污染生态控制原理与方法
环境污染原理及其治理技术
环境污染原理及其治理技术环境污染是当今社会亟需解决的重要问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，人类活动对自然环境的影响也日益加剧。
本文将探讨环境污染的原理，并介绍一些常见的治理技术。
一、环境污染的原理环境污染主要包括空气污染、水污染和土壤污染。
其原理如下：1. 空气污染原理：空气污染是指大气中的有害物质超过一定限度，对人类健康和生态环境造成危害。
造成空气污染的主要原因有工业排放、交通尾气、采暖和发电过程中的燃煤排放等。
这些排放物质中的有害物质如二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒物等，会对呼吸系统、眼部和皮肤产生直接损害。
2. 水污染原理：水污染是指水体中有毒物质或污染物超过一定限度，影响水的质量和可持续利用。
水污染的主要原因有工业废水排放、农业农药使用、城市污水和生活垃圾倾倒等。
污染物质在水中的积累会对水生态系统和生物多样性产生严重影响，对人类健康造成慢性毒性。
3. 土壤污染原理：土壤污染是指土壤中富集有毒物质或污染物，超过了土壤环境的正常容纳能力。
导致土壤污染的主要原因有工业废弃物的排放、化学物质的滥用和农业化肥农药的使用等。
土壤污染除了对农作物品质和农产品安全产生威胁外，还影响到生态平衡和地下水的质量。
二、环境污染治理技术针对不同类型的环境污染，我们可以采用一系列的治理技术来降低污染物的排放和净化受污染环境。
下面是一些常见的环境污染治理技术：1. 空气污染治理技术：（1）工业净化设备：如烟气脱硫装置和烟气除尘装置，能够有效去除工业废气中的颗粒物和污染物。
（2）交通管理：加强交通管理，控制车辆尾气排放。
推广使用清洁能源车辆，如电动车和氢燃料电池车。
（3）燃煤净化：采用先进的锅炉燃烧技术和煤粉气化技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
2. 水污染治理技术：（1）污水处理：建设污水处理厂，采用生物处理和化学处理等方法，将污水中的有机物和悬浮物去除，以减少对水体的污染。
（2）农业管理：合理使用化肥和农药，减少农业面源污染。
水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理水环境污染是指各种人为活动或自然因素导致水体中污染物的浓度超过水体自净能力的程度，影响水生态环境的稳定和健康。
为了控制和治理水环境污染，生态工程和微生物学原理被广泛应用。
生态工程是一种以生物学和工程学为基础的综合应用技术，通过模拟自然生态环境，改善和修复已受污染的水体，达到减少或消除水体污染物的目的。
生态工程对水环境污染的控制具有显著的优势。
生态工程主要包括湿地修复、人工湿地、人工林、人工生态岸线等。
湿地修复是将植物和微生物结合起来进行水体修复的一种方法。
湿地植物具有较强的吸附能力，可以有效地吸附水体中的重金属、有机物等污染物，从而减少水体中的污染物浓度。
同时，湿地植物的根系能够增加水体的氧气含量，促进水体中的微生物生长和活性，进一步加速污染物的降解和去除。
人工湿地是一种人为建造的模拟自然湿地的生态工程系统。
在人工湿地中，通过水体的自然流动、湿地植物的生长和微生物的作用，能够将水体中的污染物进行吸附、降解和去除。
人工湿地主要有人工湿地净化池、植物滞留区等。
通过适当的设计和管理，人工湿地能够高效地净化水体，改善水环境质量。
人工林是通过人为种植一定数量的树木，构建起水体周围的植物屏障，防止水体污染物的进一步扩散。
人工林可以有效地减缓水体流速，提高水体的沉淀能力，从而减少污染物在水体中的浓度。
与此同时，人工林的树木能够吸收大气中的二氧化碳，减少温室效应，改善环境。
人工生态岸线是在水体岸线上设置一定的植物据点，通过生态岸线的过滤作用，能够有效地去除水体中的悬浮物、藻类等有害物质，改善水体的清洁度。
