生物标志物及其在环境监测中的应用
生物标志物在监测环境污染中的应用
环境与可持续发展2007年第1期ENVI RON MENT AND SUSTAI NABLE DEVELOP MENT No 1,2007生物标志物在监测环境污染中的应用田志环 焦传珍(德州学院生物系,山东德州,253023)摘要介绍了生物标志物的定义、分类及目前研究比较广泛的可用于监测环境污染的各种生物标志物;并指出了生物标志物发展的优势及存在的不足。
关键词生物标志物;环境污染;监测中图分类号:X171 5 文献标识码:A 文章编号:1673-288X(2007)01-0009-03对环境污染的监测,用化学分析的方法,往往很难评估其潜在毒性,在毒理学领域,传统的测试方法也主要集中于污染物对指示生物的急性毒性、致死或半致死效应的分析等,虽然这些数据对预测污染物的致死浓度是不可缺少的。
但是,污染物的急性效应(如动物的大量死亡),其发生的预率远远不及亚致死效应(如生殖力下降,生理功能改变、对压力或其他环境因素更敏感)。
为了评估污染物的潜在毒性,探索反应低浓度物对生物早期影响的参数,就需要发展生物亚致死效应的生物标志物来更准确地评估和预测污染物对生物的危害情况。
所以生物标志物是目前毒理学领域研究的热点,被称为环境医学发展到分子水平的重要里程碑,它的研究在分子流行病学、分子毒理学、劳动卫生学、环境医学等诸多领域均具有极其重要的价值。
本文拟对生物标志物在监测环境污染中的应用作一简要介绍。
1 生物标志物及分类1 1 标志物的概念生物标志物是指能够反映致病因素或毒物从暴露到效应过程各个环节性质的特异性生物分子,如DNA、蛋白质、酶、脂质、糖类等。
1 2 生物标志物的分类!1~2∀生物标志物大致可分为两大类,一类是根据表型和业链的建立。
针对当前发展循环经济的几个重点环节,我国发展循环经济的经济技术法律制度和政策措施体系建设应当着重包括以下几类:(1)资源开采加工环节。
制定资源的保护性开发利用规范,建立资源开发利用准入制度,以税收、补贴等方式鼓励提高资源综合开发、回收利用率;(2)资源消耗环节。
06环境污染的指示微生物(两篇)
引言概述：环境污染是一个全球性的问题，对人类健康和生态系统造成了严重的影响。
在环境污染治理的过程中，指示微生物起着重要的作用。
本文将继续探讨环境污染的指示微生物，包括其种类、分布、鉴定方法以及其在环境监测和评估中的应用。
正文内容：一、指示微生物的种类1.多样性与丰度：指示微生物包括细菌、真菌、藻类等，其多样性和丰度与环境污染程度密切相关。
2.指示微生物的生物标志物：某些微生物被广泛用作环境污染的生物标志物，如大肠杆菌、厌氧菌等。
二、指示微生物的分布1.水环境：指示微生物在水体中的分布和变化与水质污染密切相关，如肠道菌群的存在可以指示水体受到了人类或动物粪便的污染。
2.土壤环境：土壤中的微生物可以作为指示环境污染的重要生物指标，如硫氧还原菌能指示土壤中的重金属污染。
三、指示微生物的鉴定方法1.分子生物学方法：通过PCR、DNA测序等分子技术可以对指示微生物进行快速、准确的鉴定和定量。
2.培养基方法：传统的培养基方法可以用于分离和鉴定某些指示微生物，如大肠杆菌可以利用免疫学和生理学方法进行鉴定。
四、指示微生物在环境监测和评估中的应用1.污水处理厂：指示微生物可以用于评估污水处理厂的处理效果，如通过测定大肠杆菌和厌氧菌的存在来判断处理系统的健康状况。
2.水源地保护：指示微生物可以用于水源地环境质量的评估，如鉴定肠道菌群指示水源受到了污染。
3.空气质量监测：某些微生物可以用于评估空气中的有机物和细菌污染，如通过检测真菌的存在来判断室内空气质量。
