而敏感种逐渐消失，狭污性种群被广污性种群所代替，群落组消失，狭污性种群被广污性种群所代替，群落组成和结构发生改变。成和结构发生改变。 污染物可导致群落的优势种变化，从而影响群落污染物可导致群落的优势种变化，从而影响群落的组成和结构。的组成和结构。 模块二 环境污染物对植物的影响2.2.污染物污染物对物种多样性的影响对物种多样性的影响 污染物可