2．酸雨
大气中的二氧化硫随雨水降落到地面成为酸雨，一般称pH小于5.6的雨水为酸雨。酸雨对土壤、江河、湖泊、森林、农作物、建筑等都会造成严重的危害。
(1)成因：酸雨中的酸主要是二氧化硫转化而来的硫酸和一氧化氮转化的硝酸。污染源主要是化石燃料燃烧产生的烟尘和汽车尾气。我国通常是硫酸酸雨。 (2)危害：
①酸雨可直接危害植物，造成森林受害和农作物减产；还能使土壤、水域酸化，建筑物腐蚀，金属腐蚀等。
②酸雨对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类社会的可持续发展。 3．臭氧层破坏
在地面空气中的臭氧是一种污染物，对生物有毒害作用。但位于地球上空25～40km的大气平流层中的臭氧则是地球的一个“保护伞”，它能阻止过量的紫外线到达地球表面。研究表明，平流层中臭氧减少1％，紫外线对地球表面的辐射量将增加2％，皮肤癌、白内障患者将增加，农作物产量将减少。臭氧的减少是人类活动造成的，人们在生产、生活过程中排放的氯氟烷烃如氟利昂等对臭氧有破坏作用。 4．生物富集作用
生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累，使生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中的浓度的现象，叫做生物富集作用。生物富集作用可以分为水生生物富集作朋和陆生牛物富集作用。
水生生物富集作用：水生生物主要通过食物链富集污染物质。例如，有机氯农药在水中的溶解度虽然很低，但是经过“浮游植物→浮游动物→小鱼→肉食性鱼”这样一条食物链，可以成千万倍地富集起来。 陆生生物富集作用：陆生生物体内富集的有毒污染物主要是金属和化学农药。陆生植物体内的重金属，主要是通过根系从土壤中吸收的。重金属进入动物体或人体后，除了随粪便排出一部分外，其余的则在动物或人体内富集起来并逐渐造成危害。例如，日本的“镉米”事件。
5．水体富营养化
富营养化是指水体中N、P等植物所必需的矿质元素含量过多，导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污水和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物所必需的矿质元素增多，致使藻类植物、浮游生物大量繁殖。由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用以进行细胞呼吸，致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生
物分解，从而进一步降低溶解氧的含量，然后被厌氧微生物分解。同时产生H2S、CH4等有毒气体。因而造成鱼类和其他水生生物死亡，引起水华或赤潮现象。 6．微波危害生物体的原理 微波的波长范围是1mm～1m，频率范围是300～300000MHz，它的能量不足以使物质产生电离，所以微波不会对生物体产生辐射的危害。但是，它能起到“加热”的作用。由于它的穿透力强，不仅可使物体表面温度升高，而且还能深入组织内部，更由于组织内部难于散热，所以内部的温度升得更快。 7．白色污染
大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以下统称为塑料包装物)在使用后被抛弃在环境中，难于分解，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。
六、对环境污染危害的认识和基本防治策略 对环境污染的危害，可以从它对以下几个方面的影响来认识：一是对生物多样性的破坏，生物多样性是生态系统、生物圈稳定的必要条件，是生态系统自动调节能力的基础；二是对人体健康的危害；三是对社会、经济可持续发展的影响，社会效益、经济效益的稳定和发展，必须以生态环境的稳定为基础。
环境污染防治的基本策略是监测一一干预——评价。第一步，通过对环境污染和人群健康的监测，掌握情况；第二步，针对问题制订对策，进行干预处理；第三步，对干预的效果进行评价，再对发现的问题采取相应的措施。
防治环境污染的基本措施：(1)控制污染源(包括合理安排工业布局、改进工艺等)；(2)物理、化学、生物净化处理；(3)废物回收利用；(4)加大法治力度；(5)加强环境道德教育。
八、生物工程
一、基因工程知识小结
1．基因工程的内容包括①基因操作的工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体；②基因操作的基本步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达。
