环境生物学 重点内容
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环境生物学复习资料环境生物学复习资料环境生物学是一门研究生物与环境相互作用的学科,它关注着生物如何适应和影响其生存环境。
在这篇文章中,我们将回顾一些环境生物学的重要概念和原理,以帮助大家更好地理解这门学科。
1. 生态系统生态系统是由生物群体和其生存环境组成的一个相互作用的系统。
它包括两个主要组成部分:生物群体(包括植物、动物和微生物)和非生物因素(如土壤、气候和水体)。
生态系统的研究帮助我们了解生物与环境之间的相互作用,以及生物群体对环境的适应和影响。
2. 生态位生态位是一个生物在生态系统中的角色或职位。
它包括生物的生活方式、所占据的空间和资源利用方式等。
不同物种的生态位可以是竞争的,也可以是互补的。
生态位的研究有助于我们理解物种之间的相互作用和共存。
3. 生物多样性生物多样性是指一个生态系统中存在的各种生物种类的数量和多样性。
它包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。
生物多样性对于生态系统的稳定性和功能至关重要,因为不同的物种在生态系统中扮演着不同的角色。
4. 生态足迹生态足迹是一个衡量人类活动对地球资源消耗的指标。
它是指为满足一个人或一个社会的需求而占据和消耗的土地和水资源的面积。
生态足迹的概念提醒我们要保护和可持续利用地球资源,以减少对环境的负面影响。
5. 气候变化气候变化是指地球气候系统发生的长期变化。
人类活动,特别是工业化和化石燃料的使用,导致了大量的温室气体排放,进而引起了全球气候变暖。
气候变化对生态系统和生物多样性产生了深远的影响,包括物种分布的变化、生态系统的退化和生态位的改变。
6. 生态恢复生态恢复是指通过人类干预和管理来修复受到破坏的生态系统。
它可以包括植树造林、湿地保护、物种保护和生态工程等方法。
生态恢复的目标是恢复生态系统的结构和功能,以促进生物多样性的恢复和维持。
7. 生物监测生物监测是通过观测和记录生物群体和环境参数来评估环境质量和生态系统健康状况的方法。
它可以通过采样和分析生物样本、观察物种丰富度和群落结构等方式进行。
环境生物学

环境生物学环境生物学复习大纲绪论一、环境与环境问题二、环境科学概述三、环境生物学概述重点:掌握环境生物学的定义,环境生物学任务、研究对象及研究方法。
第一章环境污染物在生态系统中的行为第一节环境污染概述第二节污染物在环境中的迁移与转化第三节污染物在生物体内的生物转运和生物转化一、生物转运二、污染物在体内的生物转化第四节环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大一、生物浓缩二、生物积累三、生物放大四、生物浓缩系数第五节生物对污染物在环境中行为的影响一、生物引起的环境污染二、金属的生物转化重点:要求掌握环境污染物在环境中的迁移与转化、在生物体内的生物转运和生物转化以及在生物体内的浓缩、积累与放大。
思考题1.名词解释:环境污染、环境生物效应、污染源、污染物、优先控制污染物、污染物形态、污染物迁移、污染物转化、生物污染、生物转运、生物浓缩、生物积累、生物放大。
2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。
3.什么是生物转运?污染物透过细胞膜的方式。
4.什么是污染物在体内的生物转化?生物转化过程和主要反应。
5.什么是生物浓缩、生物积累、生物放大和浓缩系数,前三者有何区别。
6.生物对环境有哪些污染效应?其污染后果如何?第二章污染物对生物的影响第一节污染物在生物化学和分子水平上的影响一、对生物机体酶的影响二、对生物大分子的影响第二节污染物在细胞和器官水平上的影响第三节污染物在个体水平上的影响第四节污染物在种群和群落水平的影响第五节化学污染物对生物的联合作用重点:要求掌握环境污染物在不同水平上对生物体的影响规律;污染物对生物体的联合作用。
思考题1.名词解释:酶的诱导作用、靶器官、环境激素、行为毒性、优势种、敏感种、种的多样性、协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用2.何为酶的诱导和抑制作用?目前研究较多的诱导酶有哪一些?酶的抑制作用可以分为几种类型,举例说明酶的抑制作用。
3.污染对生物大分子蛋白质、DNA和脂肪的影响如何?金属硫蛋白有哪些作用?4.污染物在细胞水平上的影响有哪些?5.什么是行为毒性?污染物对水生生物行为的影响。
环境生物学-考试重点

名词解释1)环境生物学:是研究生物与受人类干扰的环境之间的相互作用规律及其机理的科学,是环境科学的一个分支科学。