微生物学原理也是水环境污染控制和治理的一种重要手段。
微生物在水体中扮演着重要的角色，能够分解和降解水体中的有机物，减少水体中的污染物浓度。
微生物通过生物吸附、化学反应、酶催化等方式对水体中的污染物进行降解和去除。
在水环境污染治理中，常常利用生物滤池、微生物净化池等工程设施，培养和利用微生物对水体进行处理。
环境污染治理的科学原理和方法
环境污染治理的科学原理和方法近年来，环境污染已成为全球关注的焦点。
为了减少环境污染对人类的危害，需要采取科学的原理和方法进行治理。
一、环境污染的科学原理环境污染的产生主要是由于人类社会的自然资源利用和生产活动对环境的侵蚀，而环境治理的科学原理就是要尽可能地减少环境污染物的排放，从而保护环境及其生态系统的稳定和持久性。
（一）控制源头污染物的排放源头控制是环境治理中最重要的措施之一，其核心思想是在形成污染之前即将污染阻止在源头上。
因此，为了达到该目的，需要从彻底整改工业污染、机动车污染、农业污染以及生活污染四个方面进行。
（二）循环利用减少污染循环利用是针对自然资源和环境影响之间的平衡的一种概念，其实质就是减少资源能源消耗的同时，通过一系列的有效操作实现污染物的减量、减载和减害，最终降低与环境的耦合。
（三）“污染者付费”的原则环保的“污染者付费”原则是以“污染者为主”的理念，对于环境保护和治理工作所产生的费用，均应该直接由污染者进行支付，从而极大地维护了公平原则，促进了环境保护的积极性和统计效益。
二、环境污染的治理方法环境污染的治理方法种类繁多，从笼统的角度来看，环境污染的治理方法可以大致分为三类：预防性控制、强制性控制和综合性控制。
下面从治理方法的实际操作层面进一步展开阐述。
（一）提高工业节能减排水平如今的工业制造过程中，排放废气、废水、废渣等现象引人关注，工业废弃物的处理就显得尤为重要。
在治理工业污染的过程中，需要围绕增加设备清洗、扣件、硬质合金片、耐腐蚀陶瓷、抑制剂等一系列的化学成分的应用，大幅减少产业过程中生成的废气、废水及废渣的数量。
（二）大力推行绿色出行理念由于车辆的污染排放在传媒上具有较强的可见度，因此应急时需要加强对于交通行业的治理，着力于“四旁一节”（差速器行驶、就近油气加工、车速15千米、车辆示警、合理行驶）等一系列环保理念的推行，从而达到最大限度地减少机动车污染物的排放。
（三）发展现代农业增加农作物产量近年来，农业发展面临的重要问题是人口增速，因此为了迎合居民的生存需求，需要大力推进现代农业，采用目标化和系统化的管理模式、发展科技型农业、生态型农业，以及规模化经营等方面来提高生产效益，从而保障农民的经济收入和企业的效益，在缓解水土流失、提高农地质量基础等方面都将具有重要的推动作用。
环境污染原理及其治理技术
环境污染原理及其治理技术环境污染是指人类活动所导致的大气、水体和土地等环境资源的不可逆转损害。
随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出，对人类健康和生态平衡造成了巨大威胁。
本文将介绍环境污染的原理以及常用的治理技术。
一、环境污染的原理环境污染主要有三个原理：排放原理、扩散原理和积累原理。
1. 排放原理排放原理是指工业生产、交通运输等活动产生的废气、废水和固体废弃物等被释放到环境中的过程。
工厂的烟囱排放废气、河流中的废水排放、垃圾焚烧产生的废气等都是排放原理的具体表现。
2. 扩散原理扩散原理是指排放到环境中的污染物会通过空气、水体或土壤的流动扩散到周围环境中，从而影响更广阔的范围。
例如，排放到大气中的污染物会随着风的吹动扩散到更远的地区，污染水体中的有害物质会随着水流扩散到更大的范围。
3. 积累原理积累原理是指污染物在环境中会积累和富集，对生态环境和人类健康造成慢性损害。
一些有毒化学物质，如重金属和农药，在环境中难以分解，会逐渐积累在土壤和水体中，进而进入食物链，对生物体产生毒害。
二、环境污染的治理技术为了解决环境污染问题，各国采取了一系列的治理技术，主要包括预防治理、终端治理和资源化利用。
