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动物习性与环境的关系

1、鸟类的迁徙:习性:鸟类的迁徙每年在繁殖区和越冬区之间周期性地发生,大多发生在南北半球之间,少数在东西方向之间。人们按鸟类迁徙活动的有无把鸟类分为候鸟和留鸟。留鸟终年留居在出生地,不发生迁徙,如麻雀、喜鹊等。候鸟中夏季飞来繁殖、冬季南去的鸟类被称为夏候鸟,如家燕、杜鹃等;冬季飞来越冬、春季北去繁殖的鸟类称为冬候鸟,如某些野鸭、大雁等。 相关因素:是为了过冬和食物.非洲的大量食草动物是也是为了食物......2、鱼类的迁徙习性:鱼类的迁徙活动有一个专有名称叫“洄游”。大多数的鱼类可以说都是洄游鱼类,只有少数鱼类不表现出规律性的洄游。相关因素:鱼类洄游按目的分为三种:生殖洄游、索饵洄游和越冬洄游。青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、大、小黄鱼、大马哈鱼都进行生殖洄游。 3、角马的迁徙习性:在非洲肯尼亚,每年雨季来临之季,都会有500万角马越过马拉河,规模浩大,一路克服重重困难……。相关因素:当地10月份迎来雨季,草木生长茂盛,动物们因为粮草而进行大规模迁徙。4、驯鹿的千里踏雪大迁徙习性:每年入冬,成千上万头的驯鹿汇集成巨大的鹿群,从北向南,朝森林冻土带的边缘地带转移。次年春天,它们再向北方的北冰洋沿岸进发。相关因素:四五月份,鹿群到达它们熟知的冻土带僻静处,在此养育儿女。 5、昆虫的迁徙有时能创造奇迹,最著名的是产于美洲的彩蝶王,它们春天从中美洲飞到加拿大,秋天又飞回中美洲,行程4.5万公里,历时几个月,真是令人惊叹不已。 6、蚯蚓 习性:蚯蚓是喜温、喜湿、喜安静、怕光、怕盐、怕单宁味相关因素:夜行性动物。7、刺猬 习性:刺猬的适应性很强,对环境要求不严。但刺猬有喜静怕光,昼伏夜出的习性,内窝室为巢窝,铺放干草、松树叶或秸秆。相关因素:怕光,夜行性动物。8、海豚习性:海豚是在水面换气的海洋动物,每一次换气可在水下维持二三十分钟,当人们在海上看到海豚从水面上跃出时,这是海豚在换气。相关因素:呼吸换气需要。9、秃鹫习性:生活在有风的在山谷里,巢筑在悬崖边上。相关因素:秃鹫因为身体笨重,起飞时要依靠山谷里上升的气流。

人教版高二生物必修三《细胞生活的环境》教学设计

教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。下面是我为大家整理的人教版 高二生物 必修三《细胞生活的环境》教学设计,希望对大家有所帮助!

人教版高二生物必修三《细胞生活的环境》教学设计

授课年级 高二

课题 第1单元 第1课时 细胞生活的环境

课程类型 新授课

课程学习目标

目标解读 1.描述单细胞生物与环境的物质交换。

2.描述多细胞生物体内细胞生活的环境——内环境。

3.概述内环境的成分和理化性质,说明内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

4.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型

重点难点

重点:1.内环境的组成和理化性质;2.内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

难点:内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

课程导学建议

课前准备 1.教师研究本课时教材,收集相关教学资源,制作教学用的PPT。

2.设计本课题联系实际、课堂上需要对学生提问的问题。

3.教师课前布置学生自主预习并尝试完成教材P5思考与讨论中的问题。

教学建议

1.设置联系生产生活的问题,比较单细胞和多细胞生物细胞生活环境的异同。

2.多细胞生物细胞周围液体的比较:泪液、消化液、尿液等是一类;血浆、组织液、淋巴等是另一类,哪一类属于内环境?

3.内环境成分与非内环境成分的比较,然后举例学生分析,如血红蛋白与血浆蛋白。

4.运用PPT说明溶液渗透压大小与溶质微粒数量的关系,为解析细胞与环境物质交换奠定基础。

5.多细胞生物细胞不直接与外界物质交换,引出内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

导学过程设计

课堂导入

创设情境 2 min 结合图片提问:

1.冰天雪地下巡逻的战士体温会不会随外界环境的改变而改变 ?

2.在一边是清水、另一边是盐水,并且连通的载玻片上的草履虫,它会怎么移动? 1.思考问题,明白“生物体生命活动需要调节”。

2.知道生物体生命活动 的调节形式多种多样。 提供巡逻战士、草履虫图片,PPT演示

第一层级学习过程

自主预习 5 min

1.教师准备问题,问题紧扣教材内容,紧密联系实际,让学生学有所想,边预习边思考问题:(见《基础预习交流》中的1、2、3。

2.PPT展示问题,安排学生预习,巡视学生学案完成情况。 1.通读教材,作必要的标注,梳理出本节内容的大至知识体系。

2.完成教师提出的问题,做好记录。 PPT演示课题及学生预习过程中要思考的问题 交流

讨论 3 min 1.对全班学生分组,让每组的学生根据预习的情况进行交流。也可以每个组侧重一个问题进行讨论交流。

2.教师参与某一组的讨论,收集学生可能出现的问题,为进行针对性的解析做好准备。 1.学生对预习中的问题进行小组交流,讨论。

2.选出一个代表,作为小组讨论结果的代言人。 投影或口头表达

第二层级学习过程

知识点一:细胞外液的成分和理化性质 7 min

1.简要说明单细胞生物——草履虫怎样直接与环境进行物质交换,缺点是什么?

2. 多细胞生物细胞生活的内环境组成是什么?它们有什么关系?

