（生物科技行业）环境生物
学复习资料
环境生物学
基本概念：
1．环境生物学：研究生物和受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学。
2．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。生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节，是机体维持稳态的主要机制。3．生物积累：生物在生命代谢活动中通过吸收、吸附、摄食各种过程，从周围环境中蓄积某种元素或难降解化合物，随生长发育，浓缩系数不断增大的现象。
4．生物效应：各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。
5．生物标记物：是生物体组织或体液样品中或在个体水平上所能检测到的升华、细胞、生理或行为变化，这种变化可阐明生物体暴露和产生生物效应的信息。
6优先控制污染物：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,称为优先控制污染物。。
7生物监测：利用生物个体、种类或群落对环境污染或变化所产生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。
8半致死浓度：LC50,在壹定时间内引起受试生物群体半数个体死亡的最低浓度。
9生物放大：指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养级生物为食物，某种元素或难降解化合物在生物体内的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。
10拮抗作用：俩种或俩种之上的化学污染物同时或数分钟内先后输入机体，其中壹种化学污染物可干扰另壹化学污染物原有的生物学作用，使其减弱，或俩种化学污染
物相互干扰，使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于俩种化学污染物任何
壹种单独输入机体的强度。
主要内容：
1．环境生物学研究的目的和基本内容是什么?
答：环境生物学是生物科学和环境科学交叉的学科，是研究生物和受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学（研究对象是人类干扰，研究目的是生物和环境之间相互作用规律及其机理。）
（1）环境生物研究的目的：
①研究环境污染引起的生物效应、生态效应及其机理；
②研究生物对环境污染的适应及其抗性机理；
③研究利用生物对环境进行监测和评价的原理和方法；
④研究生物或生态系统对污染的控制和净化的原理和应用；
⑤研究自然保护生物学和恢复生态学及其生物修复技术。
（2）环境生物学研究的基本内容：
①环境污染的生物学效应：
-污染物在环境中的迁移、转化和积累变化规律；
-污染物对生物的影响、危害及其机理；
（分子、细胞、组织、器官、系统、个体、种群、生态系统水平）
-研究环境污染物的生物监测和生物评价原理和方法；
②环境污染的生物进化：
-研究生物对环境污染物净化基本原理、方法及影响因素；
-研究利用生物学技术和生态学方法提高生物环境中的净化作用；
③保护生态学：
-生物多样性保护；
-自然保护生物学和恢复生态学。
2生物标记物且说明其在环境生物学中作用和意义.
答：生物标记物是生物体组织或体液样品中或在个体水平上所能检测到的升华、细胞、生理或行为变化，这种变化可阐明生物体暴露和产生生物效应的信息。
（评价生物标志物的基本原则：壹般指示性、相对敏感性、生物特异性、化学特异性、反应的时间效应、固有的变化性、和高级生物学水平上效应的关系、野外应用价值）（1）作用:
①体内剂量、生物有效剂量可作为污染物危害监测和鉴定的重要指标：是定性污染物和暴
露后果相联系的重要参考；
②生物标志物能应拥有黑确定暴露-反应、暴露-效应关系和危险度的估计；
③生物效应分子生物标志物，细胞结构/功能改变标志物有助于污染物对机体损伤机制的研
究；
④易感性生物标志物，对发现污染易感个体和制定保护易感人群的卫生措施有着十分重要
的价值。
（2）意义：
能够阐明各种污染物的作用机理，确定各种污染物和生物体之间已发生的相互作用，有助于确定生物体所处的污染状态及其潜在危害，为严重毒性伤害提供早期警报，而且能够特异性地检测到环境中致癌、致畸、致突变化合物的生物可利用性，且和生态学效应相联系，从而制定研究解决环境问题的方案（如种群水平的下降等）。
3．什么是I相反应?什么是II相反应?俩者区别是什么?且举出三种代表反映类型.
答：生物转化壹般分为Ⅰ、Ⅱ俩个过程：
Ⅰ相过程：外源性化合物在壹系列酶的催化下经由氧化、仍原或水解反应作用，其化学结构修饰、改变，暴露出或形成壹些活性基团（-OH,-SH，NH，-COOH）
Ⅱ相过程：在酶的催化下，外源性化合物的I相反应产物或带有某些基团的外源性化合物和
生物体内内源性物质或基团结合而产生水溶性化合物。
俩者区别：
主要反应类型：
相Ⅰ反应：氧化反应：微粒体混合功能氧化酶参和的反应，脂肪族羟化、芳香族羟化、N-羟化等等非微粒体反应，单胺和二胺氧化、醇、醛氧化
仍原反应：微粒体仍原，硝基仍原，偶氮仍原，仍原性脱卤
非微粒体仍原，包括醇、醛、酮、有机二硫化物、硫氧化物、氮氧化物等反应
水解反应：a.酯酶种类繁多，分布广泛，能水解各种酯类
b.酰胺酶能特异地作用于酰胺键，使其水解
c.糖苷酶能特异地使各种糖苷水解
相II反应：结合反应:1.葡萄糖醛酸化2.硫酸化3.甲基化4.乙酰化5.甘氨酸结合6.谷胱甘肽结合
转化结果：解毒作用（失活）：使外源性化合物毒性降低，易于排出，或使其转变为易于被
其它微生物所降解的化合物。
增毒作用：使其毒性增加
4．什么叫生物标记物?请举例说明有机磷农药污染、重金属污染和持久性有机污染物研究中常用的生物标记物指标.
答：生物标记物是生物体组织或体液样品中或在个体水平上所能检测到的升华、细胞、生理或行为变化，这种变化可阐明生物体暴露和产生生物效应的信息。
有机磷农药：P450酶、乙酰胆碱酯酶（AchE）、
重金属污染：金属硫蛋白（MT）、GSH含量（指示镉砷污染）、GSH、SDH、MDA酶学指标及血清巯基的检查是反映砷中毒较灵敏的指标。
持久性有机污染物：功能性免疫测试
5．简要说明环境污染物对生物产生生物效应的可能方式和机理.
答：①影响酶数量和酶活力，干扰酶的正常功能；
-消耗辅酶或抑制辅酶合成，导致酶活性下降
-和酶功能基团集合，抑制酶活性
-破坏酶结构。使酶失去活性
-和酶激活剂结合，抑制相应酶作用
-和基质竞争同种酶，抑制酶作用
②干扰正常的受体结合；
-甲基汞抑制大、小脑胆碱能受体，损害中枢神经系统
-有机磷农药中毒：抑制乙酰胆碱酯酶，导致乙酰胆碱积聚，乙酰胆碱和胆碱能受体结合，产生中毒症状
③导致细胞钙稳态的紊乱；
引起细胞损伤和死亡
④产生自由基和氧化损伤：
-细胞结构损伤：通过改变膜脂流动性，影响膜的通透性和镶嵌蛋白质的活性，改变其结构和稳定性，从而产生生物效应；
-膜脂质过氧化：大量污染物（自由基）进入机体，造成机体抗氧化作用失衡，即可发生脂质过氧化，对生物体造成危害；
⑤外源性化合物和生物体大分子结合；
改变生物大分子的结构和功能，引起壹系列生物学改变，特别是和酶蛋白、脂肪、核酸等重要生物大分子共价结合，能改变其化学结构，影响其生理功能，甚至导致变性和细胞死亡。
⑥遗传物质损伤；
形成DNA加合物，发生DNA的二次修饰，DNA结构的破坏被固定，当细胞分裂时，外源性化合物造成的危害可导致DNA突变及其基因功能的改变
⑦干扰细胞能量的产生。
可干扰糖类的氧化，使细胞不能合成能被生物利用的ATP，ATP使细胞生命活动得不到充足的能量供给。
6．举列说明环境污染物在不同水平上对生物的影响.
污染物对生物机体的最早作用是从生物大分子开始，然后逐步在细胞→器官→个体→种群→群落→生态系统各个水平上反映出来。
①污染物对生物大分子（酶、蛋白质、核糖核酸、磷脂类等）的影响：
-对各种代谢酶大分子的影响：污染物影响到酶的数量和酶的活性作用。乙酰胆碱酯酶在神经系统的信息传递中起重要作用，该酶的抑制对生物行为繁殖以及耐受力产生影响，如有机磷农药、氨基酸甲酯类农药。仍如：污染物进入体内经过每系统活化后产生中间代谢物，这类具有强亲电性的物质可和脂类、蛋白质、DNA、RNA的亲和中心发生反应，形成稳定的或
不稳定的加合物。
-对各种生物大分子的影响：
对蛋白质：a.导致蛋白质化学损伤：细胞膜结构及通透性改变；影响酶的催化功能等；
b.诱导生物机体内壹些功能蛋白的产生：如应激蛋白和金属硫蛋白的产生，这些蛋白质的产
生可保护生物机体抵抗污染物的损害。
对DNA：外源性化合物及其代谢产物能引起DNA损伤；
对磷脂类：脂质过氧化，如多环芳烃等物质在细胞内代谢形成自由基，引起脂质过氧化，破坏细胞膜结构；
②细胞水平：
-细胞膜：a.污染物引起的脂质过氧化作用导致的损伤；b.污染物可影响膜的离子通透性；c.
污染物和膜上的受体结合，干扰正常的生理功能；
-细胞器：a.污染物可引起线粒体结构改变，从而影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能；
b.光面内质网和糙面内质网:多种化学致癌物如黄曲霉毒素能引起核糖体脱落，导致蛋白质合
成控制的改变；
污染物仍可影响细胞分裂，微管、微丝、高尔基体，溶酶体解体等；
③器官水平：
-对植物，表现为叶面出现点、片伤害斑，造成叶、蕾、花、果实等的脱落
-对动物，以重金属污染为例：铅可损害造血器官和神经系统，镉可损害肝脏、肾脏，导致骨痛病。
④个体水平：
-对植物：主要表现为生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰等；
-对动物：主要表现为死亡、行为改变、繁殖下降、生长和发育抑制、疾病敏感性增加、代谢
率变化等；
⑤种群水平：
-种群数量的密度改变；
-结构和性别比例的变化：年龄结构、种群大小、性逆转；
-遗传结构的改变：在进化过程中通过改变基因频率以适应环境的改变；
-竞争关系的改变；
⑥群落水平：
-群落组成和结构改变
-对物种多样性的影响：敏感种消失，群落中物种数量下降，严重污染时将导致物种的灭绝，使物种多样性减少；
⑦生态系统水平：生态系统的物种多样性下降、生物链（网）结构的简化、生态系统的结构变化、生态系统的功能变化。
7.什么叫生物监测?生物监测的主要依据是什么?和常规监测的有什么区别?
答：生物监测指利用生物个体、种类或群落对环境污染或变化所产生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。
（1）依据：
-利用生物的感觉行为的改变指示；
-利用生物外部形态典型受害症状和变化指示；
-利用生物体内污染物及其代谢产物含量分析指示；
-利用生物急慢性毒性试验来指示；
-利用生物生理代谢变化指示；
-利用生物分子水平上各种特征性标志物指示；
-利用生物细胞遗传学指标指示；
-利用生物种类组成、种数量、分布变化指示；
-利用生物群落结构变化指示；
-利用生态系统综合指标指示。
（2）区别：
(1)能直接反应出环境污染对生态系统的影响;
(2)能综合反映环境质量状况;
(3)具有连续监测的功能,是对环境质量状况长期的、历史的反映；
(4)监测灵敏度高；
(5)价格低廉;不需购置昂贵的精密仪器;不需要繁锁的仪器保养及维修等工作;
(6)能够在大面积或较长距离内密集布点,甚至在边远地区也能布点进行监测；
(7)生物检测能反映各种污染物的综合影响，具有直观、客观、综合个历史可溯源性的特点；理化检测是定期采样，结果不能反映采样前后的情况，而生态系统中生物汇集了整个生长期环境因素改变的情况；
(8)有些水生生物对污染物很敏感，有些连精密仪器都测不出的微量元素的浓度，却能通过“生物放大”作用在生物体内积累而被测出。
不足：
(1)不能像理化监测仪器那样迅速做出反应；
(2)不能像仪器那样能精确地监测出环境中某些污染物的含量，生物监测通常只是反映各监测点的相对污染或变化水平；
(3)标准化问题。所选择的指标生物生活在自然环境中,除受到污染物影响外,同时仍受到气候、季节、地域、土壤、病虫害等因子影响,需建立标准化的监测方法,才能使获得结果可比,具有
应用价值;
(4)监测参数的选择较为困难。由于选用的是活体生物,同壹种生物不同生长时期对污染物的敏感性和反应不同,且且即使是同壹种生物也存在有个体差异,如何挑选合适的生物进行
监测,要视监测的环境(土壤、大气、水域)、污染物类型(重金属、杀虫剂、有毒气体、放
射性元素、致癌物等)和受检环境中生物对污染物反应情况而定。
8．污染物在水体中迁移转化主要方式及影响因素
答：①溶解-沉淀②氧化-仍原③水解作用④配合作用
⑤吸附-解析⑥挥发作用⑦光解作用⑧生物降解
①溶解-沉淀
壹般金属硫化物和金属氢氧化合物溶解度较低
当水体酸碱度改变时，壹些重金属的溶解－沉淀反应会变化
大多重金属在酸性环境中溶解度大，在碱性环境中溶解度低，容易沉淀。如铜、铅
当水体中腐殖酸含量变化时，壹些溶解的重金属会发生沉淀或溶解。
如腐殖酸的增加增加锌的溶解度，降低铅的溶解度
水体盐度变化时，壹些重金属会向溶解态转化
如钙离子作用下，铅、铜溶解度加大
②氧化-仍原
天然水体是壹个氧化仍原体系，含有许多无机和有机的氧化剂和仍原剂
i.如溶解氧、Fe3+/Fe2+、Mn4+/Mn2+、有机物
氧化－仍原平衡对水环境中污染物的迁移转化有重要作用
ii.在低氧化仍原位时，NH+4是主要形态；在中氧化仍原位时NO-2是主要形态；高氧化仍原位时NO-3是主要形态
iii.如硫化氢、硫酸根（二价铁和三价铁）在水体表层水和底层水氧化仍原电位存在形态差别③水解作用
水解作用是有机化合物和水之间最重要的反应之壹
a)RX+H2O→ROH+HX
b)有些水解反应降低污染物毒性，对硫磷水解作用导致酰胺键断裂后失去毒性;有些相反如2,4-D酯类水解为2,4-D酸时,毒性加大
④配合作用
水体中各种配位体（腐殖酸、氨基酸、OH-、Cl-、CO2-、HCO3-）可和各种污染物，特别是重金属发生配合反应，改变污染物性质，影响污染物在水体中的迁移、转化和生物效应。。如自由铜离子毒性大于配合态铜离子,天然水体中90%铜离子都和腐殖酸形成配合物
。水中Zn2＋离子的应溶解度为0.86mg/L，如果形成Zn(OH)2配合物，水中总的含量可达160mg/L。
。EDTA
腐殖酸的配合作用
a)天然水中最多的的有机质是腐殖质，水体中腐殖酸具有较强的吸附和络合作用，能和各种无机和有机物作用，其中富里酸能和所有的金属离子形成配合物
b)腐殖酸亦是金属的强络合剂,会使水中金属离子和微量元素含量下降,矿化度降低。
c)腐殖酸能键合水体中的有机物如邻苯二甲酸酯增加其水溶性
d)自来水厂在水的氯化消毒处理过程中,氯和水中的腐殖酸等物质反应会产生壹系列氯化副产物(主要为三卤甲烷、卤乙酸),这些消毒产物是对人体健康有害的“三致”物质(致癌、致突变和致畸)
⑤吸附-解吸
颗粒物的吸附作用：表面吸附（和胶体表面能相关）、离子交换吸附（可逆）
专属吸附（可吸附同种电荷、吸附位置在胶体双电层内层）、
颗粒物的絮凝作用
疏水性有机物在颗粒物上的吸附程度和颗粒大小和本身的溶解度成反比，同时和颗粒的有机碳含量成正比。
疏水性有机物在沉积相中的迁移过程主要受有机碳吸附系数Koc的影响，系数Koc小，则溶解度大，易于迁移，反之Koc大，大部分束缚在颗粒物上则不利于迁移。
⑥挥发-沉降作用
挥发作用：是有机物质从水相转入气相的重要过程。如挥发作用在低氯取代的PCB中在水中的消除;光解作用或生物降解在高氯取代的PCB为主；水体中的砷化物被微生物转化为三甲基砷后挥发性增强.二甲基汞比壹甲基汞挥发性大。
沉降作用：大气干湿沉降是水体、土壤污染的另壹个主要来源，通过雨水冲洗和干、湿沉降这壹过程实现了污染物从大气向水体或土壤的转移。
⑦光解作用
壹些分子或离子能吸收特定波长(紫外光)的光而导致分子离子或功能团的裂解.
在波长为280～320nm紫外光下PCBs可裂解为芳烃自由基和氯自由基，观察到2,2’,6,6’邻位氯-碳键的断裂优先发生。
海上石油污染后的光降解
利用光解原理处理各种工业污水
⑧生物降解
生物降解是有机污染物分解最重要的环境过程之壹(生态系统的分解者或仍原者)
许多有毒物质能够作为微生物的生长基质
每年几百万吨的石油流入海洋,主要靠微生物的作用得以净化
基因工程的“超级细菌”
共代谢作用
微生物在利用生长基质的同时导致壹些非生长基质伴随发生降解的过程.
微生物的共代谢对许多难降解污染物的彻底分解有重要作用
9．矿山冶炼厂废水排入江河后会发生那些迁移转化？影响水体中重金属迁移转化的因素有哪些？
答：矿山冶炼厂废水中主要污染物为重金属，如：镉、铅、铬、类金属砷、锌、铜、镍等。按照物质的运动形式，重金属在水环境中的迁移可分为机械迁移、物理化学迁移和生物迁移。
①机械迁移：在水体中的扩散作用，被水流搬运；
②物理化学迁移：通过溶解-沉淀作用、水解作用、吸附-解析作用、氧化-仍原作用、配合作用、挥发作用、光解作用、生物降解等实现的迁移；
③生物迁移：通过水生生物的吸收、吸附、生长、死亡等过程实现迁移。
影响重金属在水中迁移转化的主要因素有：
（1）水体的pH；
（2）悬浮物或胶体物质对重金属离子的吸附；
（3）无机、有机络合剂的种类及浓度；
（4）重金属元素或其他化合物的氧化态及水体的氧化仍原条件；
（5）微生物的作用。
10．农药污染物污染物进入生物体后可能发生的变化过程.
①有机氯毒性机理：
-对神经系统的影响：靶器官为神经系统，改变神经膜对K+离子的通透性；
-对酶活性影响，诱导细胞色素P450酶；
-对类固醇激素代谢的影响，改变雌雄激素以及肾上腺皮质激素代谢，影响改变体内各种类固醇激素代谢水平。
②有机磷农药中毒机理：
-胆碱能毒性效应：
有机磷农药都具有的壹个五价磷原子和乙酰胆碱酯酶共价结合形成磷酰化胆碱酯酶酶，抑制胆碱酯酶活性，从而阻断乙酰胆碱的水解；
-非胆碱能效应：
对磷酸抑制钙泵，破坏钙稳态；代谢过程产生氧化物引起膜脂质氧化，改变生物膜流动性。
二、填空题
1.污染物对生物毒性的影响跟生物的年龄有关，如幼体I相代谢酶活性比较低，以代谢后失活的有毒物质对幼龄动物毒性较大，如对硫磷，而以代谢后毒性增强的化合物对幼龄动物毒性较小，如八甲磷。
2.细胞膜结构的完整性是生命活动正常有序进行的基本保证，细胞膜上有许多载体、受体、抗原等结构蛋白参和细胞的物质转运、能量的输送、信息的识别\传递等过程。
3.研究发现随着每日吸烟量的增加、吸烟者苯且芘和DNA加合物水平显著增加，且且吸烟和DNA-苯且芘加合物数量呈正相关，这说明环境污染物可能能够和核酸等大分子的结合，在生物检测中能够利用生物大分子作为生物指标来评价环境中化学污染物的遗传毒性，这种外源异生物物和生物大分子共价结合假说成为生物中毒机理的重要理论之壹。
4.污染物会影响生物的繁殖、运动、捕食、回避等行为，对生物的生长、发育乃至存活产生不利影响。如汞可增加食蚊鱼被鲈鱼捕食的危险性，是因为汞引起食蚊鱼回避行为改变，导
致易被捕食，间接导致种群数量下降。
5.植物可分泌大量糖类，有机酸及酚类物质以使金属沉淀或不太移动，这会影响植物对重金属的吸收。
6.最小有作用剂量是指在壹定时间内，壹种外来化合物按壹定方式或途径和机体接触，能使某项观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需要最小的剂量。
7.生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应来阐明环境污染状况，从生物角度为环境质量的监测和评价提供依据。和壹般环境监测相比较，生物监测具有指示性、综合性和长期性，能直接反映环境质量的好坏和影响效应，且且成本低廉，对仪器依赖性小。
8.利用对水环境中污染物敏感的或有较高耐受性的生物各类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的质量善，这种方法称为生物指示法.
9.动物体内存在能阻止或减缓污染物的血液向组织器官分布的屏障主要有血脑屏障和胎盘屏障，可是有机汞能够穿越这种屏障，引起动物幼体神经系统发育的损伤，如新生动物对甲基汞等毒性反应敏感是因为新生动物的血脑屏障发育不完全，膜的通透性较大。
10.污染物对生物的影响能够在生物大分子结构的改变、细胞、组织、器官、个体、种群、群落乃至生态系统不同水平上表现出来的。
11.污染物引发生物代谢产生的自由基导致双层磷脂分子过氧化，破坏细胞膜结构，引起细胞膜流动性和通透性改变，且且引起膜依赖的各种酶活性变化，此外仍可能导致溶酶体等细胞器解体，释放水解酶。进而引起膜结构的破坏。
12.持久性有机污染物在水体中的迁移转化可能发生溶解和沉淀作用、氧化和仍原作用、水解作用、配合作用、吸附和解吸作用。挥发作用、光解作用和生物降解等过程。
三、选择题
1.影响环境污染物的毒性作用的因素有：
（1）环境化学物质的结构和性质；（2）生物体种属以及个体的差异
（3）年龄大小、个体大小、（4）毒物作用方式
2.毒性试验中试验动物的选择应该遵循：
（1）生物为任意选择试验动物；（2）生物个体雌雄性别搭配应该均等
（3）生物年龄大小、个体大小应该壹致；（4）试验条件应标准化
3.下列哪种代谢本酶属于II相反应种典型代谢酶？
（1）谷胱甘肽转移酶；（2）葡萄糖醛酸转移酶；（3）P450混合功能氧化酶；（4）ATP酶4.农药对水生生物能够通过下列那些指标来指示其影响？
（1）鱼类乙酰胆碱酶酶活性的变化（2）动物P450酶活性变化
（3）藻类优势生物种群数量变化（4）发光微生物的发光强度
5.重金属对生物的影响可能表现为：
（1）生物细胞膜发生过氧化损伤；（2）生物代谢酶活性发生变化
（3）产生金属硫蛋白（4）产生遗传物质改变
6.EC50是指在污染物的生物毒性测定中：
（1）导致受试生物群体中半数的个体死亡的测试物的浓度；（2）受试个体全部死亡时的测试浓度
（3）导致受试生物群体半数的个体测试指标发生改变的测试物的浓度；（4）受试个体全部测试指标发生改变时的测试浓度。
7.水体发生富营养化这种生物效应现象时表现出
（1）生物多样性上升（2）藻类优势种群的改变
（3）生物群落结构发生改变（4）消费者种群数量下降
8.化学污染物对生物的联合作用体现为：
（1）协同作用（2）拮抗作用（3）叠加作用（4）干扰作用
9.环境污染物对生物体代谢酶产生影响，可能是影响到：
（1）污染物和酶功能基团结合，抑制酶活性
（2）消耗辅酶或抑制辅酶合成，导致酶活性下降等。
（3）污染物和酶的激活剂结合，抑制相应的酶作用
（4）污染物影响到遗传物质的表达
10.壹般三致毒性试验中常用的试验方法：(4)选不选?
（1）Ames试剂（2）彗星试剂（3）藻类急性毒性试验（4）藻核试验
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。其目的是在短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。 15）亚慢性毒性试验：是在相当于生物周期1-30——1-20时间内使动物每日或反复多次受试物的毒性试验。其目的是为进一步对受试物的主要毒作用、靶器官和最大无作用剂量或中毒阈剂量作出评估。 16）慢性毒性试验：是指以低剂量外来化合物，长期与实验动物接触，观察其对试验动物所产生的生物学效应的实验。通过慢性毒性试验，可确定最大无作用剂量，为制定人体每日允许摄入量和最高容许浓度提供毒理学依据。 17）蓄积毒性试验：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次的与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显的中毒表现，即为蓄积毒性试验。 18）BOD：是指在20摄氏度条件下，微生物好氧分解水样（废水或受污染的天然水）
《环境生物学》 填空（每空1分，共20分） 1、污染物在环境中的迁移方式主要有机械迁移、物理-化学迁移、 生物迁移 2、污染物在水体中转化的主要途径有氧化还原作用、配合作用、 生物降解作用。 3、环境污染物透过生物膜的生物转运过程，主要分为被动转运、特殊 转运和胞饮作用三种形式。 4、大多数动物对污染物的吸收主要通过呼吸系统吸收、消化管吸 收、皮肤吸收三条途径。 5、污染物对生物的不利影响最先作用于细胞膜。 6、污染物进入机体后导致的生物化学变化包括：防护性反应和非防 护性反应。 7、酶抑制作用可分为可逆和不可逆抑制作用两大类。 8、多种化学污染物的联合作用通常分为协同作用、相加作用、独立 作用和拮抗作用 4种类型。 9、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、 环境物理效应 10、污染物进入环境的途径包括：自然界释放、人类活动过程中的无 意释放和人类活动过程中故意应用。 11、环境中微生物对金属的转化，主要是通过氧化还原和甲基化作 用 12、环境激素主要包括天然激素和合成激素、植物雌激素、和具 有雌激素活性的环境化学物质等三类。 13、影响生物测试结果的主要因素有：受试生物、试验条件和不 同的实验室。 14、水污染的生物监测方法有：水污染的细菌学监测；浮游生物监测 法；底栖大型无脊椎动物监测法和微型生物群路监测法。 15、污染物对群落的影响表现在：污染物可导致群落组成和结构的改 变。 16、环境污染的“三致作用”是指环境污染具有使人或哺乳动物致癌、致 畸和致突变的作用。 17、毒性试验常用参数EC50和IC50分别表示能引起50%受试生物的某 种效应变化的浓度和能引起受试生物的某种效应50%抑制的浓度
复习题 一、名词解释（5个，10分） 光化学烟雾：参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 氧化应激（OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基（活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基RNS)在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致组织损伤、衰老和疾病的一个重要因素。 共代谢作用：只有在初级能源物质存在时微生物才能进行有机物的生物降解过程。 硝化作用：是好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。 生物转化：指污染物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下, 发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物的代谢变化过程。 氧垂曲线：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线，称之为氧垂曲线。 固定化酶：通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶与水但仍保催化活性的衍生物。 BOD5 每日容许摄入量（ADI）最高容许浓度（MAC）PM2.5 混合功能氧化（MFO）相Ⅰ反应相Ⅱ反应污泥负荷（Ls）污泥沉降比（SV）二、填空（每空1分，共约40分） 1．土壤中，硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下，将硫酸盐还原成硫化氢。 2．污染物经完整皮肤吸收，脂／水分配系数接近的化合物最容易经皮肤吸收。 3.微宇宙法是研究污染物在生物、、生态系统和生物圈水平上的生物效应的一种方法。标准化水生微宙的实验容器为L。 4.大肠菌群是较好的水质粪便污染的指示菌，其检验方法有和两种。 5.MFO代谢有机化合物，转化成低毒易溶的代谢产物排出体外，但有的则变成高毒甚至致癌物。 6.劣质磷肥，除含大量重金属外，三氯乙醛的含量也很高；氯乙醛在土壤微生物的作用下，迅速转为，其毒性大于三氯乙醛。 7.排泄主要途径是，随尿排出；其次是经通过消化道，随粪便排出，挥发性化学物还可经呼吸道，随呼出气排出。 8.对于能发生生物浓缩的外源性物质必须满足以下两个条件：(1) 难以生物降解(2) 具有亲脂性。 9．铅被机体吸收后90%沉积在骨骼中；有机氯农药蓄积在脂肪组织中。 10．生物对环境的污染效应有①病原微生物的危害，能使人动物及植物致病；②水体富营养化；③污染生物的代谢产物，使其他生物中毒，食品污染等。 11．评价微生物污染状况的指标可用细菌总数和链球菌总数；测定大气污染的细菌总数的方法有：沉降平皿法；吸收管法；撞击平皿法；滤膜法。 12．一定剂量的化学物质A和B分别引起某动物15％和40％的死亡率，经A和B同时作用于100只活的动物，若A和B具有独立作用，那么将死亡只；若A和B具有相加作用，那么将死亡只。 13.为了探明环境污染物对机体是否有蓄积毒作用，致畸、致突变、致癌等作用，随着毒理
福师《环境生物学》在线作业二-0006 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共10 道试题,共20 分) 1.溶解氧指溶解于水中的（）态氧。 A.分子 B.液体 C.固体混合体 答案:A 2.所谓环境是指相对于主体对象而言的背景，意即围绕主体对象以外的其他（）的综合。 A.各种因素 B.生物因素 C.环境因素 D.人为因素 答案:A 3.环境化学效应是在多种环境条件的影响下，（）的化学反应所引起的环境效果，如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。环境酸化主要是由于酸雨造成地面水体和土壤的酸度增加，与环境酸化相反的环境化学效应是环境碱化。 A.物质之间 B.生态之间 C.环境之间 D.人类与环境这间 答案:A 4.生物氧化塘又称（），是利用藻类和细菌两类生物间功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。 A.稳定塘 B.独立沉淀塘 C.生物分解塘 D.化学处理塘 答案:A 5.温室效应是大气中的（）等气体物质的大量聚集，可以吸收近地表的太阳长波辐射，并将其反射回地表，从而使地表增温的现象。 A.二氧化碳 B.氮气 C.氯气 D.二氧化硫 答案:A 6.微生物对环境中的物质具有强大的降解与转化能力，主要因为微生物有以下特点：1．微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快。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，易变异，适应性强。5．微生物具有巨大的
降解能力。6．（）。 A.共转换代谢 B.共代谢作用 C.互交换过程 D.依存性 答案:B 7.环境是生态学和（）中的重要概念。任何从事相关领域学习和研究的人员都必须对这个概念有一个清晰的认识。 A.自然科学 B.环境科学 C.基础科学 D.理论科学 答案:B 8.污染物在生态系统中的行为受（）的影响，涉及生态系统中生物本身的因素，还涉及污染物的环境因素。 A.多种因素 B.单种因素 C.复合因素 D.综合因素 答案:A 9.多氯联苯是（）的有机物，在工业上有广泛的用途，导致全球性的环境污染。 A.天然 B.人工合成 C.来自自然 D.复合产物 答案:B 10.比重在4 或5 以上的金属元素统称（）。如汞、镉、铅、铬、铜、铍、镍、铊等。以汞的毒性最大，镉次之。铅、铬也有相当的毒性。此外还有砷、硒，虽不属于重金属，但其毒性与重金属相似。 A.重金属 B.金属 C.轻金属 D.复合重金属 答案:A 二、多选题(共25 道试题,共50 分) 11.在自然条件下，环境是由很多环境因子组合起来的复合体，这些因子之间（），任何一个因子的变化都会引起其他因子程度不同地发生变化；在人类的影响和干扰下，某一个环境因子受损，也将导致其他环境因子发生变化，也就是说任何一个因子的人为改变都将可能引起其他环境因子的改变，而在任何一个受损环境中，多个甚至是所有环境因子程度不同都发生
实验一污染物对生物在生物化学和分子水平上的影响 ——空气中SO2对植物叶片叶绿素含量 及叶绿素a、b含量比例的影响 [实验目的] （1）掌握植物叶绿素含量的测定方法 （2）了解SO2对植物叶绿素含量的影响 [实验原理] （1）用丙酮提取叶绿素 （2）叶绿素a、b的最大吸收峰分别位于663nm和645nm，根据Lambert-Beer定律，可得：C a（mg/L）= 12.7D663 － 2.69D645 C b（mg/L）= 22.9D645 － 4.68D663 式中：C a、C a为叶绿素a、b的浓度。将C a与C b相加即得叶绿素总量C T： C T（mg/L）= C a + C b = 20.21A645 + 8.02A663 按下列公式计算叶绿素在叶片中的含量，并计算叶绿素a、b的比例。 mg/g ?? 叶绿素浓度提取液最终体积稀释倍数 叶绿素含量（）= 叶片鲜重克数 [实验器材] （1）仪器设备：分光光度计；电子天平；研钵；剪刀；50mL棕色容量瓶；小漏斗；玻璃棒；定量滤纸；吸水纸；滴管；2mL移液管；50mL烧杯。 （2）试剂：丙酮，80%丙酮，石英砂，碳酸钙粉。 （3）实验材料：经SO2熏气和未经熏气的植物样品 [实验步骤] （1）分别剪取两种处理植物的叶样，洗净，擦干，除去中脉，称取0.5g，剪碎。 （2）将剪碎的叶样置于研钵中，加少许石英砂和碳酸钙，再加少许丙酮，磨成匀浆。再加15 mL左右丙酮，搅拌，静置3min。 （3）将提取液过滤至50mL棕色容量瓶中，多次洗涤研钵、研棒。 （4）用滴管吸取丙酮，将滤纸上的叶绿素全部洗入容量瓶。用丙酮定容至50mL，摇匀。 （5）分别取2mL叶绿素提取液和2mL80%丙酮于50mL烧杯，混匀，成比色液。
绪论P18 1.你认为环境科学的形成及其研究范畴与传统学科有哪些异同？（略） 环境生物学：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。（加） 2.环境生物学的研究对象和目的是什么？P9 环境生物学研究生物与受人类干扰（包括人类活动对生态系统造成的污染和人类活动对生态系统的影响和破坏即对自然资源得不合理利用）的环境之间的关系。（加） 研究对象为：环境污染引起的生物效应和生态效应及其机理，生物对环境污染的适应及抗性机理，利用生物对环境进行监测和评价的原理和方法；生物或生态系统对污染的控制与净化的原理与应用；自然保护生态学和恢复生态学及生物修复技术。 目的：为人类维护生态健康，保护和改善人类生存与发展的环境，合理利用自然资源提供科学基础，促进环境与生物的相互关系以利于人类的生存和社会的可持续发展。 ３.环境生物学在环境科学研究中有哪些作用？（略） ４.如何开展环境生物学的研究？P11 野外调查和试验；实验室试验；模拟研究。 第一章环境污染的生物效应P67 1.概念解释 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。P21 环境生物效应：各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。P22 污染源：向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。或造成环境污染的污染物发生源。P23 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，是造成环境污染的重要物质组成。P24优先控制污染物：由于有毒物质品种繁多，不可能对每一种污染物都制定控制标准，因而提出的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的对象。P26 污染物形态：环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。P30 污染物迁移：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、消失的过程。P28 污染物转化：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为另一种物质的过程。P34 2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。P28，34-35 迁移方式：机械迁移（水、气、重力）；物理化学迁移（最重要的形式）；生物迁移（吸收、代谢、生长、死亡等）。
福师《环境生物学》在线作业一 一、单选题（共 10 道试题，共 20 分。） 1. 环境化学效应是在多种环境条件的影响下，（）的化学反应所引起的环境效果，如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。环境酸化主要是由于酸雨造成地面水体和土壤的酸度增加，与环境酸化相反的环境化学效应是环境碱化。 . 物质之间 . 生态之间 . 环境之间 . 人类与环境这间 正确答案： 2. 生态破坏从农耕文明开始起就出现，直到今天愈演愈烈，成为引起（）的重要因素，成为全人类共同面临的问题。 . 全球环境变化 . 生态环境变化 . 生活环境变化 . 生活质量变化 正确答案： 3. 污染物在体内的生物转化是指（）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 . 化合物 . 外源物 . 生化物 正确答案： 4. 生物氧化塘又称（），是利用藻类和细菌两类生物间功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。 . 稳定塘 . 独立沉淀塘 . 生物分解塘 . 化学处理塘 正确答案： 5. 不吸收或少吸收污染物是生物抵抗污染胁迫的-条重要途径，但目前有关这一抗性途径的分子机理仍知之甚少，-些实验结果甚至相互矛盾，一般认为生物不吸收或少吸收污染物的机理与生物外分泌物有关，如（）。 . 植物的根分泌物 . 植物的根抗性 . 植物根抗渗透性
. 植物的根分解能力 正确答案： 6. 所谓环境是指相对于主体对象而言的背景，意即围绕主体对象以外的其他（）的综合。. 各种因素 . 生物因素 . 环境因素 . 人为因素 正确答案： 7. 在农业生产过程中对环境造成（）的农田和各种农业设施称为农业污染源。 . 有害影响 . 农药 . 化肥 . 水源 正确答案： 8. 比重在4 或5 以上的金属元素统称（）。如汞、镉、铅、铬、铜、铍、镍、铊等。以汞的毒性最大，镉次之。铅、铬也有相当的毒性。此外还有砷、硒，虽不属于重金属，但其毒性与重金属相似。 . 重金属 . 金属 . 轻金属 . 复合重金属 正确答案： 9. 污染物在生态系统中的行为受（）的影响，涉及生态系统中生物本身的因素，还涉及污染物的环境因素。 . 多种因素 . 单种因素 . 复合因素 . 综合因素 正确答案： 10. 臭氧层减薄是人类面临的全球性环境问题之一。在地球表面，臭氧在吸收紫外线方面起着举足轻重的作用。大气臭氧层能吸收强烈的太阳紫外辐射，使地球生物得以正常生长，从而成为地球生命的（）。 . 保护层 . 有效保护层 . 产生的保护层 . 有效隔离层 正确答案： 福师《环境生物学》在线作业一
环境生物学 第一章环境污染的生物效应 1.概念解释 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。 环境生物效应：各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。 污染源：向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。或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，是造成环境污染的重要物质组成。 优先控制污染物：由于有毒物质品种繁多，不可能对每一种污染物都制定控制标准，因而提出的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的对象。 污染物形态：环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。 污染物迁移：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、消失的过程。 污染物转化：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为另一种物质的过程。 2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。 迁移方式：机械迁移（水、气、重力）；物理化学迁移（最重要的形式）；生物迁移（吸收、代谢、生长、死亡等）。 转化途径（转化形式有物理、化学、生物转化）在大气中，以光化学氧化、催化氧化反应为主；在水体中，氧化还原作用，配合作用，生物降解作用；在土壤中，生物降解为主。 3.什么是生物转运？污染物透过细胞膜的方式。 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。 方式：被动转运（简单扩散和滤过）；特殊转运（主动运输和易化扩散）；胞饮作用（吞噬作用）。 4.什么是污染物在体内的的生物转化？生物转化过程和主要反应。 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：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。 主要反应：相I反应：氧化反应，还原反应，水解反应；相II反应：葡萄糖醛酸化，硫酸化，甲基化等等。 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。MFO的组成和作用：由细胞色素P450、NADPH细胞色素P450还原酶和磷脂组成，具有代谢非极性的亲脂性有机化合物的作用。 5.什么是生物浓缩、生物积累、生物放大、浓缩系数，生物浓缩的机理。 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。 6.生物对环境有哪些污染效应？其污染后果如何？ 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。（附加） 生物对环境的污染效应有：病原微生物使人、家禽、家畜和植物致病；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；微生物代谢物污染，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。 7.阐述微生物对金属汞、砷的生物转化。 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。 第二章污染物对生物的影响 1.何谓酶的诱导和抑制作用？举例说明污染物对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（CYP1A1）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。 举例：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。
一、名词解释： 1.优先污染物P26 ：在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物，称之为优先污染物或称为优先控制污染物。 2.污染物的迁移P28：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、分散和消失的过程。 3.生物污染P59：生物污染是指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，这种污染称为生物污染。 4.环境激素P87：环境中存在一些天然物质或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体内分泌功能，导致野生动物繁殖障碍，甚至能诱发人类重大疾病。这些物质被称为环境激素，或外源性雌激素，或环境内分泌干扰物。 5.生物迁移P29：污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非常复杂的迁移形式。 6.污染物的转化P34：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称为污染物的转化。 7.生物转化P43：生物转化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。 8.生物转运P38：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。 9.生物浓缩P51：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分解化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物学浓缩，生物学富集。 ! 10.生物积累P51：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累。 11.生物放大P52：指在生态系统中，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浓度随营养级的提高而逐步增大的现象，又称为生物学放大。 12.生物测试P95：指系统地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。 13.半数致死浓度（LC50）P100：指能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度。 14.半数效应浓度（EC50）P101：指引起50%受试生物的某种效应变化的浓度。通常指非死亡效应。 15.剂量—效应（反应）关系P100： 剂量-效应关系：不同剂量的化学物质在个体或群体中表现来的量效应大小之间的关系。 剂量-反应关系：不同剂量的化学物质与其引起的质效应发生率之间的关系 16.生物监测P140：生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生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。 17.指示生物P157：指示生物是指环境中对某些物质（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的现状和变化的生物。（不考） \ 18.环境生物技术P306：就是应用于认识和解决环境问题过程的生物技术体系，包括对环境污染效应的认识、环境质量评价和环境污染的生物处理技术等。 19.生物强化技术P333：生物强化技术（Bioaugmentation）或生物增强技术就是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势种群并通过基因组合技术
环境生物学实验指导 专业：环境科学 时间：二零零九年九月
环境生物学实验指导 一、课程简介 环境生物学是环境科学专业开设的一门重要的专业必修课。通过本课程的学习，了解生物与环境之间的相互作用及其关系，生物在环境监测、环境评价、环境修复中的作用以及环境污染物的生物降解与转化规律，生物技术在环境治理中的应用等有关基本知识。系统地掌握环境生物学的基本理论、基本知识和基本技能。 二、课程实验目的和要求： 1 、目的：通过实践操作，印证和巩固课堂教学中学到的环境生物学的理论知识，学会实地观察的技术，培养进行科学工作的能力，养成实事求是的工作作风和解决实际问题的能力。 2 、要求：要求学生能够正确使用实验室的基本仪器设备，掌握环境生物学实验的基本操作技术，并能够客观地对实验进行观察、描述、比较、分析和综合。 三、考试（考核）方式： 以考核方式进行，要求学生独立完成每个实验并提交报告，并用百分制记分，然后求平均分 = 总分 / 实验次数。其实验成绩占课程总评成绩的 30% 。实验内容在课程考试中占 30% 。 四：主要仪器： 光学显微镜（含有关配件）50 台，超净工作台4台，高压蒸气灭菌锅2只，烘箱、恒温培养箱各3台，电炉 10 只，酒精灯、载玻片、接种环（针）、培养皿、试管、移液管、锥形瓶等若干。 五、主要参考书目： [1] 孔繁翔，环境生物学，南京：南京大学出版社。 [2] 王家玲，环境微生物学实验，北京：高等教育出版社。 [3] 程树培，环境生物技术实验指南，南京：南京大学出版社。
实验一有毒物质对水生生物的影响或急性毒性实验（4学时） 农药是一类特殊化学品。农药引起的环境污染和对生物的影响日益突出。在施用过程中,仅有1 %左右的农药作用于靶生物，其余的或残留于土壤,或通过间接途径进入水环境，从而影响土壤生物和水生生物。水环境中的农药可通过食物链途径逐级浓缩，从而导致对水生态系统的危害，甚至可最终危害人类健康。农药对水生生物的毒性是农药的生态风险评价和管理的重要参数。 一、实验目的和内容 百草枯、草甘膦、敌杀死和乐果是目前我国广泛施用的除草剂和高效杀虫剂。本实验采用急性毒性实验来研究农药对水生生物的影响。 二、实验材料 实验动物：体长约5~8cm的鲫鱼； 实验药品：草甘膦 实验仪器：塑料桶（容量约﹥10L）；容量瓶（100ml）；移液管；烧杯（250ml）； 三、实验方法步骤 (一)急性毒性试验的一般程序 1．急性试验剂量分组 (1)先查阅文献，找出与受试化学物结构与理化性质近似的化合物的毒性资料，并以其相同生物种类和相同染毒途径得出LD50(LC50)值作为受试物的预期毒性中值。 (2)以此LD50(LC50)为待测化合物的中间剂量组，再上下以3倍之差的剂量各推1～2个剂量组做预试验，求出生物全活、全死剂量。 (3)在预试验的全活全死剂量之间设5～6个剂量组，一般的各组间距按1.2～1.5等比级数设计。 2．选用适宜的染毒方式染毒，观察两周内的死亡情况。 3．症状观察：LD50值并不能充分说明受试化合物的急性毒性，因此应详细观察实验动物接触不同剂量外源化合物后的中毒症状、发生和发展过程及规律，死亡前症状特点、死亡时间等。一般常见的中毒症状有兴奋现象、抑制现象。 4．剖检死亡和濒死动物及部分存活动物，做大体病理解剖检查。 5．计算LD50(LC50)，及其标准法。通常采用寇氏法和几率单位法。 6．根据所得结果，按相关急性毒性分级标准，评定其毒性大小，如急性毒性作用带愈小，则引起死亡的危险性就愈大，反之，则愈小；LD50值愈小，毒性愈大。 (二)本实验方法步骤 1、农药的配制：母液稀释法（二次稀释法） 即先用少量的水把农药稀释，配成母液，再用大量的水把母液稀释成所需浓度。这样配出的药液高效又稳定！ 2、剂量分组 按水生生物急性毒性试验标准方法进行。每种农药设6～7 个试验浓度组,并同时设一对照组。每组
《环境生物学(孔繁翔)》_课后习题答案及复习重点 61-2 不需要购置昂贵的仪器及进行仪器保养与维修;可大面积或长距离内密集布点;缺点:反应不够迅速,无法精确检测某些污染物的含量;易受环境因素的影响,如季节与地理环境等;4、好氧生物处理与厌氧生物处理有哪些主要区别？;答:(1)起作用的微生物群种不同(2)产物不同(;5、请叙述基因工程的基本过程以及所涉及的重要工具;答:基本过程:1、制备目的基因2、选择合适的载体;4 不需要购置昂贵的仪器及进行仪器保养与维修。 可大面积或长距离内密集布点。 缺点:反应不够迅速,无法精确检测某些污染物的含量,精度不高。 易受环境因素的影响,如季节与地理环境等。 4、好氧生物处理与厌氧生物处理有哪些主要区别？ 答:(1)起作用的微生物群种不同 (2)产物不同 (3)反应速度不同好氧分解速度快,厌氧分解转化速度慢,效率低,时间长(4)对环境条件要求不同好氧生物处理要求充足供氧,对其它环境条件要求不太严格;厌氧生物处理要求绝对厌氧环境,对其它环境条件(如pH值,温度等)要求甚严,一般要求有机物浓度>100 0mg/l。(5)受氢体不同。好氧生物以分子态氧为受氢体,厌氧生物以化合态盐、碳、硫、氮为受氢体 5、请叙述基因工程的基本过程以及所涉及的重要工具酶。 答:基本过程:1、制备目的基因 2、选择合适的载体,将目的基因与载体相连接生成重组DNA分子 3、将重组DNA分子导入受体 4、对目的基因的筛选与检测 5、目的基因在受体细胞的表达
重要工具酶:限制性内切酶、 DNA连接酶 6、什么就是水体自净？自净过程中主要发生了哪些作用？可根据哪些指标判断水体自净程度？ 答:受污染的水质自然地恢复原样的现象成为水体自净 发生的作用:物理作用:稀释、沉降化学作用:氧化、还原、凝聚生物作用 判断指标:1、有机物的浓度 2、生物的相 3、溶解氧的浓度 7、简述污染物对生物大分子的影响。 答:污染物及其活性代谢产物可直接与生物大分子反应,共价结合,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,产生毒效应 8、在生物测试中,受试生物一般应符合哪些条件？ 1、受试生物对试验毒物或因子具有敏感性○ 2、受试生物应具有广泛的地理分布与足够的数量,并在全年中在某一实际区域范答:○ 3、受试生物应就是生态系统的重要组成,具有重大的生态学价值○ 4、在实验室内易于培养与繁殖○5受试生物应具有丰富的围内可获得○ 6、受试生物对试验毒物或因子的反应能够被测生物学背景资料,人们已经清楚了解受试生物的生活史、生长、发育、生理代谢等○ 7、受试生物应具有重要的经济价值与旅游价值,应考虑人类食物链的联系定,并具有一套标准的测定方法或技术○ 9、厌氧生物处理废水的原理就是什么？简述厌氧发酵的生化过程。 答:原理:利用厌氧微生物在缺氧并且在所需要的营养条件与环境条件下分解有机污染物,产生甲烷与二氧化碳。 生活过程:1、水解阶段 2、酸化阶段3、甲烷化阶段
绪论 1.三个环境的概念，尤其是“环境科学”中的“科学” 一般工具书中定义的“环境”是指人以外的客观事物，将环境作为一种人以外的客观存在来加以定义，如新华字典中定义为：周围的一切事物。 环境科学术语的“环境”的中心事物是“人”，是以人类为主体的外部世界，是“人类生存的环境”，在此基础上定义：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和。 生态学中“环境”研究的中心事物是“生物”，则环境是以整个生物界的生命为主体，是“生物生存的环境”，可定义：直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。 2.“环境”具有相对性，在不同的学科中含义不同，主体的改变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的产物，环境是人类生存的物质基础，环境在影响人类生产、生活的同时，人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密切联系，相互作用。 3.环境问题：主要分为环境污染和生态破坏。指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问题。其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产物。其实质是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。 重大环境问题 （1）温室效应：大气中的温室气体（二氧化碳、甲烷等）覆盖在地球表层，它们能吸收来自太阳的短波辐射，同时吸收地球发出的长波红外辐射，因而可以像玻璃温室一样使地球保持与积蓄热量，引起地球表面温度上升，发生所谓的“温室效应” 危害：：（1）海平面上升（2）影响农业和自然生态系统（3）加剧洪涝、干旱等气候灾害（4）影响人类健康 （2）臭氧层的破坏：臭氧层的减少是人类活动所引起的，尤其是氯原子能催化抽样的分解，因而打破了臭氧的自然平衡。（到达平流层的氯主要是人们排放的氯氟烷烃CFC和含溴卤代烷烃，如应用在冷冻机、电冰箱及高级电子元件做清洁剂的弗利昂，均对臭氧层产生威胁）危害：1）使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。（2）破坏生态系统，植物减产，减少动物寿命，水生系统破坏；（3）引起新的环境问题。 （3）酸雨：酸雨是有于大气中二氧化硫和一氧化氮在强光照射下，进行光化学作用，并和水汽结合而形成。主要成分为硫酸和硝酸。这些强酸在雨水中解离，是雨雪的pH下降，一般将小于5.6的雨称为酸雨 危害：酸雨能直接伤害植物，导致农作物明显减产。也能引起土壤性质改变，主要是使土壤酸化，影响生物数量和群落结构，抑制硝化菌、固氮菌等的活动，是有机物的分解、固氮过程减弱，因而土壤肥力降低，生物生产力明显下降。 （4）有毒物质污染：有毒物质是指对生态系统和人类健康有毒害作用的物质排放到环境中而引起的危害。 环境生物学的研究方法主要有以下三类：野外调查和试验、实验室试验、模拟研究 4.解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与环境的关系。要真正实现这种调节必须具备下列条件：掌握自然生态规律，通晓环境变化过程，能预测人类活动引起的环境影响，运用规律去利用自然资源、改造自然。 第一章环境污染物在生态系统中的行为 1.环境污染分类：按环境要素分——大气污染、水体污染、土壤污染；污染物性质——生
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述（中英文）： 本课程配合环境科学专业本科学生的专业基础课《环境生物学》设置，通过一系列4个实验，由浅入深地学习和掌握环境生物学实验方法，深化对概念和理论的理解，锻炼实验操作技能。包括污染物对酶、器官和细胞等不同生物水平的影响，掌握环境生物学实验的基本操作，学习受损生物体的观察和检测方法，运用不同生物水平指标监测和检测污染物的生物学效应。 Experiment on Environmental Biology is associated on the basic curriculum of environmental biology in environmental sciences. It is assigned 4 practical projects from lower to higher levels, in order to practice and promote the professional and operational skills in environmental biology. These 4 projects not only assist the understanding on concepts, theories and technology in the course of Environmental Biology, but also improve the students’ practical skills and abilities. The projects cover the pollutant influences on biological levels of enzyme, organ and cell, by which grasp the basic practical methods in environmental biology, learn the observation and determination methods on poisoned organisms, and apply the parameters in different biological levels on monitoring and detecting the biological effects of pollutants. 2.设计思路： 《环境生物学实验》的实验内容包括污染物对种子萌发的影响，污染物对藻类细胞形态和结构的影响，重金属污染对藻类初级生产力的影响，过氧化氢酶对有机污染的 - 1 -
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。 腐败区：溶解氧消耗殆尽，水体进行缺氧分解，当有机物被分解之后，腐败区却告结束，溶解氧又复上升。 恢复区：有机物降解接近完成，溶解氧上升并接近饱和。 清洁区：水体环境改善，又恢复到原始状态。 生物小循环：生物地球化学循环过程中，植物吸收空气、水、土壤中的无机养分后合成植物的有机物质，植物的有机物质被动物吸收后合成动物的有机质，动植物的残体经微生物分解作用成为无机物质回到空气、水、土壤当中。相对于地质大循环称为生物小循环。 环境污染物进入植物体内主要有三条途径： 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气孔从周围空气中吸收污染物。 ③有机污染物蒸汽通过职务上表皮渗透而摄入体内。
环境生物学期末复习
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一、名词解释 环境生物学（Environmental Biology）：研究生物与受人类干预的环境之间相互作用的规律及其机理的科学。外源性化合物（Xenobiotics）: 不是人体的组成成分，也非人体所需的营养物质或维持正常生理功能所必需的物质，但它们可由人类生活环境通过一定环节和途径与人体接触并进入人体，且产生一定的生物学作用，它们是一类“外来生物活性物质”。 生态毒理学（Ecotoxicology）: 研究环境有毒有害因子对生态系统内的非人类种群和群落的生态学和毒理学效应，以及物质或因素的迁移途径和与环境相互作用规律。 优先污染物（Priority pollutants）:从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。 持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs）：指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链（网）累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。 生物转运（Biotransport）: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。 生物转化（Biotransformation）:污染物经生物体或其酶的作用而发生的化学结构改变或价态变化的过程。微粒体混合功能氧化酶（Mixed-function oxidase, MFO） 超量积累（Hyperaccumulation）：外源化学物在生物体内的积累极限值与其吸收量和清除半衰期成正比，即吸收量越大，清除半衰期越长，则其积累极限值越高。 超量积累者（Hyperaccumulator）：生物能够异常高含量积累外源化学物的现象称为超量积累现象，这种能力的生物成为超量积累者。 富营养化（Eutrophication）：大量的氮、磷等营养元素物质进入水体，使水中藻类（蓝藻和绿藻，有鱼腥藻属、微囊藻属、颤藻等）等浮游生物和水生植物旺盛增殖，破坏水体的生态平衡的现象。 生物标志物（Biomarker）:用于监测和评价能够导致生物有机体的生物化学和生理学改变的化学污染物。活性氧（Activiated Oxygen或Oxyradicals）:指在生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称。 自由基（Free radical）: 又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子。 超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutases，SOD）:是一种能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶。 过氧化氢酶（Catalases，Ct）:是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，存在于细胞的过氧化物体内 三磷酸腺苷酶（ATPase）:ATP酶，又称为三磷酸腺苷酶，是一类能将三磷酸腺苷（ATP）催化水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根离子的酶，这是一个释放能量的反应。 乙酰胆碱酯酶（AchE）:活性高,选择性水解Ach的必需酶，能使乙酰胆碱（ACh）水解成胆碱和乙酸。 生物大分子（Biological Macromolecule）:指核酸(DNA和RNA)和蛋白质以及脂肪酸等。 金属硫蛋白（Metallothionein）: 由由微生物和植物产生的金属结合蛋白，富含半胱氨酸的短肽，对多种重金属有高度亲和性 DNA加合物（DNA Addcuts）: 化学物经生物转化后的亲电活性产物与DNA链特异位点上的共价结合物. 脂质过氧化（Lipid Peroxidation）: 强氧化剂如过氧化氢或超氧化物能使油脂的不饱和脂肪酸经非酶性氧化生成氢过氧化物的过程。 环境内分泌干扰物（Environmental Endocrine Disrupters 、EEDs）:一种外源性物质，该物质会导致未受损伤的有机体发生逆向健康影响，或使有机体后代的内分泌功能发生改变。 水华（Water bloom）: 就是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，耐污种（Tolerant species）:是指只有在污染条件下生存的物种。 敏感种（Sensitive species）：是指对环境条件变化反应敏感的物种。 耐污值（Tolerance value，TV）：是指生物对污染因子的忍耐力。 生物测试（Bioassay）:系统地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