1. 预防治理预防治理是通过控制和限制环境污染物的产生和排放，预防污染问题的发生。
例如，加强工业企业的环境管理，推广清洁生产技术，提高能源利用效率等。
此外，还可以加强环境监测和评估，及时发现和解决潜在的环境风险。
2. 终端治理终端治理是指在废气、废水和固体废弃物等排放口对污染物进行处理和净化，以达到环境排放标准。
常见的终端治理技术包括烟气脱硫、废水处理和固体废弃物焚烧等。
3. 资源化利用资源化利用是指将污染物转化为可再利用的资源，减少其对环境的负面影响。
例如，利用废水中的有机物质进行生物发酵产生能源，将废旧塑料进行回收再利用等。
三、环境污染治理的挑战与未来发展方向尽管有各种治理技术的存在，但环境污染治理仍面临许多挑战。
水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
11.05.2020
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废水的好氧生物处理
1 概念： 在有氧的条件下借好氧微生物的作用处 理废水。又叫废水生物处理。
废水 中有 机物
O2
好氧 微生物
无机物，随水排出
微生 物细 胞物 质
有机物充足
微生物增多 菌体死亡
有机物少
与废水 分离
通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下
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2 废水好氧生物处理作用对象 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收
提问：为什么过高COD的废水不宜用好氧法？
有机物浓度过高，好氧生物代谢迅速，水中溶解
氧难以即时供应，好氧生物生长受限，很难保证
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处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。
（二）活性污泥法和生物膜法
这是根据微生物在人工水处理设备中微生物所处 状态的不同来进行的划分。
原理
活性污泥法——模拟水体自净
活性污泥法又叫曝气法，最早由英国人于1914 年创建而来，经过80多年的发展已成为处理有机废 水最主要的方法。是一种应用最广的废水好氧生物 处理技术。
1. 什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微 生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机的和无机 固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。活性污 泥的形成是一种自然现象。
提问：好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？
中心是能起絮凝作用的细菌形成菌胶团，在其 上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、 藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫 等)。
A.菌胶团
在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形成的细 菌团块称为菌胶团。在水处理工程领域内，则将所 有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的 菌胶团块都称为菌胶团。
环境生态工程的核心原理
环境生态工程的核心原理环境生态工程是一门综合性的学科，它的核心原理是通过科学的方法和技术手段，改善和保护自然环境，恢复生态系统功能，实现人与自然的和谐发展。
环境生态工程的核心原理可以从以下几个方面进行阐述。