3.分析体内不同细胞直接生活的环境分别是什么?(见导学案图解)

4.知识延伸:分析泪液、消化液、尿液等属不属于内环境,比较血浆与血液成分等。

5.结合导学案,安排学生填图——让学生明白血浆的主要成分

6.结合导学案温馨提示,当酸性或碱性物质进入血浆时,血浆pH能维持相对稳定吗?是如何调节的?——说明生命活动需要调节。通过缓冲物质介绍——说明血浆PH调节方式 1.结合生活经历, 说说 草履虫的生活。

2.围绕“体内细胞生活在细胞外液中”,学习内环境。

3.尽量列举例子,说出不同细胞所生活的内环境,达到理论知识学以致用的目的。

4.分析血红蛋白、血浆蛋白、抗体、激素等,哪些是内环境成分。

5.书写缓冲物质

6.书写酸性物质、碱性物质进入血浆后的调节过程反应式。 PPT演示血浆、组织液和淋巴的相互关系图,酸性物质、碱性物质进入血浆的模式图 知识点二:内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介 6 min 1. 尝试用文字和箭头完成导学案中的问题——让学生明白细胞与外界物质交换要通过内环境,也要借助相关系统。

2.教师根据同学们学习具体情况,让学生尝试构建体内细胞与外界环境进行物质交换的模型——进一步掌握物质通过的路径。

3.知识延伸:内环境稳态需要进行调节,调节物质的种类还有哪些?这些物质怎样进行调节的?为过度到下一节课奠定基础。 1.学生先独立思考问题:体内细胞如何与外界物质交换?

2.学生构建细胞与外界环境物质交换模型。

3.学生做例2——进一步熟悉细胞与内环境物质交换 PPT演示内环境中细胞与外界环境物质交换路径图

第三层级学习过程

课堂巩固 6 min 教师留出一定时间让学生完成《基础智能检测》

学生独立完成训练题 PPT演示 展示

讲评 3 min 教师展示练习答案,根据学生练习具体情况,适时点评, 总结 容易犯错误的地方。 同桌学生互查,疑难问题讨论。

PPT演示答案

第四层级学习过程

反思 感悟 2 min

1.课题有师生活动,符合新课标的要求。

2.内容紧扣教材,充实丰富,注意了细节问题、学生易错问题的学习。

3.理论知识与现实生活中的事例联系较多,有利于知识的学以致用。

4.尚存的问题是一节课时间较紧,有时某一问题耽搁就完不成任务。

学生就本节所学知识做一个自我总结,特别是存在的问题,以便下一节课补充。

口头表述

课堂小结 2 min

1.教师布置学生完成 思维导图 构建。

2.教师对学生完成的思维导图进行评价,肯定正确的地方,指出不足之处并提出改进意见。 学生独立完成思维导图构建。部分学生展示自己构建的思维导图。 PPT演示本节课的知识网络

课外拓展

课后反思总结简短范本

“课后思”:一场课下来就 总结 思考,写好课后一得或教学 日记 ,这对新教师非常重要。课后 反思 总结一般怎么写呢?下面我给大家带来课后反思总结简短,更多课后反思总结请点击“ 教学反思 ”查看。

课后反思总结简短1

《燕子》是一篇十分感人的 文章 。文章记叙了燕子从寒冷的北方回到南方,在无边无际的大海上不分昼夜地飞,为了过海,许多燕子献出了生命的情景,赞美了小燕子为了到达目的地不怕辛苦,不畏艰难的精神。

通过课文的学习,我从学生若有所思的神情中,感受到了学生对燕子的敬佩之情,如何使这种敬佩得以升华?我想到了学生的想像,小学生有丰富的想像力,通过合理的想像,学生会感同身受,学生对小燕子的精神深为敬佩。针对这一点,我引导学生,以《我的第一次南飞》为题,让学生把自己想像成为一只在北方长大,今年要跟父母一同过海的小燕子,以小燕子的视角来再现课文中描绘的情景,并适当补充课文中没有的内容,给学生以想像的空间。

在我的引导下,因为有话可说,学生很快产生了动笔的欲望,他们个个奋笔疾书。有位学生这样写道:“天气越来越冷了,爸爸、妈妈更严格地督促我进行飞行训练。我不明白这是为什么。有一天,我问爸爸:‘爸爸,能不能让我玩一天?’爸爸用翅膀拍了拍我的头,说:‘天气转凉了,我们马上要飞到温暖的南方去,在通往南方的路上有一个大海。如果你现要不努力练习,怎么能飞过去呢?’……”

在写到飞至半路,偶遇“船只”这一幕,学生又想像燕子竭力前飞的那种不懈努力,通过“燕子”的心理活动表现出来。以及伏在船只上休息之后飞与不飞的矛盾斗争也有学生想像到了,真让我感叹学生想像力的丰富。

但是,我也清醒地看到,这类化物为我式的写作 方法 ,相对于能力较差的学生来说难度偏大。因此,我在安排训练时,让他们选取一个片断来写一写,既不因难度太大而望而却步,也有利于这部分学生习作水平的提高。

课后反思总结简短2

《做一个生态瓶》是义务 教育 课程标准实验教科版五年级上册第一单元《生物与环境》的第六课,学生在前几课的学习中,已经开始接触生物群落、生态系统的概念,了解了生物之间互相依存、相互影响的关系,本课是进一步引导学生研究生态系统中的各种生物之间的关系。

《做一个生态瓶》是这一单元里学生最感兴趣的一课。为了把这节课上好,课前我为每个组准备了一个能装5升大的色拉油瓶、一些水草、一些沙或小石子、1—2条小鱼等,尽管材料准备的不像书本那么丰富,可看到孩子们那股学习的欢乐的劲儿,我很知足了。

这节课我是讲了5遍,可每讲一遍给我的感受却不一样。反思一下自我的这节课,我觉得还存在着以下几个问题:

1、在时间分配上还是有一些不合理,导入的时间比较长,出示池塘生态系统后,在孩子们探究生物与非生物间的关系时,缺乏一些引导,没有真正让学生理解生态系统的概念,重难点没有突破,导致了后面设计实验方案花了一些时间,没有到达预期的效果。其实在探究生物与非生物的关系时,完全能够让学生经过问题深入研究,比如能够让学生思考“鱼的生长需要哪些条件”“水草的生长需要哪些条件”等,经过对这些问题的思考,学生很自然地就明确了生态系统的真正内涵。

