《环境生物学》总结Word文档下载推荐.docx
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特殊转运（主动运输和易化扩散）具有特定结构的环境污染物和生物膜中蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运,生物膜又主动选择性；
胞饮作用（吞噬作用和胞饮作用）生物膜变形。
方式
浓度梯度
有无载体
是否耗能
其他特点
简单扩散
高浓度-低浓度（顺）
无
否
脂溶性有机化合物的主要方式
滤过过程
通过膜上的亲水基孔道
主动转运
低浓度-高浓度（逆）
有
耗能
水溶性大分子化合物的主要方式
异化扩散
胞饮作用
内吞物质为液体
吞噬作用
内吞物质为固体物质
污染物的吸收：
动物1、呼吸系统吸收：
（1）气体和蒸气——化合物，被动扩散
（2）气溶胶——被动扩散；
2、消化管吸收
3、皮肤吸收——吸收途径：
（1）通过表皮脂质屏障
（2）通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器直接进入真皮
吸收阶段：
第一阶段：
穿透相，污染物透过表皮进入真皮
第二阶段：
吸收相，污染物由真皮进入乳头层毛细血管
植物途径：
（1）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分；
（2）暴露在空气中的植物地上部分，主要通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物；
（3）有机化合物蒸气经过植物地上部表皮渗透而摄入体内。
生物转化：
是指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。
外源化合物：
除营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的生命物质以外,存在于环境之中,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。
过程：
一般分为I、II两个连续的作用过程。
在过程I（相I反应）中，外源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，形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露。
在过程II（又称相II反应）中，相I反应产生的一级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，生成结合产物，极性有所增强，利于排出。
相II反应：
又叫结合反应，指在酶的催化下，外源化合物的相I反应产物或带某些基团的外源化合物与细胞内物质的结合反应。
主要反应：
相I反应（代谢反应）：
氧化反应，还原反应，水解反应；
葡萄糖醛酸化，硫酸化，甲基化等等。
生物浓缩：
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分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
生物积累：
生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积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，由于高营养级生物以低营养级生物为食物，某种元素或难分解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。
浓缩系数：
BCF，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的比值。
（可用以表示生物浓缩的程度）
机理：
污染物通过生物呼吸、食物和皮肤吸收等多种途径进入生物体内，然后通过血液循环分散至生物体的各个部位，被生物的多种器官和组织吸收浓缩。
生物各种器官和组织对某污染物的浓缩程度，取决于该物质在血液中的浓度，生物组织与血液对该物质的亲合性的差异以及生物组织对该物质的代谢。
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，这类污染称为生物污染。
生物对环境污染物作用的双重性（举例）？
（1）生物引起的环境污染：
a环境中的病原微生物。
[霍乱弧菌对饮水的污染易导致霍乱暴发流行。
]病原微生物使人、家禽、家畜和植物致病；
b水体富营养化[赤潮，水华]。
水体富营养化影响水体外观、气味、水生生物，产生毒素，污染饮用水；
c微生物代谢产物环境污染[肉毒梭菌产生的肉毒毒素属剧毒物质，易引发食物中毒。
]如H2S气体难闻且使人中毒，酸性矿水危害周围生物，硝酸和亚硝酸致病致癌，微生物毒素污染食品。
（2）生物对环境的净化：
a对有机物的生物降解[分解者对粪便尸体的分解作用]；
b重金属的生物转化[汞砷硒的氧化、还原和甲基化]。
汞Hg：
在有氧条件下，某些细菌使元素汞氧化或使二价汞还原为元素汞；
在甲基钴氨素参与下使汞甲基化；
汞的甲基化与其脱甲基化过程保持动态平衡。
砷As：
某些细菌氧化亚砷酸盐为砷酸盐，毒性减弱；
在土壤中三价砷氧化为五价；
霉菌使砷化物甲基化形成剧毒的三甲基砷。
污染物进入机体之后,首先引起机体的一系列的生物化学变化
两种:
1防护性生化反应用来保护生物体抵抗污染物的伤害
通过降低细胞中游离的污染物浓度，从而防止或限制细胞组成部分可能的有害反应，消除对机体的影响。
2非防护性生化反应不起保护作用
防护性
混合功能氧化酶的诱导
加快新陈代谢，生成水溶性代谢物，从而加快排泄。
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
乙酰胆碱酯酶的抑制作用
50%以上因抑制作用而产生可见的毒性效应。
DNA加合物的生成
若导致突变会发生损害作用。
1.何谓酶的诱导和抑制作用？
诱导作用：
污染物使酶的合成速度增加，或降低酶蛋白的分解。
举例：
被多氯联苯和多环芳烃污染的河水对鱼的混合功能氧化酶具有诱导作用。
抑制作用：
污染物与酶的中心功能基团结合而抑制酶的活性。
DDT对Na+/K+ATPase（腺三磷酶）和Mg-ATPase有抑制作用。
2.阐述污染物对生物大分子的影响。
污染物及其活性代谢物可直接与生物大分子反应，共价结合（蛋白质、核酸、脂肪酸等），导致生物大分子的化学性损伤，从而影响生物大分子的功能，引起一系列生物学反应，产生毒性效应。
抑制生物大分子的合成。
3.污染物在细胞水平上的影响有哪些？
（1细胞膜2细胞器：
线粒体光面内质网和粗糙内质网）表现为对细胞结构和功能的改变：
引起细胞膜脂过氧化作用导致细胞膜损伤；
影响细胞膜的离子通透性；
与细胞膜上受体结合，干扰受体正常生理功能（细胞膜）。
引起线粒体膜和嵴形态结构的改变，影响氧化磷酸化和电子传递功能；
污染物经代谢活化产生自由基，导致内质网结构和微粒体膜的一些重要组分（如MFO）的破坏；
阻碍叶绿素合成，加速叶绿素分解，破坏叶绿体超微结构，影响光合作用；
影响微管、微丝、高尔基体等其他细胞器（细胞器）。
4.靶器官？
对生物组织器官的影响。
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。
影响：
植物吸收大气污染物后，导致叶组织的坏死，表现为叶面出现点、片伤害斑，造成叶、蕾、花、果等器官的脱落；
农药污染也能对植物器官和组织产生影响。
对动物组织器官的影响较为复杂，如Pb损害造血器官和神经系统，Cd影响肝脏和肾脏，引起骨痛病；
Hg引起水俣病，影响神经系统。
5.行为毒性：
当一种污染物或其他因素（温度、光照、辐射等）使得动物一种行为改变超过正常变化的范围时，产生行为毒性。
影响回避行为，使生物的分布区系改变，打乱原有的生态系统系统平衡；
影响捕食行为，造成获得的资源减少，进一步导致生物发育和繁殖受阻；
影响学习行为；
影响警惕行为，增加生物死亡率，导致种群数量下降；
影响社会行为。
对鸟类（有机磷农药）：
姿态效应的改变，对领地的失控，不能照顾后代等。
环境激素：
环境中存在一些天然物质和人工合成的环境污染物具有动物和人体激素的活性，这些物质能干扰和破坏野生动物和人的内分泌功能，导致野生动物繁殖障碍，甚至能诱发人类的重大疾病，这些物质被称为环境激素。
种类：
天然雌激素和合成雌激素；
植物雌激素；
具有雌激素活性的环境化学物质。
危害：
可使野生动物的性发育和雄性生殖器异常；
使鱼类等发生性逆转，导致繁殖成功率下降；
引起人体多种形式的雄性生殖系统发育障碍；
与人类许多重大疾病的发生有关。
三、1.生物测试：
指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境要素单独或联合存在时，所导致的影响或危害。
基本类型：
短期生物测试、中期生物测试、长期生物测试。
短期生物测试：
将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。
指标：
半数致死浓度、半数抑制浓度、半数效应浓度作用：
可为中期或长期试验时所应使用的毒物浓度提供必要的依据。
形式：
静止式、流动式中期生物测试：
介于短期和长期之间的一种生物实验方法，大多数情况下采用流动式。
长期生物测试：
指在低浓度污染物作用下，暴露时间要尽可能长达受试生物的整个生活史的一类生物测试，又称全生活史生物测试。
动物要从一个卵期到下一代的卵期或更长时间内连续进行。
常使用最敏感的几个阶段进行。
生物测试的意义：
监测环境质量的变化，确定单一污染物的安全浓度，研究多种污染物的联合作用的生物效应，制定污染物的排放标准和环境质量标准，污染物的生态风险评价标准与基准的比较
2.受试生物的选择条件：
对试验毒物或因子具有敏感性；
地理分布广泛，数量多，易获得；
具有重大生态学价值；
易于培养和繁殖；
生物学背景资料丰富，已被清楚了解；
对试验毒物或因子的反应能被测定，并有标准测定方法或技术；
具有重要经济价值和旅游价值并考虑与人类食物链的联系；
考虑受试生物的个体大小和生活史长短；
考虑是否曾经受污染。
半数致死剂量：
LC50，能引起一群动物的50%死亡的最低剂量。
蓄积系数：
分次给受试物后引起50%受试动物出现某种毒效应的总剂量（ΣLD50（n））与一次给受试物后引起50%受试动物出现同一效应的剂量（LD50
（1））的比值，即蓄积系数K=ΣLD50（n）/LD50
（1）
最大无作用剂量：
化学物在一定时间内，按一定方式与机体接触，按一定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。
最小有作用剂量：
能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量（即，能使机体开始出现某种毒性反应的最低剂量）。
急性毒性试验和慢性毒性试验的一般程序。
急性毒性试验：
选择受试生物；
预试验及确定剂量组；
染毒方式；
观察指标；
确定LD50；
试验结果评价。
研究化学物质大剂量一次染毒或２４ｈ内多次染毒动物所引起的毒性试验。
慢性毒性试验：
选定试验动物并分组；
确定染毒剂量和实验期限；
选定染毒途径；
试验评价。
12·
以低剂量外来化合物，长期与实验动物接触，观察其对实验动物所产生的生物学效应的试验。
致突变效应：
某些物质引起生物体的遗传物质发生基因结构改变的作用。
致畸效应：
致畸物通过母体作用于胚胎而引起胎儿畸形的现象。
致癌效应：
环境中的物理、化学、生物等因素作用于生物体引起生物体发生肿瘤的作用。
毒物：
只有一种物质达到中毒剂量时才是毒物中毒：
各种毒性作用的综合表现毒性：
指一种物质引起机体损伤的能力效应：
表示接触一定剂量的化学物质引起的机体个体发生的生物学变化反应：
接触一定量的化学物质后，表现一定程度某种效应个体在一个群体中所占的比例。
生物监测：
利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。
（加）
指示生物：
环境中对某种物质（包括进入环境中的污染物）能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境质量的现状和变化的生物。
指示生物法：
根据对水环境中有机污染或某种特定污染质敏感的或有较高耐受性的生物种类的存在或缺失，来指示其所在水体或河段内有机物（或某种特定污染物）的多寡或分解程度。
生物标志物：
化学污染物所导致的生物有机体的生物化学和生理学改变越来越多地被运用于监测和评价化学污染物的暴露及其效应。
这些生物化学和生理学的改变就是生物标志物。
暴露生物标志物，效应生物标志物。
作为生物标志物的基本原则：
1一般指示性2相对敏感性3生物特异性4化学特异性5反应的时间效应6固有的变化性7与高级生物学水平上效应的关系8野外应用价值
微生物对物质降解与转化的特点：
1微生物个体微小，比表面积大，代谢速度快2微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样，3微生物具有多种降解酶4微生物繁殖快，异变易，适应性强5微生物具有强大的讲解能力6共代谢作用：
只有在初级能源物质物质存在时，才能进行的有机化合物的生物降解过程
驯化：
一种人工选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某种特定的条件，最后获得具有较高耐受性和代谢活性的菌株。
生物技术：
指利用生物有机体或组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系
酶工程：
指利用生物有机体内酶所具有的某些特异催化功能，借助固定化生物反应器或生物传感器等新技术，新设备，高效优质地生产特定产品的一种新技术。
发酵：
指微生物分解有机物，产生乳酸或乙醇和二氧化碳的作用过程，也泛指一般利用微生物制造原料和产品，可在有氧和无氧的条件下进行。
生物修复：
利用生物将土壤、地表及地下水和海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系统。
优点：
采用生物修复技术投资费用省，对环境影响小，能有效地降低污染物浓度，适用于其他技术难以应用的场地，而且可同时处理受污染的土壤和地下水。
局限性：
需要对具体地点的状况和存在的污染物进行详细而昂贵的具体考察，微生物受温度和其他环境条件影响，在有些条件下，生物修复不能去除全部的污染物。
地表水生物修复工程：
针对流动的河道水体，可采用直接曝气，生物膜法等
对于浅水湖泊，可添加营养盐，采用曝气机搅拌混合等法。
土壤生物修复工程技术：
（1）原位处理：
生物修复工艺是较为简单的受损环境修复的方法，费用较省，但处理时间会有所增加，而且在长期的生物修复过程中，污染物可能会进一步扩散到深层土壤和地下水中，因此适用于处理污染物时间较长，状况较为稳定的地区或受污染面积较大的地区。
（2）挖掘堆置处理：
这种技术的优点是可以在土地受污染之初限制污染物的扩散和迁移，减小污染范围，但用在挖土方和运输方的费用显着高于原位处理方法，另外，在运输过程中可能会造成污染物进一步暴露，还会由于挖掘而影响破坏原地点的土壤生态结构。
（3）反应器处置：
此法类似于污水生物处理，受污染的土壤挖出与水混合在接种了微生物的处理器内进行处理，处理速度较快，但工程复杂，费用较高。
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