2004年第15届国际生物学奥林匹克竞赛实验试题E(3)

实验考试3有机体实验 这个实验考试由4道实验题构成。     

生态系统生态学研究的关键问题及趋势——从“整体论与还原论的争论”看

在生态学领域中,存在着生态系统整体论与还原论的争论。Tansley A.G.提出,生态系统是"准有机体"。Odum兄弟提出的"生态系统能量说"被广泛接受,但也受到质疑,称其为"还原论者的整体论"。基于对上述质疑的回应以及对生态系统整体论的追求,Patten B.C.等提出"生态网络理论",运用"网络‘环境子’分析"方法,试图从物理层面分析解决生物层面的"涌现性"问题。不过,这一理论也受到批判,认为其在探究符号化的现象对生态系统的动态影响时,陷入了还原论困境。Jrgensen S.E.等更进一步,提出"系统论"的生态系统生态学,试图从系统科学的角度研究生态系统的"物质-能量-信息-网络"系统。这一理论受到生态学界高度重视,但是也存在着在具体研究过程中如何平衡能量视角和生物地球化学视角的问题。由上述争论可见,生态系统生态学研究的趋势是从"物质实体"到"能量流动",再到"网络信息",最后到"开放系统"层层递进。目前面临的关键问题是:如何在更好地定义生态系统整体性的基础上,采取相应的能够体现生态系统整体性的方法,去获得更多、更好的生态系统整体性的认识。     

农林生产与生态平衡

<正> 自然界中的生命有机体(包括由进行光合作用的绿色植物与进行化能合成的微生物组成的自养有机体和由动物、真菌、细菌等组成的异养有机体)与非生物环境(包括具有气体和热量资源的近地表大气、太阳能和具有水分及矿物资源的土壤等因素)彼止间进行着连续的能最和物质交换,构成一个相互联系、相互依存、相互制约的整体,这个自然整体叫生态系统(Ecosytens)。自然界中每一部分都是一个自然整体,都可看成一个生态系统,如森林生态系统、草原生态系统,湖泊生态系统、农田生态系统等。在自然条件下形成的叫自然生态系统,在人工控制下形成的叫人工生态系统。     

病毒感染中的“双刃剑”——热激蛋白70

热激蛋白70(heat shock protein,Hsp70)是目前最为受人们关注的一类蛋白质因子,从低等细菌到高等人类中普遍存在,它结构保守、功能多样。Hsp70像是生物有机体的"防弹衣",使生物体在饥饿、酷热、氧化、感染等条件下避开不利因素的攻击;同时,它也是病菌、病毒等攻击寄主时的"作案工具",所以我们可以称之为细胞的"双刃剑"。本文主要对Hsp70的结构以及病毒感染过程中的"双刃"作用情况进行了综述。     

说“毒”

<正>毒物是什么?"毒物"这个名词会让人产生多种不同的想法,几本辞典中对"毒物"的定义虽不尽相同,但基本上都很相似。其中之一是"被摄取或被有机体吸收后,会造成死亡或伤害的某种物质——尤指那种即使微量也会快速     

生物质能及其产业化的发展与对策

生物质能主要是由陆生和水生绿色生物通过光合作用合成能源物质(生物量)而储存的化学潜能。它在整个物质循环中是取之不尽、用之不竭的,只要有阳光,空气和水的存在,地球上的生命有机体不论是真核的或是原核的都直接地或间接地源源不断地提供各种不同形式的生物质能。这种生物能源有其自然能源的重要特点:可以再生即称之可再生能源。不污染环境即称之洁净能源;易实行产业化,可规模生产。因此,国际上很重视生物质能的开发,并加快其产业化,使之更有效服务于经济建设,又为民众所必需。     

无用的“内含子在生物体中的作用”

高等有机体的大多数基因包含着被称为“内合子”的区域,它不编码由该基因所产生的蛋白质的任何部分。由于基因常常是以这种方式被内含子所分隔,科学家们广泛地猜测了为什么内含子会存在在那里。他们所提出的假设既有内含子在控制基因起始中的作用,也有可能内含子没有任何功能之说。     

人体内的酸碱度

人体是自然界最复杂的有机体,新陈代谢是最基本的特征。但是,人体的新陈代谢必须要有适宜的环境。其中人体对酸碱度的要求是一个重要方面。在生命活动过程中,人体不断产生酸性物质和碱性物质,人体外也有相当数量的酸性物质和碱性物质进入体内。因而,酸性物质和碱性物质必须保持一定数量的比例,即酸碱度的大小在人体的各部分都有一定的范围,如果一旦发生变化,就可能对有机体产生毒性。     

生物毒素研究新进展

生物毒素总的来说是有害的,可使生命有机体得病,重者死亡。某些原核生物和真核生物或某些低等生物和高等生物均有产生毒素的能力。美国一位生理学家曾做过实验,证实人生气时会分泌毒素。把人生气时呼出的“生气水”注射到大白鼠身上,几分钟后大白鼠就死亡了。生气时的分泌物比任何情绪时都复杂,更具有毒性。生物毒素固然有其害,但同时亦有其利,“以毒攻毒”,可用于治病。因此,     

Applications - Some Influences of Engineering Ideas on Biology—— Being the fifth in a series of essays on the materials of nature

Ideas from engineering have helped the understanding of biological organisms for thousands of years. However, the mechanical aspects of biological materials and structures can, if properly interpreted and analysed, lead to a deeper understanding of the biology of organisms. Such an approach, although always current in some form, is nevertheless subject to the vagaries of fashion and the availability of analytical techniques. At present we are in a period of upturn. Areas of interest are deployable structures （applications in aerospace）, palaeontology （how little do we need to know in order to create a credible biosphere） and food science （we need a rational approach to the mechanics of food）.