2、在备课方面,“备学生”还做得不够。比如有的学生在课前就已经把生态瓶做好了,并且做得十分棒。这样的小组有好几个,这样就导致在后面的制作过程中,这部分学生无事可做。生态瓶做好后,再要他们来讨论设计方案就没有什么实际意义了。学生也失去了讨论的兴趣。如果在课前我了解了学生的状况,在做生态瓶时我就会请那些做好了的同学上台介绍一下自我的 经验 ,再让其他同学提出意见。让他们发现自我的长处和不足,从而进行改善。这样既能体现他们组的价值,又让他们有事可做,教学效果会更好一些。

3、在对做好的生态瓶评价时,我只是让学生展示了一下自我的生态瓶,并没有做过多的讲评。其实各小组做的生态瓶都差不多,这样评价一点价值也没有,反而还浪费了一些时间。其实在评价的时候,完全能够让他们拿着自我的生态瓶,说一说自我的制作过程,谈谈自我的想法和感受,这也是对他们这节课的总结,能很好地在孩子的心里留下深刻的印象。

这节课的教学让我收获了不少,让我对今后的实验教学有了更深刻得认识。我想任何一节课仅有在教师的潜心研究和精心打磨下才能使教学环节精细化,才能收到梦想的效果。

课后反思总结简短3

《叶公好龙》是北师大 五年级语文 第二学期第一单元的一片文言文,这是一则 寓言 故事 。故事主要写了古代的春秋时期,陈国叶公非常喜欢龙,他在家的梁、柱、。门、窗和日用摆设上都 雕刻 着龙,连衣服上被子上也绣着龙,屋里墙壁上也画着龙。天上的真龙知道了,很感动,就来到叶公家 拜访 他。这条真龙的龙头从窗户谈近来,龙尾拖到厅堂里。叶公一见,吓坏了,呼叫着逃走了。叶公好龙现在也是一则 成语 ,形容人表面上喜欢某些事物,实际上并不是真正 爱好 ,我们常用它来形容那些口是心非的人。

有了上学期的两篇古文学习,对于孩子们来说并不陌生,但是这种文体离我们的孩子比较久远,学起来还是有难度的。于是我在教学时尽量让同学们感觉到它的故事性,具体是这样教学的:先是揭题,通过题目,让学生迅速掌握本则寓言要讲述的大致内容,讲的是一个叫“叶公”的人“喜欢(好)”“龙”的故事。这可以说是文章的脉路,让学生沿着这条脉路自己去读,自己想,最后归纳出寓意,这样可以避免传统教学中的不必要的分析和乏味的说教。学习寓言最重要的不仅仅是让学生了解寓意,还要让学生深刻理解这则寓言的现实意义,学以致用,才是学习的最高境界。因此,教学中要想让学生理解寓言并对寓言产生浓厚兴趣,并激发他们在课外自我学习的动力,我们就要引导学生对现实生活的体验,探索生活中有没有“叶公好龙”的现象,都表现在哪些人的身上,又有哪些具体表现形式。联系生活谈感受,培养学生自主学习的能力。这样,一方面不仅能让学生读懂寓言故事,体会寓意,受到教育,另一方面也可让学生初步领略古典 文化 的博大精深。

从最后结束时学生们的发言中可以看出孩子们已经非常深刻的理解了这则寓言的含义,看来这节课基本是成功的。

课后反思总结简短4

质量是物理学中的一个基本概念,正确使用托盘天平测物体的质量是初中物理重要的一个技能要求,质量知识在实际生活中应用广泛,与我们生活联系非常紧密,并且为进一步学习密度、重力等相关知识作了重要的准备。同时它也是学习力学知识的开始,起着非常重要的作用。本节课的内容课本从日常生活常见的现象入手,并配以形象的图片带领学生走进多彩的物质世界。在认识质量及其测量仪器的环节,教材从学生熟知的生活中测质量的工具入手,进一步引导学习使用学校实验室常用的天平。因此,本节课的教学内容极其重要,是基础性的一节,也是阶段性的关键点,无论在知识学习上还是培养学生实验的能力上都有着十分重要的作用。

1、为个性化教学所做的调整:

利用多媒体中的ppt和flash动画,及微视频的观看,运用现代化的教学手段,突破教学中的重难点,充分体现以学生为主体的课堂。

2、为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计:

提前设计微视频等教学资源引导学生课前自主学习,先学后教,实现翻转课堂,培养学生的自主学习能力。本节课我还将留充足的时间让学生分组实验,实际使用托盘天平测量物体的质量,并将橡皮泥的位置、形状改变后的质量进行比较,加深学生对质量概念的理解。教师只巡回指导,个别点拨。极大的培养了学生的自主参与性、动手操作和与人合作等方面的能力。

3、教与学方式的创新:

借助微视频等资源实现先学后教的翻转课堂,此教学模式把传统课堂中紧张的45分钟拉长到课下,学生可自主安排学习时间,不懂得地方还可反复观看微视频,在轻松的氛围中学习,课堂上,学生针对自己课下预习的疑惑进行分组交流,互帮互助,真正的把课堂还给学生,“上善若水”,真正有效的提高课堂效率。

课后反思总结简短5

《赶海》是苏教版第六册的一篇课文,这篇课文叙述了“我”童年时代跟着舅舅赶海的一件事,抒发了“我”热爱大海,热爱童年生活的真挚情怀。这篇课文的内容比较浅显,文字充满童趣,在教学时主要通过指导学生朗读来领会课文内容,训练学生的语感。

一、激情入境

阅读教学的最终目的是使学生具有独立阅读的能力和认真阅读的习惯,为了达到这个目的,教师就要努力为学生创设良好的学习氛围,激励学生全身心地、自觉主动地参与到学习新知识的活动中去。

一开课,我就出示了有关大海的优美画面,唤起了学生对大海的美好印象,接着让学生用一个词来表达对大海的印象,最后自然地引入课题“赶海“,这样做既丰富了学生的词汇量,又为学习课文作了铺垫,同时也有效地激发了学生的求知欲。