(1)限制性内切酶 生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶(简称限制酶)。限制性内切酶是基因工程中最常用的切割工具。科学家已从原核生物中分离出了许多种限制酶，其中一类可以识别特定的核苷酸序列，只在一定DNA序列上进行切割，而且在切割部位，一条链正向渎的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致，它们之间正好能互补配对，这样的切口叫做黏性末端，这类限制酶最常被使用。
(2)运载体 在基因工程操作中使用运载体的目的有两个：一足用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于细菌DNA之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个，质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可以整合到细菌DNA中，随细菌DNA的复制而复制；另一类载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断地寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。 作为运载体必须具备三个条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；②有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pHR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适用于多种限制酶切割的DNA插入；③有一定的标记基因，便于筛选，如大肠杆菌的pBR322质粒携带四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。 (3)基因工程操作的基本步骤
①制备目的基因 即人们依据工程设计中所需要的DNA片段，采用超速离心法、噬菌体摄取法、分子杂交法、反转录法等方法获取。见下表： 过程 优点 缺点 ????DNA片供体细胞中的DNA?限制酶直接分离法 运载体???不同的受体细胞→扩段??(鸟枪法) ???含目的基因细胞增?找出操作简便 工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达的内含子。
分离????目的基因 人工合成基因 据已知的氨基酸序列合成 反转录法 双链DNA 逆转录合成???单链DNA????mRNA??专一性强、目的基因中不含内含子 专一性强，目的基因中不含了含子，可合成自然界不存在的基因 操作过程复杂，mRNA存在时间短，技术要求高。 目前，未知核苷酸序列的基因不能合成 据推测出的核苷酸序列，通过化学方法合成 ②体外重组DNA 外源DNA很难直接进入受体细胞，即使进入也会受到细胞内限制性内切酶的作用而分解。因而需要选择目的基因的载体(一般用细菌质粒和温和噬菌体)，使目的基因与载体DNA结合起来形成杂合子。
③进行基转转移 将重组DNA杂合子向选定的生物受体细胞中转移，让重组DNA杂合子在受体细胞中自主复制并得以表达。
④筛选 把转化的和没有转化的受体细胞区分开。在转化的受体细胞中，外源DNA所携带的遗传信息得到了表达，受体细胞就有了新的性状，达到了基因工程的预期目的。 2．基因工程技术的应用
(1)转基因生物 通过转基因技术把某种生物的基因或人工合成的基因转移到另一生物体内，从而培育出对人类有利的生物新品种。如我国科学家1989年将人的生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育成了转基因鲤鱼；1995年我国科学家将某种细菌的抗虫基因导入棉花，培育出了抗虫棉；1999年我国上海诞生了转基因牛，其牛奶中含有大量人体蛋白，可以治病。
(2)转基因药物 自从美国1977年第一次用改造的大肠杆菌生产出有活性的人的生长激素释放抑制素以来，基因工程技术已经成功地应用于生物治疗药物的研制。现已研制成功的基因工程药物有几十种，如已上市的人的生长激素、胰岛素、干扰索、尿激酶原、超氧化物歧化酶等。
(3)基因治疗将外源基因通过基因转移技术，将其插入病人适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。1990年美同国立卫生研究院的一个研究小组对一个四岁的患腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的女孩进行基因治疗。他们将正常ADA基因利用反转录病毒载体导入女孩淋巴细胞内，体外培养后回输入她体内，实验获得圆满成功。这是人类历史上第一个成功的基因治疗临床实验。1991年我国首例基因治疗血友病B获得成功。
(4)人类基因组计划 人类基因组计划是通过国际间科学家联合探测人类染色体组所含DNA分子中携带的全部遗传信息，即基因中碱基对序列，搞清它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传密码，这为研究人类进化、种族血缘、寿命衰老、疾病诊断和治疗等展现了一个广阔的前景。
