生态学.16章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,16.2,生物对逆境胁迫的分子水平适应,教学要求,16.2.1,生物对寒冷的分子水平适应,16.2.2,生物对高温的分子水平适应,16.2.3,植物抗干旱的分子水平适应,16.2.4,小哺乳动物适应低氧环境的分子机 制,掌握不良环境低温、干旱、盐胁迫对植物伤害及植物的抵抗机理。掌握植物适应逆境的一般机制,。,教学要求与重点,一,逆境与胁迫的概念,生物逆境 （病害、虫害、杂草）,非生物性逆境,物理逆境,干旱、热害、冷害、淹水、辐射,等,化学逆境,低,pH,、高,pH,、盐害、空气污染等,逆境,（,stress,）,对植物生存或生长不利的各种环境因子的总称,.,1,生物对寒冷的分子水平适应,膜磷脂的抗冷性,冷休克蛋白与抗冻蛋白,冷诱导基因的表达与调控,生物对寒冷的分子水平适应,冷休克蛋白与抗冻蛋白,:,寒冷环境诱导原核生物产生冷休克蛋白,保护生物不受伤害,.,诱导昆虫和植物产生抗冻蛋白,使细胞不产生结晶,保护细胞不受伤害,.,膜磷脂的抗冷性,:,膜磷脂成分的变化可以有效抵抗低温环境对生物的伤害,.,增加磷脂的不饱和脂肪酸比例可以增加膜的流动性,脂肪去饱和酶,起重要作用,低温只是诱导该酶产量,增加活性增强,.,2,生物对高温的分子水平适应,高温环境可,刺激细胞合成,一,系列进化上高度保守的蛋白质,称,为热休克蛋白,.,因为缺氧、缺血、寒冷、饥饿、创伤、感染、中毒等也能诱导生成该类蛋白,又称应激蛋白,.,热休克蛋白的特点：高度保守性，,HSP,合成的反应短暂性，交叉耐受性。,HSP,的生物学功能,HSP,提高了细胞对热或其他刺激的耐受。,热休克时细胞中蛋白质变性，合成时不能正确折叠。,协同免疫作用：在宿主的非特异免疫和细胞免疫中起到细胞免受损伤。,抗氧化作用：增加机体内源性抗氧化剂合成和释放，对应激有较强的抵抗。,高温环境,3,植物抗干旱的分子水平适应,植物对干旱的抗性是多基因控制的,.,这些基因可分为两类,:,一类是转录因子基因,调控抗旱基因,表达和信号转录,是早期表达基因,.,另一类是,抗旱功能基因,是晚期表达基因,如脱水响应基因、水通道蛋白基因、渗透调节蛋白基因等,.,抗旱胁迫诱导基因表达有,3,种途径,依赖于,ABA,的传导途径。干旱首先诱导,ABA,产生，继而实现相关基因表达。,ABA,作为一个独立的因子与逆境胁迫平行诱导基因的表达。,ABA,应答组件参与脱水处理的慢速应答,抗环境胁迫涉及到植物体的忍耐胁迫和逃避胁迫,例如，忍耐干旱的植物种类,-,肉质汁光合茎的仙人掌；避旱种类植物,-,深根系甜豆科植物和湿季沙漠之星（,Monoptilon,bellioides,）。例如，植物体改变适应机制的包括植物的渗透调节诸如菠菜和忍耐冻害的寒带植物黑云杉。,干旱地区,4,小哺乳动物适应低氧环境的分子机制,低海拔地区的小哺乳动物在模拟高原环境低氧时,可以诱导出许多,低氧靶性基因的高度表达,进而导致由它们编码的功能蛋白表型的高度表达,.,这些蛋白具有血管增生、促进红细胞生成、加强葡萄糖转运等功能,从而增强对氧的运输能力和葡萄糖的供给能力,.,