二、以读感知

在整堂课的学习中,我反复让学生进行朗读,每一遍都有不同的要求,真正做到了在读中理解课文,在读中感悟课文。

在读书前,学生已经针对课题进行了质疑,所以他们迫切地想通过学习来寻求解答。一开始,我让学生自己来提出学习要求,在第一次读书中解决了生字新词和读通课文。第二次读书时,我让学生带着自己提出的问题,通过阅读来理解课文内容,初步理清了课文脉络。第三次,我让学生带着一定的感情,配上音乐来读书,学生进一步感悟了课文。这样一次一次的阅读理解,全体学生都参与到课堂学习中来,学生真正地成了学习的主人。《大纲》中明确指出,学生是 语文学习 的主人,在教学过程中要加强学生自主的语文实践活动,引导他们在实践中获取知识,形成能力。学生自主学习,既避免了教师的烦琐讲解,又培养了他们独自发现并解决问题的能力,使教学活动真正建立在学生活动、自主探索的基础上。同时,通过反复的阅读,学生逐步加深了对课文语言的感悟和内化,促进了语感的积淀,并将感悟品位的文字通过激情朗读表达出来。

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海洋环境对生物的影响

海洋生物与海洋污染

王明俊

(国家海洋局第三海洋研究所,厦门)

摘要

本文对海洋生物与海洋污染之间的相互作用与影响作了较详尽的论述,其中包

括污染物的海洋生物学过程、海洋生物对污染物分布和归宿的作用以及污染物对海

洋生物的影响等。此外,作者还就知何保护海洋环境阐明了自己的观点。

海洋对人类现代经济的发展和满足人们的福利需要方面正在起着越来越大的作用,近年

来在世界范围内兴起的海洋开发热潮也日益高涨。与此同时也带来了海洋环境的污染问题,

因此,开发海洋就必须保护海洋,开展海洋生物与海洋污染物之间相互作用和影响的调查与

研究成为一项重要的基础工作,其成果不仅能为海洋开发和海洋环境保护提供科学依据,而

且可为其未来作出有效的预报服务。本文就海洋生物和污染物之间的相互作用与影响作一概

述,为海洋环境质量评价提供参考。

一、污染物的海洋生物学过程

海洋生物对污染物的首要作用是摄取,包括吸附和吸收两种情况。吸附是物质结合于体

表细胞壁的过程,既有可逆的物理吸附,也有可逆性较小的化学吸附。吸收则是污染物穿过

体表(通过鳃、消化道的壁)进入体内,主动或被动地转移(经血液、血淋巴的循环)到其

它组织和器官的作用。

生物通过被动机制吸附并结合于细胞表面的金属量,比通过代谢或依靠能量作用所吸收

的金属量少得多。吸附污染物的多少,与生物体的体积和表面积的比例有关,个体小的生物

如浮游植物比表面较大、代谢率高、吸附量也多,而且在较短时间内(从几分钟到几小时)