五、指示微生物的意义与挑战1.意义：指示微生物可以为环境监测和评估提供重要的信息，帮助我们了解和控制环境污染程度。
2.挑战：指示微生物的种类繁多、分布复杂，其鉴定和定量方法仍存在一定的挑战，需要不断探索和改进。
总结：环境污染的指示微生物是环境监测和评估的重要工具，其种类多样且分布广泛。
通过分子生物学和培养基方法可以对指示微生物进行鉴定和定量。
指示微生物在污水处理厂、水源地保护和空气质量监测等方面具有广泛的应用价值。
dna生物标志物的特点及应用
DNA生物标志物的特点及应用随着生物技术的飞速发展，DNA生物标志物在医学、法医学、生态学等领域得到了广泛的应用。
DNA生物标志物具有独特的特点，其应用范围也越来越广泛。
本文将从DNA生物标志物的特点和应用两个方面进行探讨。
一、DNA生物标志物的特点1. 遗传稳定性高：DNA分子在遗传过程中稳定性很高，不易受外界环境的影响而发生变异。
2. 个体特异性强：每个个体的DNA序列都是独特的，可以用作个体的身份鉴定。
3. 多样性：DNA生物标志物具有丰富的变异性，可以用来进行种裙遗传结构和基因多样性的分析。
4. 信息量大：DNA分子携带了大量的遗传信息，可以用来研究基因组结构和功能。
5. 技术手段成熟：随着PCR、基因测序等技术的不断发展，DNA生物标志物的检测和分析技术已经非常成熟。
二、DNA生物标志物的应用1. 个体身份识别：DNA生物标志物可以用来进行个体的身份鉴定，例如在刑事案件中可以通过DNA鉴定来确认嫌疑人的身份。
2. 亲子鉴定：DNA生物标志物可以用来进行亲子鉴定，帮助确定亲子关系，解决争议和纠纷。
3. 种裙遗传学研究：DNA生物标志物可以用来研究种裙的遗传结构和演化历史，揭示物种的起源和发展过程。
4. 法医学鉴定：在法医学领域，DNA生物标志物可以用来进行尸体鉴定、骨骸鉴定等，并帮助解决未解之谜。
5. 疾病诊断和预防：DNA生物标志物可以用来发现疾病相关基因，帮助诊断疾病，预测患病风险，制定个性化治疗方案。
6. 生态环境监测：通过对环境中的DNA生物标志物进行监测，可以了解生物多样性、种裙结构和生境状况，指导生态保护和环境管理。
在DNA生物标志物的应用中，除了以上提到的几个方面，还有很多其他的应用领域，例如农业生物技术、基因编辑、医学研究等。
可以看到，DNA生物标志物的特点决定了其在各个领域的重要性和应用前景。
总结起来，DNA生物标志物具有遗传稳定性高、个体特异性强、多样性和信息量大等特点，这使得它成为了一种重要的生物标志物。
环境污染中的生物标志物检测技术
环境污染中的生物标志物检测技术环境污染是当今全球面临的一个严重问题，成千上万的人们每年因为污染导致生命延续问题或疾病而失去生命，造成巨大的社会经济负担。
为了保护环境和人类身体健康，科学家们发展了各种检测技术来检测和分析环境中的污染物，其中生物标志物检测技术是一种新兴的技术，它可以用来监测环境污染，或者检测人类或动物的接触污染物的程度。
生物标志物是体内外生物变化的直接或间接的指示物，尤其是生物体内影响因素（例如污染物）的反映。
人和动物都会在受到环境污染或暴露于有害化学物质的过程中表现出一些特殊的生理或生化反应，这些反应会体现在人们或动物体内的某些物质含量，如离子，蛋白质，细胞因子，酶和 DNA 等。
生物标志物检测技术通过检测这些物质的变化，来评估身体暴露在环境污染物中的程度，并帮助确定相关疾病的发生或发展与环境的关系。
生物标志物检测技术的重要性：1.能够敏感、准确和定量的测定环境污染物的水平，便于流行病学研究和环境监测；2.能够帮助专家评估人们或动物体内污染物的积累，早期诊断和治疗。