2)环境污染:是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统结构与功能发生变化对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。
3)优先污染物:在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象,称之为优先污染物。
4)污染物的生物地球化学循环:就是生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物周而复始的循环运动过程。
5)生物运转:是指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
6)生物浓缩:是指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物,是生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,又称生物学浓缩,生物学富集。
7)生物积累:是指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞噬等各种过程,从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物,以至随着生长发育,浓缩系数不断增大的现象,又称生物学积累。
8)生物放大:指在生态系统中,由于高营养级生物以低营养及生物为食物,某种元素或难分解的化合物在生物机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象,又称生物学放大。
9)靶器官:污染物进入机体后,对各器官并不产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用,这些器官称为靶器官。
10)生物测试:指系统的利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时,所导致的影响或危害。
11)毒性:是指有毒物质接触或进入机体后,引起生物体的易感部位产生有害作用的能力。
12)最大无作用剂量:指化学物在一定时间内,按一定方式与机体接触,按一定的检测方法或观察指标,不能观察到任何损害作用的最高剂量。
13)最小有作用剂量:是指能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量,即能使机体开始出现毒性反应的最低剂量。
14)急性毒性试验:是研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引起的毒性试验。
环境生物学知识点

(2)水体的富营养化 (3)微生物代谢产物与环境污染 14.微生物对有机物、重金属的生物转化 有机物:脱卤、还原、水合反应 重金属:氧化、还原、甲基化、吸附作用、在细胞外产生可以结合(包括细胞表面吸附)有毒重金属离子的结合物 (减少吸收、增加排出、解毒作用)
第二章
1.靶器官:毒物进入机体后,体内最先达到该物质临界浓度(刚能引起脏器功能紊乱和毒性损伤的浓度)的器官。 2.环境内分泌干扰物(EEDs):主要由于人类的生产活动而释放到周围环境中,对生物和人体内正常激素的合成、 贮存、分泌、运输、结合、反应(作用)和代谢(分解,消除)等施加影响,干扰生物和人体正常内分泌(系统) 机能,引起神经、生殖、免疫等异常和危害的外源性化学物质。 3.生物多样性:地球上生物圈中所有的生物,即动物、植物、微生物,以及它们所拥有的基因和生存环境的多样性 和变异性的总和。它包含三个层次:遗传多样性,物种多样性,生态系统多样性。 4.优势种 Dominant species :对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种,数量多、出现频率高。 对于植物群落来说,它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强(即优势度较大) 的种。 5.敏感种 sensitive species :对环境条件变化反应敏感的物种。 耐污种 Tolerant species :只在某一污染条件下生存的物种。 6.污染物对酶的诱导与抑制作用:p70 对酶的诱导指的是污染物可使某些与代谢转化有关的酶系统活力增强或酶含量增加,并因此而促进其他外来物质生 物转化过程。 对酶的抑制指的是污染物可使某些与代谢转化有关的酶系统活力减弱或酶含量减少,并) 相加作用 Additive Effect;协同作用 Synergistic Effect;独立作用 Independent Effect;拮抗作用 Antagonistic Effect 相加作用 Additive Effect(1+1=2):多种化学污染物混合所产生的生物学作用强度等于其中各化学污染物分别产生 的作用强度的总和。