即可达到平衡,浮游动物的平衡时间也较短(从几分钟到几小时)。一般每单位时间内污染

物的穿透量是表面吸附量的函数。生物的生理状况、生活周期、摄饵习性和种群密度等对吸

附作用会产生显著影响。如活的比死的刚毛藻能更有效地吸附甲基汞、生物种群密度大吸附

量就相对的少。水的pH值、硬度、温度、盐度、水中通气情况、生长调节物质、有机物、

本文于1987年10月30日收到,修改稿于1988年2月11日收到。3期王明俊:海洋生物与海洋环境质量I

悬浮颗粒和腐植质等环境因素对摄取亦有很大影响。例如,河口区的pH值从7.3增至8.6

时,几种大型藻对二Zn的摄取率增高。因为在酸性条件下,金属以自由离子形态存在,对

藻类的毒性较大;在碱性pH值时,某些金属倾向于形成不溶性的盐类或氧化物、氢氧化物

等沉淀下来,对藻类的毒性降低。而且在通常条件下被鳌合、络合的重金属,其离子的活度

降低因而比其游离离子的毒性小得多。在一定范围内,海洋生物对金属和放射性核素的摄取

与温度呈正相关而与盐度呈负相关。如鲍氏织线藻对‘,c。和“‘Mn的吸收,分别在25和36℃

时达最大值,温度再升高时则吸收减少。这可能是由于增加温度时呼吸作用增强相对减轻了

重金属毒性的原因。增加盐度会导致吸附的重金属和溶解阳离子之间的竞争作用,后者可部

分地取代重金属因而呈现负的相关性。另外,水中各种污染物的浓度、化学形态和化学价、

污染物之间的协同或拮抗作用以及污染物在环境中停留的时间等,也会影响生物对污染物的

摄取。例如,环境中有高浓度的铜时,栅列藻能增加对镍的吸收,有DDT时,硬石药

对.“zn的吸收减少。通常,这种吸收率是接触速率的函数。在污染物的浓度恒定时,一定

时期内,生物吸收污染物的量随时间延长而增多,一般遵循弗罗因德利希等温吸附线的关

系。

污染物在海洋中的第二种重要的生物学过程是积累,它取决于生物对污染物的同化效

率、浓缩程度、急性或慢性污染作用等因素。例如,短期严重污染时,污染物的浓度较大,

从水中浓缩是积累的主要途径,这在低营养阶层的生物特别明显,如聚球藻对金属的积

累24小时就可达到平衡,并且其积累程度与溶解的金属浓度成比例。如果是长期轻度污染,

则摄饵是污染物进入生物体内的基本途径,特别是处于营养级顶端的海洋生物,污染物沿食

物链转移占绝对优势,如海鸟对DDT的积累等。

不同生物对污染物的浓缩程度不同,如贻贝和多毛类浓缩多氯联苯的系数分别为390和

3830。浓缩系数受脂肪含量的影响,而且一年中不同时期的浓缩系数也有很大差别。有的生

物浓缩污染物的系数很高,如挠足类、鱼类和裸鳃类软体动物浓缩磷的系数分别为2.4lX

106、2.66xlo6和6x10吕。同是软体动物,扇贝、牡蚜和贻贝浓缩镐的系数各为2.26火10。、

3.18xl。‘和1.0x106。因此测定生物的污染物含量,可作为评价海洋环境质量和海产品卫生

质量的重要依据。污染物在体内的平衡因生物而异,受多种因素影响,是个不断变化的动态

过程。至于生物放大(如甲基汞)一般存在于有食物链关系的生物中,但也有污染物在食物

链中逐级减少的情况,例如砷在藻类、螺和绘鱼中的含量分别为119.1、39.1和1.13群2,/9。

污染物在海洋中第三种重要的生物学过程是向体内各器官的转移分布。由子生物内环境

的特点及代谢的变化,各种污染物在体内的分布并不一样。例如,对脂类有较强亲和力的有

机氯,主要贮存于脂肪组织中,铜和汞主要与蛋白质的琉基结合,锌和锡主要与亚胺哇结

合,钻的结合则与氨基酸有关,这些物质在软组织中较多,钙和铭主要积累在海洋动物的骨

骼或介壳中。污染物在体内的分布变化,反映了生物对污染物的代谢和转移情况,可用作评

价环境污染变化的依据。例如,当汞主要分布在鱼的肝和肾中时,表明水体正在受到汞的污

染,若发现肌肉中汞的含量较高时,表示水体中汞的污染已减轻,鱼在不断地把汞排出体

外。污染物在体内各器官的分布,还因生物种类不同而异。例如,铅在加州海狮、紫贻贝、

巨鳌虾和沙蚕中分别分布于骨骼、肾、鳃和表皮中,这种情况对水产品的加工利用具有参考

价值。止竺一一一一竺一生竺堕一生兰‘一一一一一一)卷

污染物在海洋中第四种重要的生物学过程是排解

海洋生物以颗粒态或可溶态形式排解

污染物的作用受污染物的性质及其在体内的结合形式、排解途径、生活周期和生物种类与环

境因素等影响。例如,吸附于浮游植物细胞壁外的金属几乎是瞬时解吸的,

金属排解就很慢

虹娃鱼排泄汞的速度受温度影响,15℃时为4℃时的2倍

结合在细胞内的

排解的主要方

海洋哺乳动物的乳汁分泌、鱼类等的粘液分泌、甲

壳动物的蜕皮和生物体内各种酶系对污染物的解毒和微生物对污染物的降解等。例如,螃蟹

每次脱壳可平均带走原有总锌量的61解。除此之外,生物在生长繁殖时,因细胞分裂身体增

二、海洋生物对污染物分布和归宿的作用

海洋生物对污染物分布和归宿的反馈作用,包括生物之间、生物和水与碎屑(含溶解性

有机物)之间的物质交换及一定水平或垂直距离上的载带。生物对污染物转移与解毒的机理

本质上决定于能量,但有时这种过程可因纯粹物理的或化学的过程而促进或加强,如股流扩

散、潮汐交换、海流运动或溶解、络合、沉降等,从而使生物学过程转移和搬运污染物的速

度与物理的或化学的作用速度不相上下,构成了海洋中的一个快速运转系统。

(一)生物运动对污染物的转移

生物主动或被动地水平运动,可把污染物载带到很远的地方,有的长达数千公里,如鱼

类的徊游、海鸟的迁徙或人类对海洋生物的捕捞等。这种搬运对半衰期长的污染物很重要,

估计以这种方式搬运的生物量每年可达6

.

0xlo7t。被污染的浮游生物在海区可漂移一定的

距离,马尾藻和水母还能远距离地载带污染物

海洋生物的垂直游动,可从每天的数米(浮

游植物的沉降速度)到达千米的深度(深海鱼类的徊游)