生物标志物检测技术的应用场景：1.环境监测：通过测定环境污染物、二次污染物和突变体等的水平，检测和评估环境中的有害物质的水平；2.生物监测：通过监测人体或动物的生物标志物，评估暴露于环境污染物的程度和与某些疾病的关系；3.诊断和治疗：通过检测生物标志物，提供早期诊断和治疗方案，监测治疗效果。
生物标志物检测技术的种类：1.生物指示物检测技术：通过检测环境污染对生态和生物的影响，获得生物体的反应。
例如，植物叶片的叶绿素含量或对某种金属的敏感性等。
2.细胞毒性、遗传毒性和细胞生物学技术：通过检测暴露于环境污染物时，在生物个体、细胞和生化学水平上产生的细胞有毒性、遗传毒性和生理反应。
例如，基因突变频率和 DNA 修复速率等。
3.生化检测技术：通过检测暴露于环境污染物时，在血液和尿液中产生的变化反应。
如酶的活性和代谢产物等。
生物标志物检测技术的局限性：1.样本的非特异性因素：由于许多环境因素和生物因素的影响，生物标志物的检测结果具有一定的非特异性。
生物标志物在环境污染监测中的应用
生物标志物在环境污染监测中的应用随着工业化的发展和人类活动的增加，环境污染已经成为了全球性的问题。
污染物质的种类愈加复杂，监测、治理难度也在加大。
环境污染对人类和生态系统健康带来的风险愈发明显，因此需要一种快速和准确监测环境污染的方法。
现代分子生物学以其高效、高灵敏、高特异性的特点，不断吸引关注并应用于环境污染监测领域。
其中，生物标志物成为了污染影响评估的热门课题之一。
一、什么是生物标志物？生物标志物指生物体内的某一化合物或蛋白质，它可以用来作为环境污染的指示剂来检测大气、水和土壤等环境中的污染物质。
生物标志物和污染物质之间具有固定的关系，因此对于一个特定的污染物质，其生物标志物具有高度的特异性。
二、分类生物标志物可以分为两类：代谢物和蛋白质，代谢物是指在生物体内的生化代谢过程中产生的代谢产物，常见的代谢物有有机氯、有机磷、苯和多环芳香烃等有机物；蛋白质主要包括一些酶和非酶蛋白质，如活性氧自由基清除酶和生物中心酶等。
三、生物标志物的应用（一）有机物的生物标志物有机氯和有机磷是两种常见的农药，它们对环境和人体健康都有严重的危害。
因此，开发这些有机物的生物标志物，可以准确地评估有机污染物的毒性。
举例来说，渔业科学研究发现，有组成和结构相似的有机氯农药DDT和记忆毒素，在鱼类体内往往代谢为同一种毒性非常高的代谢物DDD。
因此，通过鱼体内DDD的浓度，我们可以估计DDD的毒性，从而更好地进行环境污染评估。
（二）金属污染的生物标志物金属是环境污染中不可避免的一部分，很多金属的毒性较大。
与除草剂等有机污染物不同，金属不会代谢成其他物质。
因此，就需要特定的方法来检测金属污染。
例如，研究人员发现，鱼类体内的亚铜酶可以用来监测铜污染的毒性。
亚铜酶是一种铜依赖性酶，铜的浓度越高，亚铜酶的活性越强。
因此，可以通过对鱼体内亚铜酶的活性测量，评估环境中铜的毒性，提高监测效率和准确性。
四、生物标志物的优势（一）敏感性高生物标志物与环境污染物质间固定的关系使得其检测灵敏度远高于化学分析方法。
污染物生物标志物的研究与应用
污染物生物标志物的研究与应用污染物生物标志物是指受污染物影响而在生物体内产生的可量化和可测定的化学物质或变化。
通过研究和应用这些生物标志物，可以快速准确地评估环境污染的程度和影响。
本文将详细介绍污染物生物标志物的研究与应用，并分为以下几个步骤进行阐述。
一、确定目标污染物1. 调查研究区域的环境状况，了解可能存在的污染物；2. 根据环境状况和污染源，筛选出可能对生物体产生影响的污染物。