机理:物质化学结构相近、性质相似,靶器官相同或毒性作用机理相同。 协同作用 Synergistic Effect(1+1>>2):两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内先后与机体接触,其对机体产 生的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。机理:一种化学物质能促使 机体对其他化学物质的吸收加强、降解受阻、排泄延缓、蓄积增多和产生高毒的代谢产物等。 独立作用 Independent Effect(1<1+1<2):多种化学物各自对机体产生毒性作用的机理不同,互不影响。机理:各 毒物侵入途径、方式、作用部位不同,互不影响。 独立作用效应相当于经过第一种化学物质作用后存活的生物再受到第二种化学物作用。 拮抗作用 Antagonistic Effect(1+1<1):两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内先后输入机体,其中一种化学 污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作用,使其减弱,或两种化学污染物相互干扰,使混合物的生物作用或 毒性作用的强度低于两种化学污染物任何一种单独输入机体的强度。拮扛剂 antagonist:能使另一种化学物的生物 学效应减弱的化学物,如毒理学中的解毒剂。机理:功能拮扛,两种物质在生理功能中作用相反,彼此抵消原有 的生物学效应;如巴比妥类中毒血压降低,去甲肾上腺激素有加压作用。化学拮扛,两物质发生化学反应,形成 低毒、无毒产物。如二巯基丙醇可与 As, Pb, Hg 螯合,后者解毒。受体拮扛,两物质与同一受体结合,其一将与 另一物质生物学效应有关的受体封阻,使后者无单独与机体接触时产生的生物学效应。如阿托品对有机磷解毒。④ 干扰拮扛,两物质不化学反应、不竞争受体,a 只是干扰 b 的生物学作用,使其效应减弱。 8.污染物对水生生物行为的影响 行为毒性(Behavioral Toxicity):当一种污染物或其他因素(如温度、光照、辐射)使得动物一种行为改变超过正 常变化的范围,就产生了行为毒性。 回避行为: 是指水生动物, 特别是游泳能力强的水生动物, 能主动避开受污染的水区, 游向未受污染的清洁水区的行 为。污染造成生物回避,使水环境中水生生物种类组成、 区系分布随之改变,从而打乱原有生态系统的平衡。 捕食行为: 水生生物的捕食行为可受到污染物的影响。 捕食行为的破坏可导致生物机体获得资源减少, 最终引起 生
环境生物学期末重点

1、自然环境:指一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总称。
在环境生物学中,自然环境往往强调的是较少受到人类的干扰和影响、仍较完整保持先天状况的环境受损环境:指在人为或自然干扰下形成的偏离了自然状态的环境,在该环境中,环境要素成分不完整或比例失调,物质循环难以进行,能量流动不畅,系统功能显著降低。
胁迫环境:指在自然条件下,各种生态因子也会发生变化,这种变化有时也会超越生物生存的正常环境,形成生物生存的胁迫环境。
自然环境总是强调与研究的受损环境相对应,较少受到人类干扰的另一种环境。
后面两者区别: 1)成因不同:胁迫环境是自然条件下生态因子数量上偏离正常状态时的“自然环境”,受损环境成因主要为环境污染与生态破坏2)环境变化的特点不同:受损环境与胁迫环境相比,在环境因子变化的程度、范围、速度、频度等方面要大得多。
2、环境污染:人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生变化,对人类和其它生物的正常生存和发展产生不利影响的现象,简称为污染。
本质:没有被完全利用的资源(一种工业和生活原料)进入到环境中所出现的后果。
生态破坏:环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变,并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响,把这种现象称为生态破坏。
本质:过多利用,人为破坏。
拿走3、分析受损环境时应该注意哪些方面?(生物与受损环境关系的综合分析)(1)环境因子的综合作用:在自然条件下,环境是有很多环境因子组合起来的复合体,这些因子之间相互作用,相互促进,相互制约,任何一个因子的变化都会引起其他因子程度不同的发生变化。
(2)主导因子:在众多的环境因子中,它们的作用程度是差异的,其中起突出作用的环境因子就是主导因子。
(3)积累效应:污染物在生态系统中积累。