运4000一5000m,底栖动物的幼体也能垂直弥散污染物。

,通过不同的食物链甚至可向下搬

游泳力强的生物如乌贼,既能远距

离游动,又能垂直下游到很深的水域,这类生物转移污染物的潜力也不能忽视。

(二)食物链传递对污染物的转移

食物链传递是污染物转移的一种重要方式,海洋生物经滤食或捕食摄饵的逐级作用,可

将污染物高度地浓缩于最高食性层次的生物中。如大家熟知的例子,美国长岛河口区水中

DDT的浓度为。.Oo005mg/L,浮游生物的含量为0.04mg/kg,经食物链了个营养级的递

增,到最高食性层次鸥鸟时的含量达75.5mg/kg,相当于水中浓度的151万倍。一些食腐的

和深海悬浮索饵的动物、深海底栖鱼类和底栖动物的幼体,都能把污染物载带到上层水域或

转移到较高层次的食物链,因此对污染物的再分布起了重要作用。

(三)生物沉积对污染物的转移

生物沉积作用对污染物的转移也有很大的影响。摄食粪粒和沉积碎屑的底栖动物,可将

浓缩了的各种污染物经排粪、蜕皮、产卵、分泌粘液和足丝分泌等排出体外。另外,生源性

颗粒、细胞或碎屑的溶解渗出和尸体的自溶作用等释放的污染物,通过沉积作用也能转移到

很深的水域,从而促进了污染物在底栖边界层的生物地球化学循环。沉降中的生源性颗粒和

碎屑,还能把多种污染物不断地释放到各水层中,进一步扩大污染的范围。上述诸因素的重

要性决定于生源性颗粒和碎屑的产生率、沉降率和污染物的浓度等。3期王明俊:海洋生物与海洋环境质量I

(四)微生物降解对污染物的转移

海洋生物转移污染物的又一重要方式,是通过水域中特别是沉积物中微生物的降解使污

染物的毒性降低、污染程度减弱变成无毒或消失的自净作用,加速了这些物质在环境中的再

循环和再矿化,这是因为微生物具有高效的分解有机物或转化重金属化合物的酶系。例如,

沉积物中的微生物是促使汞甲基化的主要原因;氧化菌能造成硫化氢的还原环境,从而影响

了沉积物缔合元素的迁移和分布。微生物在需氧条件下可降解氯化烃类如艾氏剂、狄氏剂和

异狄氏剂。许多细菌、酵母和霉菌能降解石油烃类。另外,沉积颗粒上的微生物群体,有可

能充当污染物的载体而进入以颗粒物为饵料的生物(滤食性动物)及摄食它们的动物所组成

的食物链中,因此起了参与食物链传递转移污染物的作用。而在这些动物的粪便中同样含有

载带污染物的大量微生物,通过动物的排粪,可以又进一步稀释和转移污染物。

三、污染物对海洋生物的影响

海洋中的污染物,主要分为悬浮固态的营养物和天然有机物,包括氨和其它的天然需氧

物质及热排放物,它们大量地通过生态系天然循环,容易降解;其次是生物性污染物(包括

细菌和病毒),它们在环境中具有中等的稳定性,第三类是重金属,它们以比天然系统高得

多的浓度出现,对降解非常稳定;第四类是毒性化学物质,包括许多合成有机物和放射性物

质,它们能损害遗传功能,使生物致病、致癌、致畸,具有潜在的危险。污染物对海洋生物

的影响多种多样,其致毒的机制也比较复杂,这里仅从几个主要方面加以简介。

(一)污染对海洋生物生化代谢的影响

重金属能阻碍生物合成途径中的氧化过程,干扰或改变酶和DNA的结构与功能,或与

蛋白质的琉基、生物膜结合,阻碍或破坏物质交换过程,不仅影响生物对营养物质的吸收和

利用,也会影响对有毒物质的分解、转化和排出。例如,20mg/L的锡能完全抑制崎岖鱼腥

藻的固氮酶活性。1拼mol的钻可抑制佛氏绿枝藻的蛋白质和RNA的合成。油膜不仅阻碍海

水表面的气体交换和减弱阳光的射入,影响海洋生物需要的氧和浮游植物的光合作用,而且

其中的芳烃还会破坏藻类的叶绿素。海水中含0.1“g/L有机汞和低至。.。王拼g/L的狄氏剂,它

们都能抑制浮游植物的光合作用。值得指出的是某些海洋生物的肝微粒体氧化酶系对污染会

产生双重反应:一方面这个酶系的芳烃羚化酶被石油烃诱导后,酶活性显著增加,使鱼类代

谢苯并(。)龙等芳烃化合物的反应速度加快,排解污染物的能力增强,减轻了对生物的毒

害;另一方面,它又能活化某些化合物成为强毒性的致癌物或诱变剂,如贻贝肝胰腺的混合

功能氧化酶把环磷酞胺抗癌物转变为海洋生物的致癌物。

(二)污染对海洋生物生理行为的影响

粘附在鱼鳃粘膜上的油可使鱼呼吸困难,失去生理平衡,甚至窒息而死。海洋生物可通

过吞水(如鱼类)或摄饵把石油留存在肠道内,从而使动物麻醉或使其细胞坏死。低沸点的

石油饱和烃,能干扰、麻痹和损害动物的运动与定位神经,于枢及化学感受器,破坏生物的趋

化性与化学通讯机能,改变水生生物的徊游路线,严重影响生物的索饵、聚群、求偶、产卵、避

敌等行为。如海水中原油浓度为0.2Tmg/L时,24h即能毒害黄道蟹触角的化学感受作用,一影

响其摄饵。.污染可增加动物的能量消耗,使耗氧量、摄饵量和排泄作用发生屏常,例52海洋环境科学7卷

如,0.1一50mg/L的狄氏剂就使招潮蟹难以适应环境。

(三)污染对海洋生物生长繁殖的影响

超过闭值的重金属使浮游植物的细胞分裂速率降低或膨胀破裂,改变色素体颜色。据调

查,海洋微表层中重金属的浓度比下层水要高1D一100倍,由于抑制了细菌的繁殖和浮游植

物的光合作用,降低了海洋基础生产力,进而减少了动物的饵料来源。0.06雌/L的甲基汞

能抑制小球藻的生长,60mg/L的无机铝能造成亚心形扁藻死亡。污染使藻类种的多样性大

为减少,阻止了优势种的形成。油浓度为10mg/L时,就会使幼鱼、幼虾的血液循环受阻,发

育异常。此外,由于资源开发和海洋工程建设不当,导致海流、盐度、底质和饵料浮游生物等

改变,破坏了海洋生物的养殖场、产卵场,对海洋水产业影响极大。如美国的墨西哥湾就因

此造成高盐度的海水入侵牡砺养殖场,破坏了半咸水的产卵场。又因牡砺幼虫被掠食和发生

病害,产量逐年下降,1972年的平均亩产仅为1945年的10形。因此,海洋污染给海洋生物资

源带来了无法估量的潜在危害。

(四)污染对海产品食用价值的影响

水中含油浓度为0.01mg/L时,海洋生物在24h即可沾上油味,通过鳃粘膜侵入体内,

再经血液循环迅速扩散到全身。海水中含油浓度为。.lmg/L时,鱼、贝类在2一3h内就发

臭,因此降低了食用价值,减少了海产品的销售量。1983年福建泪州湾建立拆船厂后,排出

的大量油污使周围海水的含油量远远超过国家标准,甚至达百倍以上,养殖的海带、紫菜

因有强烈异味难以出售,使惠安县的水产养殖业受到很大的经济损失。目前我国沿海已建有

近300个拆船厂(点),如不注意保护海洋环境和生物资源,将使沿海养殖业遭到更加严重

的破坏。海洋生物积累酚类也会产生不良气味。此外,牡砺因铜和锌的污染而呈绿色并有铜

绿味,食后引起腹泻,因而降低了商品价值。海水中铜和锌的浓度分别为0.D2一D.lmg/L和

0.1一0.4mg/L时,就足以使牡砺着绿色,这种牡砺肉铜和锌的含量比正常牡蝠高10到20倍,

而且铜和锌共同作用时有毒性增强的效应。

工业污水可使海带腐烂,动物的味蕾糜烂。高温及铜和锌污染的协同作用能造成蛙鱼致

死性的溃疡流行病。由于污染为细菌提供了丰富的养料或细菌增强了对海洋环境的适应,使