1. 生态系统的整体性原理生态系统是由各种生物和非生物因素相互作用而形成的，具有一定的整体性。
环境生态工程的核心原理之一就是要从整体的角度来考虑和解决环境问题，而不是仅仅从局部出发。
通过对整个生态系统的研究和管理，可以更好地理解生态系统的结构和功能，减少对环境的干扰，提高生态系统的稳定性和健康状况。
2. 生物多样性的保护原理生物多样性是生态系统的基础，也是环境生态工程的核心关注点之一。
生物多样性的保护原理强调要保护和维护各种生物的多样性，包括物种多样性、遗传多样性和生态多样性。
通过保护生物多样性，可以维持生态系统的稳定性，促进物种适应能力和生态功能的提升，从而实现生态系统的可持续发展。
3. 水资源管理的原则水资源是环境生态工程中的重要组成部分，也是人类生存和发展的基础。
水资源管理的原则包括保护水源地、合理利用水资源、减少水污染和提高水质等。
通过科学的水资源管理，可以保证水资源的可持续利用，提高水资源的利用效率，减少对水环境的破坏，保护水生态系统的完整性和稳定性。
4. 污染防治的策略环境污染是当前面临的严重问题之一，也是环境生态工程需要解决的核心任务。
污染防治的策略包括源头控制、治理技术、环境监测和法律法规等。
通过从污染源头入手，采取适当的治理措施，加强环境监测和管理，制定和执行相应的法律法规，可以有效地预防和控制环境污染，保护环境生态系统的健康和稳定。
5. 生态修复的原则环境生态工程的另一个核心原理是生态修复，即通过人为干预和管理，恢复受损的生态系统。
生态修复的原则包括选择适宜的修复方法、重建生态功能、促进自然恢复和参与社区等。
通过生态修复，可以修复受损的生态系统，提高生态系统的稳定性和抗干扰能力，实现环境的可持续发展。
生态系统知识：生态系统的生态治理模式和技术
生态系统知识：生态系统的生态治理模式和技术随着人类对自然资源的不断开发和利用，生态系统面临着越来越大的压力和挑战。
为了维护生态系统的平衡和稳定，生态治理成为了重要的议题。
生态治理模式和技术是实现生态治理的重要手段。
生态系统的生态治理模式生态治理是指通过对自然资源、环境、生态系统的管理和控制，维护和改善自然环境质量，保护生态系统健康和稳定的目的。
生态治理模式是从扩大生态学、生态经济学等领域的研究成果中提炼出来的有关生态治理的理论框架和方法。
1.生物多样性保护和恢复模式生物多样性是指地球上所有生物物种及其基因、群体、生态系统的总和。
生物多样性的保护和恢复是生态系统治理的重要内容。
这种模式的核心是保护和恢复生物多样性，其中包括野生动物和植物的管理、保护和恢复、维护破碎的生物多样性群落、以及管理危险物种的控制等。
2.自然保护区模式自然保护区是为保护自然生态环境，维护自然资源，调控生态系统，实现可持续发展而设立的保护地区。
其主要任务是保护和管理自然生态环境，保护各种濒危动植物种群和传统文化特色，控制自然灾害，开展科学研究和教育活动等。
自然保护区模式的核心在于建立自然保护区体系，促进生态系统平衡和自然资源可持续利用。
3.生态公益林模式生态公益林是指以生态保护为主要目的而种植的树木，其功能包括防风固沙、保持水土、改善生态环境等。
生态公益林模式的核心在于建立生态林体系，保护生态环境和生态系统，在地区生态建设中发挥重要作用。
4.生态修复和重建模式生态修复和重建是指在生态系统受到或遭受到破坏或失去平衡的情况下进行的生态环境恢复和重建工作。
生态修复和重建模式的核心在于研究和建立生态修复技术和方法，探索可持续利用的模式。
5.生态城市建设模式生态城市是指以人为本、生态环境为核心、科技兴城、可持续发展为目标的人居环境。
生态城市建设模式的核心在于通过统筹城市化与生态建设，加强城市环境、资源利用和能源效率的管理、提高城市绿化水平、改善空气质量等，实现生态城市的可持续发展。
生态环境保护中的污染控制与治理研究
生态环境保护中的污染控制与治理研究随着人类社会的发展，环境污染已经成为全球性的问题。
环境污染严重危害人们的健康和生存环境，因此生态环境保护成为政府和社会各界高度重视的问题。