环境变化是逐步发展的,一开始并不被人们所察觉或重视,通过初步积累,最后产生不可逆转的后果。
环境生物学期末考试重点

环境问题一般可分为两大类,一类是环境污染,一类是生态破坏。
环境生物学的研究内容:1.环境污染物的生物效应:主要是研究污染物在环境中的迁移、转化和积累的生物学规律以及对生物的影响和危害.这种效应包括从分子水平、细胞水平、组织水平、器官水平、个体水平、种群水平到生态系统等各级生物层次,探索污染效应的机理,在此基础上,研究环境污染的生物监测与生物评价的理论和方法。
2.环境污染物的生物净化:主要研究生物对环境污染净化与去除的基本原理、方法以及影响因素.通过生物学或生态学的技术与方法进一步强化生物在环境污染净化中的作用,包括具有高效净化能力的生物种类及菌株的筛选以及基因工程菌的构建,降解和去除污染物的机理及其降解动力学反应模型等;生态工程中生物群落的结构与演替,不同类型物种间相互关系及其对环境污染净化过程的调控作用等。
3.保护生态学:包括自然保护生物学和恢复生态学.自然保护生物学主要是研究生物多样性的保护、自然保护技术和自然保护区的建设,探索保护、增殖和合理利用自然资源的规律,协调人类与自然环境的关系,是自然资源尤其是生物资源能够得到持续利用;恢复生态学主要是研究生态系统的退化机理,物种进入和生长及群落狙击过程的限制因素,群落结构和生态系统的结构与功能之间的关系,制定退化生态系统的恢复方案,发展受损环境修复的生物学或生态学技术。
环境效应按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应和环境物理效应。
环境生物效应:指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。
污染源:造成环境污染的污染物发生源。
污染物主要通过三条途径进入环境:人类活动过程中无意释放;废物的排放;人类活动过程中故意的应用。
污染物在环境中的迁移主要有下述三种方式:机械迁移;物理-化学迁移;生物迁移。
根据有机物在水体中分解水平和溶解氧的变化,把受有机污染物污染的河流分为相应的地区段:清洁区:表明未受污染,氧及时得到补充。
分解区:细菌对有机污染物分解,消耗溶解氧,而通过大气补充的氧不能弥补消耗的氧,因此水体中溶解氧下降,此时细菌个数增加。
环境生物学考试重点

绪论1、什么是环境生物学?环境生物学是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学,是环境科学的一个分支学科。
2.自由发挥题(理解)P9~12环境生物学的研究对象是生物与受人类干扰的环境之间相互关系环境生物学的研究目的在于为人类维护生态健康,保护和改善环境,为合理利用自然和自然资源提供科学基础,促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。
环境生物学的任务:①阐明环境污染的生物学或生态学效应。
②探索生物对环境污染的净化原理,提高生物对污染净化的效率。
③探讨自然保护生物学和恢复生态学的原理与方法。
环境生物学的研究内容:①环境污染的生物效应②环境污染的生物净化③保护生态学环境生物学的研究方法:①野外调查和试验②实验室试验③模拟研究第一章环境污染的生物效应3.环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
4.环境效应——环境污染导致的环境变化环境生物效应:指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果。
环境化学效应:在多种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果。
如:酸雨、光化学烟雾等。
环境物理效应:物理作用引起的环境效果。
如热污染、噪声污染等。
5.生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
6.生物转运的方式及特点:必考。
7.污染物在体内的的生物转化:外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
过程:(理解)一般分为I、II两个连续的作用过程相I过程(反应)外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构,形成某些活性基团(-OH、-SH、-COOH、-NH2)或进一步使这些活性基团暴露。
相II过程(反应)相I过程产生的一级代谢物在另外的酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合,生成结合产物(二级代谢物)或带有相应活性基团的外源性化合物与细胞内物质进行结合反应。
环境生物学复习重点