致病微生物大量繁殖;同时由于环境污染的应激作用,又使海洋生物降低了对病菌的抵抗

力,导致海洋生物感染细菌或病毒而患病。例如,1984年在北海南部和1985年在荷兰沿海捕

获的比目鱼分别有半数患病或40厂有肝癌。最近美国发现患癌的鱼类已近300种,赫德森河

中两龄的结鱼几乎100拓患肝癌,布莱克河的蛤鱼肝癌达80炙,迫使当局下令不准在河中垂

钓或游泳,禁止出售这些河所产的鱼类和饮用河水。

(五)污染造成大批海洋生物逃离或死亡

海洋污染不仅使海洋生物资源遭受各种危害或潜在的影响,而且给海洋水产业造成灾

难性的巨大损失。1962年夏,日本有明海因暴雨将施用于农田的五氯苯酚冲入海域,毒死贝

类几万吨,造成26亿日元的损失。1967年“托雷·卡尼翁”号油船事件,使英吉利海峡西岸4一

10万只海鸟死亡;同时海域中的鲜鱼鱼卵有50一90万被杀死,幼鱼也近于绝迹。1972年日

本漱户内海因霍氏眼虫(Hornell:’sSp)形成的大规模赤潮,死亡鲡鱼140。万尾,损失71亿

日元。19了3年8月,美国新英格兰沿岸暴发赤潮,一周内养殖场仅贝类就损失3400万美元。

1987年4月5日,广东茂名市发生一次氰化物泄漏事故,使梅江中下游水中氰化物合量3期王明俊:海洋生物与海洋环境质量I

达0.13一0.45mg/L,超过渔业用水标准的6一22倍,死亡淡水鱼26种50余吨,致使梅江及其

入海口附近海域严重污染,海水鱼、虾、贝、蟹类也大批死亡,损失难以估计。

应当指出,由于污染物的毒性不同和各种生物对毒物敏感性的差别,生物对污染的

耐性和受害程度也各异。例如雄壶对低pH的污水抵抗力很强,但对石油的抵抗力却很差。

海洋藻类对重金属的耐药性有很高的种类特异性,对一种金属的耐受力并不能自动地使其具

有对另一种金属的耐受力。当然也有多重耐受性和复合耐受性的例子。另外,受影响的生物

也会因适应而逐渐增强抗污染的能力,例如在有高铜浓度的河口区的墨角藻,比低铜浓度河

口区的墨角藻更能耐受铜的毒性。一般,游泳力强、年龄大的生物受害较轻,底栖动物如贝

类、蟹类和生物幼体受害较重。

综上所述,海洋生物和海洋污染物之间存在着错综复杂的关系,人类对其认识的深化和

掌握它们相互作用与影响的规律,是个不断地从必然王国到自由王国的探索过程。保护海洋

的核心问题是维持海洋生态系的平衡,目的是为了保护海洋生产力、保证海洋生物资源的永

续利用和保障人类的健康与福利。海洋污染生物学的理论和大最的污染实例,都充分说明了

把环境保护作为我国一项基本国策的科学性、必要性和和必然性及其深远的战略意义。

跪求帮忙

生物化学

一、 生物化学的概念及其研究内容

生物体的生命现象(过程)作为物质运动的一种独有的特殊的运动形式,其基本表现形式就是(新陈代谢和自我繁殖)。那么构成这种特殊运动形式物质基础又是什么呢?恩格斯很早就说过“蛋白质是生命活动的体现者”。现在已知仅有蛋白质是远远不够的,还要有核酸,糖类、脂类、维生素、激素、萜类,卜啉等。正是这些生命物质之间的相互协调的作用才形成了丰富多彩的生命现象,那么,这些生命物质到底有那些呢?他们是怎样产生和消亡,又是怎样相互转变和相互作用呢?这就是生物化学所要研究的内容。

那么就让我们试着给生物化学下一个定义吧。

生物化学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化的一门科学。或者说生物化学是研究生命现象中的物质基础和化学变化的一门科学。更简单地说生物化学就是研究生命现象的化学本质。有人也称生物化学就是生命的化学。

生物化学是研究生命物质的化学组成结构,及生命过程中各种化学变化的生物学分支学科。

若以不同的生物为对象,生物化学可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等;若以生物体的不同组织或过程为研究对象,则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等;因研究的物质不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支;研究各种天然物质的化学称为生物有机化学;研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。

二十世纪六十年代以来,生物化学与其它学科又融合产生了—些边缘学科,如生化药理学、古生物化学、化学生态学等;或按应用领域不同,有医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。

二、 生物化学的研究方法

以上讲了生物化学的研究对象,那么现代生物化学家们整天干些什么呢?四个字;分离分析。

从观察一个具体的生命现象开始,通过抽提、过滤、离心、色谱(层析)等生化技术分离出某种未知的生化物质(生化组分)比如一个新的未知蛋白组分,新基因片段,或新的次生代谢物,然后进行分析,

1. 结构与性质:采用系列测定、X—射线衍射、波谱,质谱、圆二色散性等技术分析其结构和功能,结构是功能的基础,有其结构必有其功能。

2.功能:生理、病理、信好转导、抗病、抗旱、耐水肥、肥胖等、

3.代谢及其细胞调控:表达的时空特异性,该物质何时产生与消亡,在什么组织表达?从哪儿来最终到哪儿去,其代谢受什么调控?(潜伏、激活、沉默)。

4改造和利用 认识世界是为了改造世界,通过分离、分析后搞清了这些生命现象,最后就可以对症下药:基因治疗:血友病、癌症、肥胖等。生化药物(基因工程药物):红细胞生成素,磺胺药。遗传改良:抗虫、抗病、抗病毒等。

三.生物化学发展简史

生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。

1860年巴斯德证明发酵是由微生物引起的但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。

生物化学的发展大体可分为三个阶段。

第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型,并指出蛋白质是肚键连接的。1926年萨姆纳制得了脲酶结晶,并证明它是蛋白质。

此后四、五年间诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素,并阐明了它们的结构。

与此同时,人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同,不依赖外界供给,而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外,中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。

第二阶段约在20世纪30~50年代,主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸(ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。