1990年10月国际人类基因组计划启动。1999年9月中国获准加入该计划，是继美、英、日、德、法之后第六个参与国，负责测定人类基因组全部序列的1％，也就是3号染色体上的3000万个碱基对。2000年4月中国率先完成了1％人类基因组的工作框架图。该计划提前5年，于2000年6月26日公布了人类基因组工作草图。2001年2月12日六国科学家联合公布了更加准确、清晰、完整的人类基因图谱。基因测序表明，人类基因组约有32亿个碱基对．大约有3万到4万个基因。
(5)基因芯片 又叫生物芯片、DNA芯片，是将生物活性物质如DNA、蛋白质等以微阵列的方式有序地排布在同相载体上，在人工限定的条件下进行生化反应，用仪器读取生物信息的器件。
生物芯片作为一种准确、快捷的生物检测手段，在生产和生活中有着广泛的应用，它像计算机芯片一样，将成为21世纪新技术革命的催化剂。它的应用可以体现在生物样品的制备、基因扩增、基因表达分析、药物筛选、环保科学等方面。在生物分类、作物品系鉴定、品种培育、地学研究、考古等方面，生物芯片也同样大有用处。 3．基因工程是把“双刃剑”
基因工程技术的应用在给人们带来福音的同时，暗藏着对人类生存的巨大威胁。如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草等；战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂即生物武器，进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁；还有转基因食品安全问题；人类基因组计划的研究还引发新的伦理、社会、哲学方面的思考等。 二、动植物细胞工程的综合复习 1．细胞培养技术一条件：无菌操作 (1)植物组织培养
①愈伤组织特点：排列疏松无规则、高度液泡化、无定形的未分化的薄壁细胞。 ②组织培养优点：取材少、耗时短、繁殖率高、便于自动化管理。 ③组织培养用途：快速繁殖名贵的花卉和果树；培育无病毒植物(采用根尖、茎尖组织)。 ④植物细胞培养的原理／理论基础：细胞的全能性，属于无性繁殖，现已推广应用。 (2)动物细胞培养
①培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素(作生长因子)、动物血清，类似于内环境成分。
②动物细胞生长特点：贴壁生长直至贴满即停止分裂，大部分死亡、少部分生存。 ③细胞培养用途：生产蛋白制品（如疫苗、干扰素、单抗等）；检测毒物毒性；研究病理和药理。
④动物细胞培养的原理／理论基础：细胞增殖现已推广应用。 (3)动、植物细胞培养的对比
项目 理论基础/原理 培养基 结果 用途 固体或半固体培养基(水、无机盐、有机营养、生长素、细胞分裂素、琼脂、适宜光照) ①快速繁殖名贵花卉、果树；②培育无病毒植株(采用根尖、茎尖组织) 区别 植物组织培养 细胞的全能性 子代植侏
动物细胞培养 细胞增殖 液本培养基/培养液(营养、维生素、动物血清) ①生产蛋白制品(疫苗、干扰素、细胞株或细胞系 单抗)；②检测毒物毒性；③研究病理和药理。 联系 都需要人工条件下的无菌操作 2．细胞拆合技术—细胞核移植技术／动物克隆技术
(1)细胞拆合的原理／理论基础：细胞核的全能性，属于无性繁殖，现已推广应用。 (2)两种重要技术：细胞核移植、胚胎移植。 (3)受体细胞用去核卵细胞的原因：
①体积较大，便于操作；②为细胞核的全能性表达提供环境。
(4)克隆动物D很像A，有点像B，不像C；同一个动物能否像A、B、C三只动物?答：能。
(5)用途：快速繁殖良种、特异、濒危的动物；改良动物品种。
(6)局限性：克隆动物的细胞核基因型未变，因此只能繁殖单一性别的动物。 3．细胞融合技术
植物细胞杂交(番茄马铃薯植株) 动物细胞融合(单克隆抗体) 第1步 原生质体的制备(酶解法) 过程 第2步 原生质体的融合(物化法) 第3步 杂种细胞的筛选和培养 第4步 杂种植株鉴定 原理/理论基础 融合前 处理 促融因子 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 酶解法除去细胞壁：纤维素酶、果胶酶 物理法：电激、离心、振动 化学法：聚乙二醇、CaCl2等 (1)克服有性远缘杂交不亲和性 (2)克服有性杂交的母系遗传，获得细胞质基因的杂合子，是研究细胞质遗传的有力手段 正常小鼠的处理(注射灭活抗原) 动物细胞融合(物化生法) 杂交瘤细胞的筛选和培养 提纯单克隆抗体(特异性强、灵敏度高) 细胞膜的流动性、细胞增殖 注射特定抗原法免疫处理正常小鼠 物化法：与植物相同 生物法：灭活的仙台病毒 有助于疾病的诊断、治疗、预防 意义和 用途 4．胚胎(分割)移植技术——试管动物的繁育
(1)用于解决动物和人的不育问题；