3.环境生物学定义:研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的学科,是环境科学的分支4.外来化合物:是指生物体在正常情况下不产生的化合物,即使在生物体内存在也是非生物途径火非生里量进入生物体内夫人外来化合物。
5.生态毒理学:研究环境压力对生态系统内的种群和群落的生态和毒理学的效应,以及物质或因素的迁移途径和与环境相互作用规律。
6.环境生物技术:环境生物学将生物技术用于环境质量的监测、评价、控制以及废弃物处理中7.生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
8.生物转化:外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
9.外源化合物:除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的物质以外,存在与环境之中,可与机体接触并进入机体,引起机体发生生物学变化的物质,又称为外来化合物或外源性生物活性物质10.生物浓缩系数(BCF)生物体内某些元素或难分解的化合物的浓度同它所生存的环境中该物质的浓度比值,可用以表示生物浓缩的程度,又称浓缩系数、生物富集系数、生物积累率等。
11.生物污染对人和生物有伤害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品,影响生物的产量和质量,危害人类健康,这种污染称为生物污染。
12.种群是在一定时空中同中个体的组合,具有三个基本特征:空间特征、数量特征和遗传特征。
13.种群密度是指单位面积或单位空间内的个体数量。
14.群落在一定时间内,居住在一定区域或生境内的各种生物种群相互关联、相互影响的有规律的一种结构单元。
15.群落中物种多样性群落中物种的数目(丰富度)和各个物种的相对密度(群落的异质性)。
16.毒性:有毒物质接触或进入机体后,引起生物体的易感部位产生有害作用的能力。
17.毒物:在一定条件下,以较小剂量给予机体时,能与生物相互作用,引起生物体功能或器质性损伤的化学物质,或剂量虽微,但累积到一定的量,就能干扰或破坏机体的正常生理功能,引起暂时或持久性的病理变化,甚至危及生命的化合物,亦称毒物。
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环境生物学重点内容环境科学:影响人类生存和发展的和经过人工改造的自然因素总合。
生态学:直接或间接影响生物生存和发展的各种因素总和。
环境问题的实质:由于人类活动超出了环境的承受能力,对其所赖以生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用,导致人与其生存环境的不协调。
环境问题的根本:人类活动作用于人们周围的环境所引起环境质量变化,及这种变化反过来对人们的影响。
环境生物学:是研究生物与人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的学科,是环境科学的一个分支学科。
第一章环境污染物在生态系统中的行为环境污染:指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统结构与功能发生变化,对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。
环境生物效应:各种环境因素变化而导致系统变异的效果。
污染源:造成环境污染的污染物发生源污染物:进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化、直接或间接有害于人类生存和发展的物质。
(生产性、生活性)优先污染物:有毒有机化学污染物、难降解污染物、具有生物积累作用的污染物、三致(致癌、致畸、致突变)污染物★一、污染物的迁移:指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失过程。
迁移方式:机械迁移(水,风),物理化学迁移(溶解沉淀、氧化还原、水解、络合螯合、吸附解析),生物迁移(通过食物链放大积累作用)环境中污染物的形态:外部形态、化学组成、内部结构★二、污染物的转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程。
转化形式:物理转化、化学转化和生物转化。
转化结果:①污染物对生物的毒性降低,甚至转化为无毒物质或形成易降解的结构②增加污染物的生物可利用性,使污染物的生物毒性增强,或形成难降解的结构。