当然,这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多,在50~60年代才阐明了氨基酸、嘌岭、嗜啶及脂肪酸等的生物合成途径。

第三阶段是从20世纪50年代开始,主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展,以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透,产生了分子生物学,并成为生物化学的主体。

生物化学的基本内容

除了水和无机盐之外,活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫结合组成,分为大分子和小分子两大类。前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质;后者有维生素、激素、各种代谢中间物,以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。在不同的生物中,还有各种次生代谢物,如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。

虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点,但直到今天,新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等,已成为重要的研究课题。

早已熟知的化合物也会发现新的功能,20世纪初发现的肉碱,50年代才知道是一种生长因子,而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体;多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺,与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能,如参与核酸和蛋白质合成的调节,对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。

新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。前者是生物体从环境中取得物质,转化为体内新的物质的过程,也叫同化作用;后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质,也叫异化作用。同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。中间代谢就是研究其中的化学途径的。

在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢,此过程中ATP起着中心的作用。新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。生物体内绝大多数调节过程是通过别构效应实现的。

生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展,使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能,蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。

80年代初出现的蛋白质工程,通过改变蛋白质的结构基因,获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。这一术不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径;而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。

核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质,了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式,这是核酸作为信息分子的结构基础。

基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题,也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解;真核生物基因的调控正从多方面探讨。如异染色质化与染色质活化;DNA的构象变化与化学修饰;DNA上调节序列如加强子和调制子的作用;RNA加工以及转译过程中的调控等。

生物体的糖类物质包括多糖、寡糖和单糖。在多糖中,纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质,淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才开始为人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。

由于糖链结构的复杂性,使它们具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看,糖类将与蛋白质、核酸、酶并列而成为生物化学的4大研究对象。

生物大分子的化学结构一经测定,就可在实验室中进行人工合成。生物大分子及其类似物的人工合成有助于了解它们的结构与功能的关系。有些类似物由于具有更高的生物活性而可能具有应用价值。通过DNA化学合成而得到的人工基因可应用于基因工程而得到具有重要能的蛋白质及其类似物。

生物体内几乎所有的化学反应都是酶催化的。酶的作用具有催化效率高、专一性强等特点。这些特点取决于酶的结构。酶的结构与功能的关系、反应动力学及作用机制、酶活性的调节控制等是酶学研究的基本内容。酶与人类生活和生产活动关系十分密切,因此酶在工农业生产、国防和医学上的应用一直受到广泛的重视。

生物膜主要由脂质和蛋白质组成,一般也含有糖类,其基本结构可用流动镶嵌模型来表示,即脂质分子形成双层膜,膜蛋白以不同程度与脂质相互作用并可侧向移动。生物膜与能量转换、物质与信息的传送、细胞的分化与分裂、神经传导、免疫反应等都有密切关系,是生物化学中一个活跃的研究领域。

激素是新陈代谢的重要调节因子。激素系统和神经系统构成生物体两种主要通讯系统,二者之间又有密切的联系。70年代以来,激素的研究范围日益扩大,许多激素的化学结构已经测定,它们主要是多肽和甾体化合物。一些激素的作用原理也有所了解,有些是改变的通透性,有些是激活细胞的酶系,还有些是影响基因的表达。维生素对代谢也有重要影响,可分水溶性与脂溶性两大类。它们大多是酶的辅基或辅酶,与生物体的健康有密切关系。

生物进化学说认为:地球上数百万种生物具有相同的起源,并在大约40亿年的进化过程中逐渐形成。生物化学的发展为这一学说在分子水平上提供了有力的证据。

在生物化学的发展中,许多重大的进展均得力于方法上的突破。90年代以来计算机技术广泛而迅速地向生物化学各个领域渗透,不仅使许多分析仪器的自动化程度和效率大大提高,而且为生物大分子的结构分析,结构预测以及结构功能关系研究提供了全新的手段。生物化学今后的继续发展无疑还要得益于技术和方法的革新。

生物化学对其它各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域。通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究,揭示了生物体物质代酣、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘,使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。

生物学中一些看来与生物化学关系不大的学科,如分类学和生态学,甚至在探讨人口控制、世界食品供应、环境保护等社会性问题时,都需要从生物化学的角度加以考虑和研究。

此外,生物化学作为生物学和物理学之间的桥梁,将生命世界中所提出的重大而复杂的问题展示在物理学面前,产生了生物物理学、量子生物化学等边缘学科,从而丰富了物理学的研究内容,促进了物理学和生物学的发展。

生物化学是在医学、农业、某些工业和国防部门的生产实践的推动下成长起来的,反过来,它又促进了这些部门生产实践的发展。

生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了强大的威力。例如皮革的鞣制、脱毛,蚕丝的脱胶,棉布的浆纱都用酶法代替了老工艺。近代发酵工业、生物制品及制药工业包括抗生素、有机溶剂、有机酸、氨基酸、酶制剂、激素、血液制品及疫苗等均创造了相当巨大的经济价值,特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。

五.生物化学与二十一世纪生命科学展望

1、 生物化学和分子生物学是二十一世纪生命科学的带头学科。学科热点:基因组、蛋白质组、生物克隆

2、 生物化学与农业原始农业:采集与狩猎,游牧式;传统农业:原始的种植业,畜牧业;现代农业:化肥,农药;绿色革命(杂种优势),生物防治,分子育种。;分子农业(工厂化农业):离开土地,细胞水平甚至是分子水平的生化加工业,仿生学原理。;植物:光合作用 → 固定化细胞培养,叶绿体→光合器。;动物:细胞培养。

3、 生物化学与环保。生物净化:;生物传感:酶,细胞,指示植物;

4、 生物化学与轻工业;发酵工业:抗生素、氨基酸。食品工业与饲料工业:酶,添加剂,香味剂,制革与造纸工业:生物电子学:DNA储存器。

5、 生物化学与医药。生化药物:疫苗,基因工程药物:基因治疗:

6、 生物化学的机遇与挑战。(1)、 机遇:研究手段和研究方法的出现;(2)、 挑战:许多重大的理论问题没有解决

光合作用、生物能学、基因表达与调控。