其中，污染控制与治理是保护生态环境的重要手段。
针对这个问题，科学家和环保专家一直在探索和研究各种污染控制与治理方法，以提高人类的生存环境质量。
1. 污染控制技术污染控制技术是指通过各种技术手段，控制和减少排放物的排放浓度，达到污染物排放标准或国家法规要求。
这些控制措施和技术包括物理、化学和生物方法三大类。
物理方法主要采用过滤、吸附、沉淀、气浮等技术，通过对污染物的物理现象的作用，降低污染物的排放。
化学方法主要采用化学反应的方法，通过氧化、还原等化学反应降低污染物浓度。
而生物方法则是通过微生物的代谢而降低化学物质排放浓度。
以水污染为例，水污染治理主要分为生理性污染和化学性污染。
在生理性污染治理中，采取的主要是活性池、生物膜、生物接触氧化池等方法。
而在化学性污染治理中，采取的主要是好氧生化反应池、厌氧消化池和曝气槽等方法。
生态环境保护中的污染控制技术可以有效缓解现代城市化带来的环境压力。
2. 治理方法治理是指通过各种技术手段，清除和消除已经产生的污染物，达到清除污染物的目的。
治理污染在环境保护中非常重要，特别是大气污染，治理是必须的。
目前，治理大气污染的技术主要包括物理、化学、生物、综合措施等方法。
物理方法主要是借助环境工程中的气动原理，利用离心分离、纤维过滤、沉淀等化学方法来进行治理。
化学方法则采用化学氧化、还原、吸收等手段来治理大气污染。
生物法国内采用大气生物逆境适应技术、大气微生物土壤法等手段进行大气污染治理。
3. 发展趋势在生态环境保护中，污染控制与治理的技术和手段有了很大的发展。
随着环保法律的不断加强，一系列新型污染控制和治理技术被广泛应用。
同时，新的大数据、物联网、人工智能技术的应用，使得环境污染的监控和治理更加智能化和精准化。
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❖ ⑦汞转运蛋白基因（merT）
❖ 大多数重金属的反应性对植物细胞会造成致命 伤害，有限的溶解性会限制其在植物体根茎叶 等各部位进行有效分配，有机酸、氨基酸、植 物螯合素（配合素）和金属硫蛋白等离子螯合 剂对重金属离子的螯合作用能够缓冲细胞质中 金属离子的浓度，增加其溶解性，从而不同程 度地提高了植物对重金属的抗性及其在植物体 内的运输效率。
❖ 植物抗氧化保护酶类有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧 化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘 肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、脱氢抗 坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶 (MDHAR)等。SOD处于清除活性氧的核心地位;大气 污染物导致谷胱甘肽过氧化物酶活性显著增加;APX 和GR是植物形成抗坏血酸和谷胱甘肽的关键酶，直 接清除H2O2;一些辅酶在抗氧化过程中也起到了重要 作用，包括NADPH-醌氧化还原酶和氧化型谷胱甘肽 (GSSG)-还原酶。
MT-Ⅱ亦为富含半胱氨酸的低分子量蛋白,但其Cys 残基 的分布与MT-Ⅰ不尽相同。MT-Ⅰ和MT-Ⅱ都是由基因直 接转录合成。
MT-Ⅲ是一类结构特殊的多肽,亦称为植物螯合肽 (Phytochelatin ,PC) ,结构多为(γ- Glu-Cys)n- Gly , n = 2
～11 。PC 不是由基因直接编码,必须在PC 合成酶的催
化下完成(麻密等,2000) 。
Nathalie 等(2001) 研究表明,MTs能够通过硫基与金 属离子结合,从而降低重金属离子的毒性,它在植物 对Zn2+ 和Cu2+ 的解毒过程中起着重要作用。
小麦Ec蛋白是植物中最先分离得到纯化蛋白质的 MT-Ⅱ(Lane et al . , 1987) ,其Cys 残基的分布主要 为Cys-X-Cys 形式,具有结合金属离子的能力。