大气中的转化:光化学氧化,催化氧化(光化学烟雾—碳氧化物和氮氧化物在紫外线照射下发生光化学氧化,形成臭氧和过氧乙酰硝酸酯PAN)水体中的转化:氧化还原反应,配合作用(水体中有大量无机配为体),生物降解作用污染物生物地球化学循环合成作用:生物将所吸收的环境化学物质变成为生物体本身的有机物质矿化作用:生物通过代谢作用将生物体的有机物质转化为无机物质或简单的有机物三、生物转运和生物转化★生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程。
★污染物透过细胞膜的方式:被动转运、特殊运输(主动转运,易化扩散)、胞饮污染物的吸收:呼吸系统吸收、消化管吸收、皮肤吸收植物对污染物的吸收途径:①根部吸收,蒸腾作用②暴露在空气中的地上部分,叶片吸收③有机化合物蒸汽,表皮渗透吸收生物转化:外源性化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
外源化合物:人工合成,具有不被现有酶系所识别和作用的分子结构和化合键序列的化合物。
★生物转化过程:相Ⅰ反应:外源性化合物在有关酶的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构,形成某些活性基团或进一步使这些活性集团暴露。
(氧化、还原、水解)相Ⅱ反应:相Ⅰ反应产生的以及代谢物在另外的一些酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合,产生二级代谢产物。
(葡萄糖醛酸化、硫酸化、甲基化)(相Ⅱ反应为解毒反应①时有毒化合物的功能基团失活②增加水溶性,由肾脏排出)影响生物转化的因素:①物种和个体的差异(最大,酶种类活性不同)②饮食营养状况(蛋白质、无机盐、维生素缺乏影响转化)③生理因素(年龄性别、激素、内分泌)四、环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大生物浓缩:指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群,从周围环境中积蓄某种元素或难分解的化合物,使生物体内该物质的浓度超过了环境中的浓度现象,又叫生物学富集。
生物积累:指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞食等各种过程,从周围环境中积蓄某种元素或难分解的化合物,以致随着生长发育,浓缩系数不断增大的现象。
生物放大:在生态系统中,由于高营养级的生物以低营养级的生物为食,某种元素或难分解的化合物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。
生物浓缩系数:指生物体内某种元素或难分解的化合物的浓度同它所生存的环境中该物质的浓度比值。
生物污染:对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品,影响生物产量和质量,危害人类健康的污染。
★重金属生物转化的环境效应:①微生物通过分泌和呼吸作用排除形成有机金属化合物(有可能危害更大)②把化合态金属还愿成单质第二章污染物对生物的影响各级生物学水平:生物分子—细胞器—细胞—组织—器官—器官系统—个体—种群—群落—生态系统防护性与非防护性生化反应防护性:(保护机体抵抗污染物伤害)通过降低细胞中游离污染物的浓度,从而防止或限制细胞组成部分发生可能的有害反应,消除对机体的影响。
①混合功能氧化酶的诱导—加快新陈代谢,生成水溶性的代谢产物,从而加速排泄。
②金属硫蛋白的生成—增加对金属的束缚速度,从而降低金属的生物利用率。
非防护性:①乙酰胆碱酯酶的抑制作用:有机磷农药②DNA加合物的的形成:若导致突变发生损害作用一、酶和生物大分子水平上的影响酶和污染物的作用:①在酶催化氧化下,进行代谢转化②使体内酶活性降低③对酶的诱导作用,增加活性污染物对酶的影响:①对酶辅助因子的影响②对酶活性中心的影响(与酶活性基团结合,使酶失活)③破坏酶结构④与酶激活剂作用⑤与基质竞争同种酶而抑制酶活性酶的抑制作用:①不可逆性抑制,污染物与酶蛋白活性中心功能基因不可逆性结合。
②非竞争性抑制,污染物与酶分子的结合位置不是底物的结合位置,因此增加底物浓度,不能使抑制作用逆转。
③竞争性抑制,竞争性抑制剂与酶底物在化学结构上相似,与酶活性中心结合部位相同,可逆抑制。
污染物对生物大分子的影响:①干扰正常的受体和配体的作用②破坏生物膜③干扰细胞内钙稳态④干扰细胞能量合成⑤脂质过氧化与自由基⑥共价结合1、对蛋白质,与氨基酸的活性基团结合。
2、对DNA,外源性化合物及其活性代谢引起DNA损伤。
3、对脂质,脂质自由基与分子氧反应,生成脂质过氧自由基。
(使多种与脂质蛋白结合的酶活性降低)二、细胞和器官水平上的影响对细胞的影响:1、细胞膜(①引起磷脂过氧化②膜离子通透性③与膜上受体结合,干扰正常生理功能)2、细胞器(使核糖体脱落,导致蛋白质合成控制改变)对组织器官的影响:①直接产生毒作用的器官为靶器官②污染物作用于靶器官后,其作用直接由靶器官表现出来,此靶器官为效应器官③污染物在体内积蓄的器官,但不一定显示毒作用的器官为蓄积器官。
三、个体水平上的影响(死亡、行为改变、繁殖下降、生长和发育抑制、疾病敏感性增加、代谢率变化)致死剂量:在一定剂量或者浓度作用下,引起动物死亡。
行为毒性:当一种污染物或其他因素使得动物一种行为改变超过正常变化的范围。
环境激素:具有动物和人体激素活性,能干扰破坏野生动物繁殖,诱发人类重大疾病的天然或者人工合成物。
生长指示器:反映生物机体能量获取利用和代谢的综合指标P=从食物获取能量—(呼吸能量损失+排泄能量损失)四、种群和群落水平的影响对种群的影响:①个体数量减少,种群密度下降②影响种群性别比例和年龄结构③遗传结构改变④竞争关系改变对群落的影响:①群落组成和结构的改变(优势种、耐污种、敏感种)②对物种多样性的影响化学污染物对生物的联合作用1、协同作用:两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内与机体接触,其对机体产生的生物学作用远远大于他们分别单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。
2、相加作用:多种化学污染物混合产生的生物学作用强度等于个化学污染分别产生的作用强度之和。
3、独立作用:各种化学污染物对机体产生的毒性作用的机理不同,互不影响4、拮抗作用:两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内先后输入体内,其中一种化学污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作用使其减弱,或者相互干扰,时污染物的生物学作用强度低于任何一种污染物单独输入机体的强度。
联合作用的研究方法:过筛试验:将联合作用污染物以半数致死剂量给予试验生物,死亡率≥80%为协同作用,死亡率≤30%为拮抗作用,两者之间为相加作用。
第三章污染物的生物效应监测生物测试:系统的利用生物的反应,测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时,所导致的影响或危害。
生物测试特点:①利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落—生态系统各级水平上的反应。
②可以提供物理和化学检测无法得到的数据。
生物测试分类:短期生物测试:被测试的生物在短时间内暴露于高浓度的污染物下,测定污染物对生物机体的影响(快速估计污染物毒性、评定几种不同毒物对某生物的相对毒性)测定半数致死浓度、半数抑制浓度、半数效应浓度中期生物测试:介于长期和短期之间的。
长期生物测试:在低浓度污染物作用下,暴露时间尽可能长达受试生物整个生活史。
测定不造成有害效应的毒物最大浓度、最大允许毒物浓度毒物:在一定条件下,以较小剂量给予机体时,能与生物相互作用,引起生物体功能或器质性损伤的化学物质,但积累到一定的量,就能干扰和破坏机体的正常生理功能,引起暂时或持久性的病理变化,甚至危及生命的化合物。
中毒:生物体受到毒物作用引起功能或器质性改变后出现的疾病状态。
效应和反应:效应:接触一定剂量化学物质引起机体个体发生的生物学变化(针对个体)反应:接触一定剂量化学物质后,表现一定程度某种效应的个体在一个群体中所占比重(针对群体,发病率、死亡率)毒性参数:①致死剂量、致死浓度:绝对致死剂量LD100,半数致死剂量LD50,最小致死剂量MLD,最大耐受剂量LD0②最大无作用剂量:(化学物质在一定时间内,按一定方式与机体接触,按一定的检测方法或观察指标,不能观察到任何损害作用的最高剂量)每日容许摄入量ADI,最高容许浓度MAC③最小有作用剂量④毒带作用⑤半数效应浓度EC50⑥半数抑制浓度IC50毒性参数应用:①急性毒性实验: LD100、LD50、LD0、MLD②亚慢性实验:ADI、MAC、LD0③慢性毒性实验:ADI、MAC生物致突变效应检测Ames实验原理:利用一种突变型微生物菌株与被检测化学物质接触,若该化学物质具有致突变性,则可使突变为生物发生回复突变突变率= 诱发回复突变数自发回复突变数Ames实验:鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株,在含微量组氨酸的培养基中,除极少数自发回复突变的细胞外,一般只能分裂几次,形成在显微镜下才能见到的微菌落。
受诱变剂作用后,大量细胞发生回复突变,自行合成组氨酸,发育成肉眼可见的菌落。
生物致畸效应检测作用机理:①突变引起胚胎发育异常②对细胞的生长分化较为重要的酶类受到抑制③母体正常代谢过程被破坏④细胞分裂过程的障碍微宇宙法:研究污染物在生物种群、群落、生态系统和生物圈水平上的生物效应的方法。