环境生物学复习大纲综述

1、环境生物学复习大纲一、名词解释(3*2=6)1 .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，是环境系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的影响。2 .环境效应：是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果。3 .一次污染物：由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物。4 .二次污染物：二次污染物是指排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物。5 .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

2、染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低、再到原来溶解氧的水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线，称之为氧垂曲线。6 .生物转化：指外源化合物进入微生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。7 .外源化合物：指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必须的物质以外，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。8 .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。9 .生物积累：是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，从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物

3、，以致随着生长发育，浓缩系数不断增加的现象。10 .生物放大：是指在生物系统中，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。11 .生物浓缩系数：是指在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物质的生物体内（表达式 Kbcf=该物质的浓度比值，可用以表示生物浓缩的程度。物贵在环境介质中浓度12 .水体富营养化：是指大量的氮、磷等营养元素物质进入水体中，使水中藻类等浮游生物旺盛增值，从而破坏水体的生态平衡的现象。13 .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因素单独或联合存在时，所导致的影响或

4、危害。14 .最小致死剂量或浓度：能使一群动物中仅有个别死亡的最高剂量或浓度。15 .致死剂量或致死浓度：表示一次染毒后引起受试动物死亡的剂量或浓度。16 .绝对致死剂量或浓度：表示一群动物全部死亡的最低剂量或浓度。17 .半数致死剂量或浓度：能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度。18 .最小致死剂量或浓度：能使一群动物中仅有个别死亡的最高浓度或剂量。19 .最大脑受剂量或浓度：能使一群动物虽然发挥僧严重中毒，但全部存活无一死亡的最高剂量或浓度。20 .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。21 .每日容

5、许摄入量：指人类终生每日摄入外来化学物对人体不致引起任何损害作用的剂量。22 .最高容许浓度：指某一环境污染物可以在环境中存在而不致对人体造成任何损害作用的浓度。23 .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，即能是机体开始出现毒性反应的最低剂量。急性毒性作用带半数致死量急性毒性最小有作用剂慢性毒性作用带急性毒性最小有作用剂量 慢性毒性最小有作用剂量24 .毒作用带：是一种根据毒性和毒性作用特点综合评价外来化合物危险性的指标。25 .半数效应浓度：是指能引起50%受试生物的某种效应变化的浓度。26.半数抑制浓度：是指能引起受试生物的某种效应50%抑制的浓度。27 .Ames

6、试验：是一种利用微生物进行基因突变的体外致突变试验法。28 .致突变作用：某些能引起生物体的遗传物质发生基因结构改变的作用。29 .畸形：胚胎在发育过程中，由于受到某种因素的影响，是胚胎的细胞分化和器官形成不能正常进行，而造成器官组织上的基因缺陷，并出现肉眼可见的形态结构异常者。30 .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。31 .共代谢作用：只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程。32 .生物降解：由于生物的作用，把污染物大分子转化为小分子，实现污染物的分解或降解。33 .活性污泥法：利用悬浮生

7、长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。34 .生物膜法：利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理的技术。35 .优先污染物：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，因而提出在众多污染物中饭筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象。36 .环境激素：指具有动物和人体激素的活性，能干扰和破坏野生动物繁殖障碍、诱发人类重大疾病的天然物质或人工合成物质。也叫做外源性雌激素或环境内分泌干扰物。37 .酶的诱导：有些毒物可使某些毒物代谢酶系合成增加并伴活力增强，此种现象称为酶的诱导。凡具有诱导效应的毒物称为诱导剂。二、不定向选择(15*3=45)1 .环境生物学的任务

8、：阐明环境污染的生物学和生物学效应、探索生物对环境污染的净化原理、探讨保护自然保护生物学和恢复生态学的原理与方法。2 .环境生物学的研究方法：野外调查和试验、实验室试验、模拟研究。3 .一次污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等。4 .二次污染物：硫酸盐气溶胶、臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。5 .污染物进入环境的途径有：人类活动过程中无意释放，如交通事故和火灾；废物的排放，如工业废水、废气和固体废物排放；人类活动过程中故意的应用，如杀虫剂的应用。6 .污染物在环境中的迁移方式：机械迁移（水的机械迁移；气的机械迁移；重力的机械迁移）；物理-化学迁移（溶解-沉淀、氧化-还原、水解、络合和螯合、吸附-解析

9、等）；生物迁移（生物的吸附、代谢、生长、死亡等过程实现的迁移）。7 .影响迁移的因素：内部因素（原子的电负性、电价、离子电位和化合物的键性和溶解度等）；外部因素（环境的酸碱条件、氧化-还原条件、胶体的种类和数量、络合配位体的数量和性质等）；区域自然地理条件（气候、地形、水文、土壤等）。8 .污染物透过细胞膜的方式：（1）被动转运：?特点：生物膜不起主要作用，不消耗细胞的代谢能量?两种形式：简单扩散和滤过作用污染物通过细胞膜上的亲水性孔道（细胞膜上蛋白质分子的亲水性氨基酸组成，d：0.4-4.0nm）;无需载体与能耗；直径小于亲水性孔道直径的水溶性化合物的主要转运方式。（2）特殊转运?特点：环境

10、污染物与载体形成可逆性复合物进行转运，生物膜有主动选择权?两种形式：主动运输和易化扩散又称促进扩散或载体扩散污染物从高浓度-低浓度需载体，无能耗(3)胞饮作用?特点：通过细胞膜的变形移动和收缩，把污染物包围起来最后摄入细胞中?两种形式：胞饮作用(内吞物为液体)、吞噬作用(内吞物为固体)如：血液中的白细胞吞噬作用及肝，脾网状内皮系统清除血液中的毒物。9 .污染物进入人体的途径有：呼吸系统吸收、消化管吸收和皮肤吸收。10 .污染物经皮肤吸收的两条途径：通过表皮脂质屏障是主要吸收途径，即污染物-角质层-透明层-颗粒层-生发层和基膜-真皮；通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过表皮屏障随意直接进入真

11、皮。11 .污染物经皮吸收的两个不同阶段：第一阶段一一穿透相，污染物透过表皮进入真皮；第二阶段一一吸收相，污染物由真皮进入乳头层毛细血管。12 .影响皮肤吸收的因素：皮肤的完整与否、不同部分的皮肤吸收速度不同、污染物本省的理化性质、化合物与皮肤接触的条件、劳动强度大小和皮肤是否充血等。13 .水体富营养化的危害：水体外观成色，变浊；水中散发出不良气味；DO下降；水生生物死亡；产生藻毒素；污染饮用水源。14 .阐述微生物对金属汞的转化：环境中微生物对金属的转化，主要是氧化还原和甲基化。(1)汞的甲基化：汞的甲基化是由微生物形成的：鱼类体表粘液中有许多含有甲基化辅酶的微生物，他们将无机汞转化为甲基

12、汞，动物和人体肠道肠道中的细菌大部分也具有这种功能，因此甲基汞中毒是由微生物造成的；汞甲基化微生物：细菌一一甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽抱杆菌；真菌一一粗糙链抱霉、黑曲霉、酿酒酵母等。(2)甲基汞的降解：事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低，这是由于不仅存在汞的甲基化，同时还存在甲基汞的降解，甲基汞可被生物还原为金属汞。甲基汞降解微生物：柠檬酸杆菌、假单胞菌、节杆菌、隐球菌等。15 .酶的抑制分为：不可逆性抑制污染物与酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合而引起的；非竞争性抑制一一非竞争性抑制可以跟游离酶结合，也可以跟酶-底物复合物结合、可逆性抑制、增

13、加底物浓度，不能使得抑制作用逆转；竞争性抑制：特点：增加底物浓度，减弱抑制作用、抑制作用的强弱取决于抑制剂的浓度与底物浓度的相对比例。16 .酶的抑制作用类型：(1)污染物对酶辅助因子的影响：一些污染物能与酶的辅助因子一一金属离子作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活性；(2)对酶活性中心的影响：污染物还能和酶的活性基团结合，如汞和神与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使酶失去活性；(3)破坏酶的结构：有些污染物能够取代酶分子中的某些成分，从而使酶失去活性；(4)与酶激活剂作用：有些酶需要激活剂才能表现活性。酶激活剂往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污染物都能抑制酶的活性；(5)污染物与基质

14、竞争同种酶而抑制酶的作用：污染物与底物有相似的结构，也能酶形成复合物，从而竞相和酶发生作用。17 .酶的诱导的作用和表现是：诱导的作用是增加酶的合成速率或可能降低酶蛋白的分解；表现(症状)：内质网膜明显增生，微粒体蛋白含量和RNA,磷酸含量增加，肝细胞有丝分裂增加，肝脏增大。18 .生物测试的方式：短期生物测试、中期生物测试、长期生物测试。19 .固体物质有哪些：总固体(TS)、悬浮固体(SS)、挥发性固体(VS)和溶解性固体(DS)。20 .自然界中化学物质的降解途径：光降解、化学降解、生物降解。21 .微生物通过它的代谢活动表现出在环境中的化学作用主要有：氧化作用、还原作用。（实质是酶反应

15、）22 .影响微生物对物质降解转化作用的因素有：微生物的代谢活动、微生物的适应性、化合物结构、环境因素。23 .目前最长应用的生物处理方法是：活性污泥法和生物膜法。24 .活性污泥的组成：细菌、真菌、原生动物、微型后生动物等。25 .活性污泥的工作参数有：混合液悬浮固体（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、污泥容积系数（SVI）、污泥负荷（Ls）。26 .生物膜法的特点：微生物多样性高、生物膜各段的微生物类群不同、生物膜中的食物链较长、具有较高的脱氮能力、单位处理能力大、系统维护方便、操作运行稳定。27 .生物膜的微生物组成：细菌、真菌、原生动物、微型后生动物。

16、28 .癌变过程：引发阶段、促长阶段、浸润和转移阶段。三、简答题（5*7=35）四、论述（14）1 .厄尔尼诺现象的原理（为什么气候会变暖）答：厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲I,使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2-7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲I,随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。当这种现象发生时，大范围的海水温度可比常年高出36摄氏度。太平洋广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南

17、信风，导致全球性的气候反常。厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高，海水水位上涨，并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域，结果引起海啸和暴风骤雨，造成一些地区干旱，另一些地区又降雨过多的异常气候现象。厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期，历时一般一年左右，大气的变化滞后于海水温度的变化。2 .外源化合物诱导酶合成的机理提供晦蛋白的合成信息*查白合成-*樗困3 .污染物对蛋白质的影响(1)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，进而引起代谢异常及能量供应障碍；引起各亚细胞结构和功能损伤；导致遗传毒性；引起机体特殊的免疫反

18、应；引起机体繁殖功能的障碍。(2)诱导生物机体内一些功能蛋白的产生：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。(防护性生化反应)4 .污染物在个体水平上的影响(可能是论述题)(1)污染物对植物在个体水平上的影响：主要表现为生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰等。(2)污染物对动物在个体水平上的影响：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。(不同的生理状(3)死亡影响致死效应的主要因素：污染物的种类及其物理化学性质；生物的种类态、发育阶段）；作用时间、水质条件，如温度、pH值、硬度、溶解氧等；多种污染物的综合作用。对行为的

19、影响水环境污染可影响的生物行为：行为毒性：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时，就产生了行为毒性。回避行为：水生动物、特别是游泳能力比较强的水生动物；主要是各种鱼、虾、蟹和一些水生昆虫；打乱原有的生态系统的平衡（或者病鱼增多）影响因素：生物物种、水温变化回避阈值（小于致死浓度）捕食行为：导致生物机体获得资源减少，生产量下降，发育和繁殖受阻；影响水生生物的胃口，降低捕食能力和捕捉猎物的效率，最终导致拒食；还可以影响处理食物的时间。学习行为警惕行为：被捕食的水生生物逃避捕食的能力；增加死亡率，使种群数量下降温度、杀虫剂、五氯苯酚和镉社会行为对鸟类行为

20、的影响有机磷农药：可影响鸟的神经系统，导致鸟的平衡和协调性的损害。（欧惊鸟）有机磷杀虫剂：受污染的鸟类还可表现出对领地的失控和不能照顾后代。（3）污染物对繁殖的影响主要表现为：产卵数、孵化率、幼体存活率下降以及繁殖行为下降等生物机体繁殖损害最终导致种群数量下降，甚至物种灭绝（评价指标）鸟蛋壳变薄一一是污染物影响鸟类繁殖的一个典型效应。环境激素种类包括：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（4）对生长和发育的影响污染物对生长和发育的影响可通过生长指示器来测定：生长指示器（ScopeforGrowth）是反映生物机体能量获取利用和代谢的综合指标。环境污染物从两个方面影响

21、生长、发育能力：引起生物机体的摄食率和生理代谢的危害，PJ;机体对污染物解毒，消耗大量的能量，SFG会导致生长发育障碍。（以发育损伤为代价来降低死亡率）。5 .受试生物的选择：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等。6 .蓄积毒性试验定义：低于中毒阈剂量，反复多次接触，一段时间后现明显中毒再现，为蓄积毒性作用原因：摄入削除，蓄积阈剂量。（由于外

22、来化合物进入机体的速度大于有机体消除的速度，而使外来化合物在体内的量不断累积，达到了使机体引起毒性作用的阈剂量所致。）表现：（在两个方面）环境污染物不断进入机体内，其吸收量大于排出量，使其在体内的量逐渐积累增多，此种量的蓄积称为物质蓄积。不断进入机体内的环境污染物，反复作用机体，引起机体一定结构或功能的变化，并逐渐累积加重，最后导致出现损害作用，此种蓄积称为功能蓄积（不断摄入作用累积加重损害）。7 .Ames试验（鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法）定义：是一种利用微生物进行基因突变的体外致突变试验法。优点（重要的测试方法之一）：致癌性的相符率高（90%）;48h可得出结果；简便，灵定义:

23、是一种利用微生物进行基因突变缺点：遗传信息仅为哺乳动物的1/6;DNA修复系统没有哺乳动物复杂和精巧；微生物无免疫功能，而哺乳动物具有复杂的免疫监视机能。（少数不能检出致突变性）原理：是利用一种突变型微生物菌株与被检化合物质接触，如该化合物具有致突变性，则可使突变型微生物发生回复突变，重新成为野生型微生物。因野生型微生物具有合成组氨酸的能力，可在低营养的培养基上生长，而突变型不具有合成组氨酸的能力，故不能在低营养的培养基上生长，据此来检定受试物是否具有致突变作用。或者是：野生型微生物二己变曲在物（营秘髀载生物）_-野生型微生物（具可自成组氯亚西J能力）不具有致突变性突变性微生物（二用有合碟膜触

24、的能力）不可在低培养基上生长8 .细胞癌变学说DNA发生突变，细(1)体细胞突变学说：致癌因素包括化学、物理、生物因素。体细胞胞功能发生异常改变导致致癌。(2)分化障碍学说：癌变不一定要体细胞DNA发生突变，只要细胞分化过程有关的基因调控过程受到致癌因素的干扰，细胞分化和增殖发生紊乱变会发生癌变。(3)癌基因学说：细胞DNA中都存在癌基因，正常情况下处于阻遏状态，当细胞内的调节机制遭到破坏的情况下，癌基因得以表达，细胞发生癌变。9 .与理化监测相比，生物监测有何优缺点优点：能直接反映环境质量对生态系统的影响；可连续检测，监测的灵敏度高；不需购置昂贵的仪器及进行仪器保养和维修；可大面积或长距离内

25、密集布点。不足之处：反应不够快速，无法精确监测某些污染物的含量(半定量)，精度不高，易受环境因素的影响如季节和地理环境等。10 .指示生物有哪些？(1)指示生物的概念：指对环境中某些物质(包括污染物)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。(2)指示生物的种类：包括大气污染指示生物和水体污染指示生物。例如：指示节气：枣花发，种棉花；杏花开，快种麦指示天气：燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴指示水质：美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola,硬水指示植物为Ranunculusaquatilis。指示资源：安徽的海州香耨指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿(

26、3)注：指示生物只在一定的时空范围内起作用:安徽的海州香耨只在安徽指示铜矿，在北方则无此作用。11、常见污染物的指示植物污染物危害症状O3叶面出现白色或褐色不规则斑点或呈条斑分布，叶尖端变成褐色或坏死PAN叶子下表面变光滑或呈银白色或青铜色NO2脉间组织和靠近叶缘边出现不规则的白色或褐色溃伤SO2伤斑多分布于脉间，与健康组织区别明显，阔叶植物脉间出现不规则坏死斑，单子叶植物平行脉间出现斑点或条状坏死区HF叶尖和叶缘出现灼伤、退绿，伤区与健康组织区别明显C12叶脉间变白，叶尖和叶缘出现灼伤及落叶12 .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，代谢速率大；(2)种类繁多，分布

27、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；质粒(Plasmid):染色体以外的遗传物质，是在原核微生物中除染色体外，还存在的一种较小的携带少量遗传基因的环状DNA分子。质粒可用来培育优良菌种，或用作基因工程中基因转移的载体。例如：多功能超级细菌的构建13 .共代谢作用微生物在利用生长基质A时(从中获得能量、碳源或其他任何营养)，同时非生长基质B（不能从中获得能量或营养）也伴随着发生氧化或其它反应。在纯培养下，共代谢只是一种截止式转化.但在混合培养和自然环境条件下，可转化为其它微生物进行的共代谢或其他生物对某种物质的降解

28、铺平道路，使其代谢产物可继续降解，故污染物在有合适的底物和环境条件下可通过共代谢作用而降解。14 .BOD和COD的关系COD=CODb+CODnb;BODuCODb异化作用同化作用（0.8异化分解+0.2不能分解）如果用BCD而来表示生物耗气量中的两个部分，则p门=1/3CODb,o=（2/3CQD。乂18所以KODu1/3CODh+2/3CODbx0.8=0一87CODH由于BOD.=2/3B（）Du故BOB%=2/3x0.87coDr=0.58。）E15.环己烷的分解代谢途径16.生化呼吸与内呼吸线比较（图文解说）图3-6生化呼吸与内呼吸战比较生物降解性越好；不能被氧化分解，但无抑制作用；有机物对微生物产生了抑制作用。17 .相对耗氧速度曲线（图又解说）图5-7相对耗氧速率曲线a.表明底物无毒，但不能被活性污泥微生物所利用；b.底物无毒无害，可被活性污泥微生物降解，在一定范围内，相对耗氧速率随底物浓度增加而增加；c.表明底物有毒，但在低浓度时可被生物降解，并随底物浓度的增加，相对耗氧速率可逐渐增加，超过一定浓度后相对耗氧速率逐渐降低，说明生物降解逐渐受到抑制；d.表明底物有