❖ 锌转运蛋白(zinctransorter，ZIP)是一类能够转运Zn2+ 、Fe2+、Cu2+等离子的跨膜蛋白，植物体内锌含量不 足时诱导该蛋白基因在根部表达，而基因突变使该蛋 白不能合成时，植物表现为Zn2+缺乏症状，说明这类 蛋白与Zn2+吸收有直接关系。
❖ 铁离子转运蛋白(irontransoter1，ITR1)，能高效的、 地转运Fe2+、Cd2+等离子。
金属硫蛋白(Metallothioneins ,MTs) 是自然界中普遍存 在的低分子量、富含半胱氨酸的多肽(Kagi &Schaffer , 1988) 。目前所发现的MTs分为3 类。
MT-Ⅰ为哺乳动物的金属硫蛋白通常由61个氨基酸残基 组成,分子量为6～7 kD ,所含20 个Cys 残基分布相对固 定。这种一级结构很相似的金属硫蛋白称为MT-Ⅰ。
尽管已经证实MT基因存在于许多种植物中,但大多 数植物对重金属都不表现耐性,它们在植物中的表达 产物和功能仍然不清楚。对于MTs是否是植物高耐 重金属的主要机制仍不明确。
❖ ④植物螯合素合成酶基因( Phytochelatin , PCs)
❖ Grill 等(1985) 在Cd 胁迫蛇根木( Rauvolfia serpentina) 的植物细胞中分离得到植物螯合 肽( Phytochelatin ,PC) 。
OsNramp2 和Os2Nramp3 基因。Supek 等(1996) 在酵母中发现了一个Nramp 家族成员- SMF1 , 它编 码Mn 转运蛋白,这个发现使Nramp 家族编码植物金 属转运蛋白成为可能。目前关于Nramp 基因家族在 高等植物中的功能仍不明确,Nramp 基因与金属离 子吸收的关系有待于更进一步的研究。
①有机汞裂解酶基因（merB）
❖ 在许多有抗汞性的革兰氏阴性菌中，存在一 条汞转化的通路，其中有两个关键性的酶： 有机汞裂解酶（ merB 编码），将有机汞转 化为Hg2+，汞离子还原酶（ merA编码）， 将Hg2+还原为金属汞。 merB编码的酶催化 甲基汞降解。Bizily(1999)用merB基因转化拟 南芥，所得转化植株对甲基汞及其他有机汞 的抗性显著增强。
❖ 植物细胞内的活性氧的产生和清除处于动态 平衡，当活性氧累积过多时，它们与蛋白质 、核酸和脂类发生作用，引起蛋白质失活和 降解、DNA链断裂和细胞膜膜脂过氧化，导 致细胞结构和功能的破坏。
❖ 2)环境污染与其他酶系统
❖ 污染物对植物的毒害作用还表现在对其它酶活 性和结构的影响：
❖ 一些污染物可以抑制酶活性。氟化物抑制烯醇 化酶,是糖酵解过程受阻;臭氧导致蛋白质结构 中的羧基氧化,是含羧基的酶如多聚糖合成酶 、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等因羧基氧 化而失活。
②汞离子还原酶基因（merA）
❖ merA编码汞还原酶[Hg,(Ⅱ) reductase,HR]， 催化Hg2+还原为金属汞。 Meagher&Rugh (1996)把merA基因转入拟南芥，结果表明， 转化植株对Hg2+的抗性及HgO的挥发量都明 显高于野生植株。
❖ ③金属硫蛋白基因( Metallothion) 在超积累植物Thlaspi caerulescens 中克隆到了ZNT1 基因,属于ZIP 基因家族并与拟南芥( Arabidopsis ) 中的ZIP4 高度同源。在缺Zn 和Zn 供应 充足的条件下, ZNT1 可以在Thlaspi caerulescens 的 根系和叶片中高量表达;而对于非超积累植物Thlaspi arvense , ZNT1 只在缺Zn 条件下表达,Zn 供应充足时, 表达明显受到抑制。 ZNT1的高量表达可见, ZNT1 在 Thlaspi caerulescens 与Zn 的有效性无关,这可能是它 超吸收Zn 的主要原因。
克隆90多个P450基因。
❖ P450对污染物的代谢作用：
氧化脱烷基：棉花对灭草隆(Monuron，一种除草 剂) 连续脱去两个N甲基二生成尿素。