二、筛选适用的生物标志物1. 研究已有的相关文献，了解现有的生物标志物研究成果；2. 针对目标污染物，寻找与其相关的生物标志物，包括生物体内的代谢产物、生物体表面的物质等；3. 利用实验室技术和分析方法，对筛选出的生物标志物进行初步的鉴定和测定。
三、初步研究生物标志物的响应机制1. 制备处理组和对照组，在相同的环境条件下暴露生物体；2. 收集两组样本，并对其进行必要的预处理，如样品提取、纯化等；3. 使用适当的分析方法，测定样本中生物标志物的含量；4. 对处理组和对照组的数据进行比较，探索生物标志物的响应机制，了解其与目标污染物之间的关系。
四、验证标志物的准确性和敏感性1. 重复实验，验证生物标志物的测定结果的可重复性；2. 设计探测限实验，评估生物标志物的检测灵敏度；3. 与传统化学分析方法进行对比，检验生物标志物的准确性；4. 与其他污染物进行对比研究，验证生物标志物的选择性。
五、推广与应用1. 将验证有效的生物标志物与环境监测相结合，提高污染物监测的准确性和效率；2. 将污染物生物标志物应用于环境评估和污染源溯源，为环境保护和治理提供科学依据；3. 推动污染物生物标志物的应用研究，积累更多的案例和经验，完善这一领域的理论和方法。
总结：污染物生物标志物的研究与应用是一项重要的环境科学研究领域。
通过确定目标污染物、筛选适用的生物标志物、研究生物标志物的响应机制、验证标志物的准确性和敏感性，并进行推广与应用，可以有效地评估环境污染的程度和影响，并为环境保护和治理提供科学依据。
生物技术在环保中的应用例题和知识点总结
生物技术在环保中的应用例题和知识点总结随着全球环境问题的日益严峻，人们对于环境保护的重视程度不断提高。
生物技术作为一种创新性的科学领域，在环保方面发挥着越来越重要的作用。
本文将通过具体的例题来探讨生物技术在环保中的应用，并对相关知识点进行总结。
一、生物技术在废水处理中的应用废水处理是环保领域中的一个重要环节。
传统的物理化学方法在处理废水时往往存在成本高、效率低、易产生二次污染等问题。
生物技术的出现为废水处理提供了一种更加高效、经济和环保的解决方案。
例如，活性污泥法就是一种常见的生物废水处理技术。
在这个过程中，大量的微生物（如细菌、真菌、原生动物等）形成絮状的活性污泥，它们能够吸附和分解废水中的有机污染物。
我们以一个食品加工厂的废水处理为例，该厂废水中含有大量的有机物，如糖类、蛋白质和油脂等。
通过将废水引入活性污泥处理系统，微生物利用这些有机物作为营养物质进行代谢活动，将其转化为二氧化碳、水和微生物细胞等无害物质，从而达到净化废水的目的。
知识点总结：1、微生物在废水处理中的作用机制：包括吸附、吸收、代谢分解等。
2、影响微生物处理废水效果的因素：如温度、pH 值、溶解氧浓度、营养物质比例等。
3、常见的生物废水处理技术：除了活性污泥法，还有生物膜法、厌氧生物处理法等。
二、生物技术在废气处理中的应用生物技术在废气处理方面也有着显著的应用。
其中，生物过滤法是一种常用的技术手段。
以一个化工厂排放的含挥发性有机化合物（VOCs）的废气处理为例。
通过将废气引入填充有特定微生物培养基的生物过滤器中，废气中的 VOCs 被微生物吸收和降解。
这些微生物能够将 VOCs 转化为二氧化碳、水和细胞物质等。
知识点总结：1、适用于废气处理的微生物种类：如真菌、细菌等，它们具有不同的降解能力和适应性。
2、生物过滤器的设计和运行参数：包括过滤器的填充材料、气体停留时间、湿度控制等。
3、废气生物处理技术的优点和局限性：优点如成本低、无二次污染等；局限性如对高浓度废气处理效果有限等。
生物标志物及其在生态系统研究中的应用
生物标志物及其在生态系统研究中的应用
End
生物标志物是指分布在生态系统中的某种特有的物种，它与环境条件有着密切的关系，可用来判断系统的特征和品质。
近年来，随着生态学的发展和其在环境监测、管理、保护等领域的广泛应用，生物标志物受到越来越多的关注。
生物标志物与自然环境密切相关，能够明确地反映不同环境下的生物多样性，帮助我们对准确识别生态系统的相关变化。
此外，一种生物标志物能够反映出丰富的环境信息，可以分析多种环境因素及其影响，进而有助于科研工作者准确描述和分析生态系统演变趋势。
由于其重要的科学价值，生物标志物的研究目前正在受到广泛的关注。
生物标志物的研究主要包括常见物种指标、生态指标和生态效应指标等。
其中，常见物种指标侧重于识别、研究特定物种群落分布特征及其变化；生态指标侧重于研究群落结构、物种多样性和功能；生态效应指标则主要研究生态系统的声学、气象、植被等因素，以及它们对自然环境的影响程度。
此外，生物标志物的研究还能够帮助研究者准确掌握生态系统的现状及其演变趋势，为科学决策提供有力的保障。
生物标志物不仅具有可靠的科学数据，还能够提供量化可视化的结果，为决策提供依据，因此被广泛应用于水质、气象、植被物种多样性保护、污染源排放强度控制等许多领域。
生物标志物作为一种了解和衡量生态系统变化的工具，给生态系统研究带来了重大的突破，至今仍是一个备受关注的研究领域。
未来，有望发展出更多基于生物标志物的高效技术，以期为生态系统管理和保护提供强有力的科学依据。
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基于以上考虑，现对生物标志物的特性总结如下： （1）具有一定的敏感性，生物标志物的敏感性应高于一般生物检测指标。 （2）具有一定的特异性。 （3）具有一定野外应用价值。 （4）要求选取对受试生物损害较小的指标，技术易于掌握。
生物标志物及其在环境监测中的应用
摘要:
王超
1（大连水产学院生命科学与技术学院，大连 116023)
Email:chaopaper@
本文探讨了生物系统各级生物学水平的生物标志物。并说明了其在生态毒理研究和
环境危险评价中的意义。讨论了细胞色素 P450 在生命活动中的作用，并对其作为生物标志
r2>0.95。可以确信，P450 的某种特定的形式能够反映出有机物或是环境中的污染物水平。
由于诱导作用的特异性，只要合理地布设采样点，就能从样品的分析中获得很多信息。
以上现场与实验室研究都表明，对大多数有毒物质来说，P450 是生物暴露于其中产生
效应最及时、最敏感的指标之一。
4.2 P450 的作用原理：
5 结论
生物标志物检测能提供有毒化学污染物环境生物效应的信息，对生态毒理研究和环境危 险评价具有重要意义。P450 作为生物标志物，在机体或环境污染物风险评价中起着关键性
5
的指示作用，其在毒理学上的应用受到了广泛的注意，且具有极大的潜力。掌握污染物危害 发生前细胞色素 P450 的状况, 对于制定预防性的管理措施，及时避免或减轻环境污染的损 害都具有重要意义。这也是 P450 酶系在生态风险评价中最有益的应用前景。
根据以上特性人们从污染物进入各级生物学水平所产生的大量反应中筛选出一些标志 物：行为标志物，例如，用鱼的选择行为或躲避行为来检测腐殖质的毒性，大型蚤 (Daphniamagna)由于具有敏感等优越性,已用于行为测试。Hoof等[6]概述了大型蚤行为测试, 包括趋光性分析和运动分析。用牡蛎壳运动反应,发光菌等进行标志物研究等。生理标志物 既包括一些特异的生理反应终点,如免疫学反应,也包括普通的生理现象,如生长、繁殖、发 育等。如鱼鳃组织的生理变化，鱼鳃是首先接触污染物的组织,故接触有毒物质会产生明显 生理变化,影响鱼的呼吸,同时伴随相应行为变化[7,8]。组织病理标志物，如脊柱、脊索等组
以下是这一反应的示意图[12]:
底物和氧化型 P450 的复合物
底物
XOOH
O2
氧化型 P450
羟化
产物
H2O
H2O2
脂肪过氧化
还原型 P450 和底物的复 合物
黄素蛋白 还原酶
NADPH
底物还原 CO 型 P450、
CO 的 复 合物
含 O2 的 P450
和底物的复
合物
O2
氧 化 型 P450 和氧化底物的 复合物
P450 酶系在生物体中具有重要的功能——转化许多内源性和外源性的化学物质。在动 物体内一系列内源化合物的酶促反应中，P450 合成并降解类固醇、脂肪酸和其他生物分子。 在转化外源化合物时，P450 在污染化学物质、药物以及化学致癌物质的解毒和排泄过程中 均起了关键的作用，尤其是对环境有害化合物质的有氧氧化代谢作用以实现机体的解毒过 程，但在某些情况下，外来物质可能被转化为具细胞毒性或致癌作用更强的物质,起毒性活 化作用，这就是P450 受到广泛重视原因[10,11]。细胞色素P450 酶系在毒理学上的意义是可作 为污染物潜在影响的早期预警信号、系统对环境污染进行监测和预报，且对于制定预防性的 管理措施，及时避免或减轻环境污染的损害都具有重要意义。
细胞色素b5
黄素蛋白 还原酶
NADH
由于生物所处环境的不同，P450 还有其他的催化机制，如在无氧条件下存在过氧化物
支路，过氧化物提供氧原子使底物羟基化等。
4.3 P450 在环境监测中的应用：
在毒理学领域P450 酶系已做为毒物毒性的生物标志物(biomarker)而广泛应用。在海洋
环境监测应用最多的是细胞色素P4501A1，它是一种微粒体加单氧酶,催化多种有机异生物质
4.1 作为标志物的依据：
近十几年做的一些研究表明，在污水中生活的鱼，其肝脏细胞中能被 PAH 诱导的 P450 单加氧酶的活力有所提高。实际上，肝脏细胞色素 P450 酶系的诱导已被提出作为评价环境 污染状况最灵敏的生物学反应之一。最近关于化学物质（PCB）的浓度与单加氧酶活力的研 究也支持了因为化学物质的诱导而使酶活力升高的观点。
3 生物标志物的特性
生态系统效应
典型标志物 DNA 、RNA 、关键酶结 构或性质的变化 细胞膜影响、染色体损 伤、线粒体改变 组织、器官病变 行为改变、不育、死亡 种群密度、生产力、竞争 改变 群落结构、多样性、稳定 性改变 生物多样性降低
一种标志物应能敏感有效地反映出生物体发生严重损伤之前的生物变化。在用动物模型 研究低浓度污染物效应时,选择敏感的标志物尤为重要。有人曾用处于胚胎或幼体时期的生 物体来检测其生理变化,如Ensenbach等[4]发现斑马鱼在胚胎仔鱼阶段，生长、发育和存活率 对有机污染十分敏感,很低浓度的 3,4-二氯苯胺(40mg/L)和高丙体六六六(2μg/L)的混合 暴露即可明显减缓仔鱼的生长发育,80μg/L的林丹可降低仔鱼的存活率。
参考文献
[1]Depledge M H,Aagaard A, GyOrkOs P. Assessment of trace metal toxicity using molecular, physiological and behavioural biomarkers [J]. Mar. Pollut. Bull., 1995, 31:19-27
近年来，已经开始利用PAH诱导鱼使其产生P450 抗体这一特性来检测环境中存在的诱 导污染物。在实验室，鱼体暴露于毒物后 12－24 小时，就能够明显观察到P450 诱导作用的 发生。在一些研究中，肝细胞P4501A蛋白的浓度与PCB的浓度存在明显的相关性，相关系数
3
4.5 未来的研究方向：
1） 某些环境诱导物的剂量－效应关系比较模糊；需通过建立 P450 的诱导强度和环境或是 机体中污染物的浓度之间清晰的关系。
2） 在监测过程中，还需对测定诱导产生 P450 作用强度的一些方法进一步改进以使测量成 本降低并能够在常规监测中得到应用。
3） 化学物质在生理生化水平上的效应（如 mRNA、蛋白质、酶活力），与化学物质在更高水 平上的效应（如在器官、个体或种群）之间的关系，应该得到进一步的研究。
2
织的病理变化一般不受生物体自身状态以及正常环境影响，而大多与污染物或不良环境条件 有关。免疫毒理学标志物有:细胞数、组织重量、形态、血清蛋白等。
目前对生物标志物的研究多集中于分子或细胞水平。分子水平的变化往往是能最先被定 量检测出来的环境变化引起的生物效应。与更高层次的生物组织水平相比较，生化系统的改 变所起到指示作用更灵敏。因为分子水平上的变化往往是生物更高组织水平受到影响的基 础。根据受影响系统的功能及产生效应的性质，生化系统的变化能够指示生物体是否会受到 进一步的影响。这就更突出了生化生物标志物的内在价值。
生物系统的各级生物学水平[3] 生物分子
细胞器 细胞 组织 器官 器官系统 个体 种群 群落 生态系统
1
层次 分子
生物标志物体系 效应
分子效应
细胞器/细胞
细胞效应
组织/器官 个体 种群
生理、健康和疾病效应 受损的生殖能力，死亡
种群效应
群落
可能的灭绝
生态系统
如PAH、PCB、硝基芳烃化合物等发生生物转化反应。对水生脊椎动物来说，肝脏中含量最高。 在哺乳动物和鱼体内的细胞色素P4501A1 的研究结果都证实其是由异生物质诱导的[13]。所以
4
肝细胞色素P450 酶系的诱导已被提出作为评价环境污染状况的最灵敏的生物学反应之一。 目前，对细胞色素P450 作为生物标志物指示环境污染国际上已有相关报道。法国选择
P450 可以催化很多种反应，有人称其为万能的催化剂。P450 的化学结构是一种含一个
铁原子的仆啉蛋白，P450 催化反应涉及多个步骤，典型的反应是通过电子传递链系统将分
子氧还原，并将其中一个氧原子加到底物中，反应需 NADPH 参加，反应式如下：
P450
RH+O2+NADPH+H+
ROH+H2O+NADP+
4.4 存在的缺陷：
细胞色素 P450 作为生物标志物，也存在一定的缺陷。P450 酶系因受到很多因素的影响， 加上实验条件的差异、实验方法的不同、P450 酶系的纯度等会对试验结果产生一定干扰， 从而使得试验结果间的可比性差。P450 不能很好的指示多种污染物的效应或环境中自然条 件下污染物所产生的影响即因试验条件和自然条件间的差异，使得一些试验结果与实际观察 到的情况不一致等。对于以上情况可以通过单克隆抗体技术、严格控制实验条件、进行多次 重复实验来克服这些缺陷。
下面将讨论对环境污染物质产生反应的酶（细胞色素 P450），其在生命活动中的作用， 然后对其作为生物标志物的可行性进行评估，最后讨论它在环境监测方面的应用情况。
4 细胞色素 P450:
细胞色素P450 是广泛分布于动物、植物和微生物等不同生物体内的一类代谢酶类，也 是转化有机化学物质结构的一系列酶。因其还原型与CO结合后在波长 450nm处有吸收峰而得 名,但P450 并不能代表其真正含义,理论上这类蛋白质该称为血红素-硫铁蛋白[9]，它是由结 构和功能相关的超家族(super family)基因编码的含铁血红素同工酶组成。原核生物和真核 生物中超过 100 个P450 基因已经被测序，而且归为 27 个基因组。由这些酶催化的反应一般 被统称为混合功能氧化酶反应或是单加氧化酶反应。