芳环的羟基化：玉米对苯达松(Bentazon)和 Primisulfuron除草剂的芳基羟基化。
脂肪族侧链的羟基化：小麦和玉米对绿麦隆 (Chlorotoluron,除草剂)的甲基羟化。
❖ 污染物还可以抑制植物体内的某些生化反应。 Cd与叶绿素合成途径中的多种酶的－SH发生 反应，阻碍叶绿素合成，使小麦叶片泛黄。
❖ 3)植物逆境蛋白 ❖ 紫外线诱导产生紫外诱导蛋白； ❖ 化学试剂诱导特殊蛋白； ❖ 重金属诱导金属硫蛋白；
❖ 4)环境污染对光合作用影响机理
❖ 污染物对光合作用的影响主要为：
❖ 另一类与金属离子吸收有关的蛋白是Nramp 家族
(Natural resistance associated macrophage proteins) 。植物中的研究主要集中在水稻Oryza sativa和拟南芥。例如Abdelmajid 等(1997) 从水稻(
Oryza sativa) 中分离并克隆了OsNramp1、
❖ 目前为止, 在蛇根木( Rauwolfia serpentina ) 、 烟叶(Nicotiana tabacum) 、毛曼陀罗( Datura innoxia) 、菜豆、番茄( Lycopersicon esculentum) 、甘蓝( Brassica oleracea) 、玉
米和小麦等植物中均发现PC 的存在。
❖ ⑤铁离子还原酶基因（FRE）
❖ 三价铁对植物有较强的毒性,拟南芥是铁高效利 用植物,能通过还原机制转化并吸收土壤中的三 价铁而加以利用。Samuelsen等(1998)将从酵母 中分离出来的两个铁离子还原酶基因FRE1、 FRE2转入烟草，分别在正常供铁和贫铁条件下 研究转化植株的酶活性及铁的累积情况。结果表 明，在贫铁条件下，FRE2和FRE1＋FRE2的转 基因植株叶片中的铁离子浓度高于FRE1和对照 植株；在供铁条件下,得到了相同结果,并且转基 因植株叶片中三价铁离子还原量比对照高4倍。
Pb2+ > Zn2+ > Sb3+ >Ag + > Hg2+ > As5- > Cu2+ > Sn2+ > Au3+ > Bi3+
❖ Kneer 和Zenk (1992) 发现,在Cd2+胁迫下耐Cd 植物体内Cd2 + - PC 含量比对照高10～1000 倍 。Zenk(1996) 的进一步研究表明,重金属离子 经细胞壁和细胞膜进入细胞质,激活PC 合酶,在 胞质内以GSH为底物酶促合成PC ,PC 螯合重 金属离子,形成重金属- PC 螯合物,从而使重金 属离子失去活性。
污染生态控制原理与方法
❖ 3 植物对环境污染的响应与反馈机制：
1)植物抗氧化酶系统和非酶系统与环境污染 2)环境污染与其他酶系统 3)植物逆境蛋白 4)环境污染对光合作用影响机理 5)呼吸作用与环境污染 6)植物P450与环境污染 7)植物化学成分与环境污染 8)环境污染分子反应和重金属污染与相关基因表达
➢ 抑制光合酶的活性(如SO2) ➢ 降低光电子传递链效率 (如 SO2、Pb、Cd ) ➢ 影响叶绿素的合成 (如Cd)
❖ 5)呼吸作用与环境污染
❖ 线粒体内呼吸酶活性位点抑制。Mn3+与Fe3+ 有相似结构，可以替换呼吸酶活性中心的 Fe3+使呼吸酶失活；
❖ 对功能酶活性基团及辅基直接作用。酶的活 性基团－SH、－COOH、－NH2等及其辅基 也是污染物的作用靶体，使功能酶活性受到 影响。NO和CO均可影响呼吸酶的活性基团 或辅基，使酶活性下降。
❖ PC 是一种由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸组成 的含巯基螯合多肽,分子量一般为1～4 kD ,结 构多为(γ-Glu-Cys)n- Gly ,n = 2～11 。由于其 巯基含量高,对重金属的亲和力大,能够螯合多 种重金属离子,使重金属离子失去活性。
❖ Grill 等(1987) 报道,在10 多种高等植物中Cd2+ 诱导PC 的作用最强,其它金属依次为: