環(huán)境生物學(xué)復(fù)習(xí)題
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1、一、 名詞解釋: 1、環(huán)境生物學(xué):研究受人類干預(yù)或破壞環(huán)境與生物相互作用規(guī)律及機(jī)理,并應(yīng)用生物學(xué)理論和方法控制和治理環(huán)境污染,監(jiān)測和評價環(huán)境質(zhì)量,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)。是環(huán)境科學(xué)與生物學(xué)交叉學(xué)科.研究對象:人類引起——環(huán)境污染和生態(tài)破壞。 2、水體富營養(yǎng)化:大量的氮、磷等營養(yǎng)元素物質(zhì)進(jìn)入水體中,使水體中藻類等富有生物旺盛繁殖,從未破壞水體的生態(tài)平衡的現(xiàn)象。淡水發(fā)生“水華”,海水發(fā)生“赤潮” 3、生物圈:是指地球上的全部生物和一切適合于生物棲息的場所,它包括巖石圈的上層、全部水圈和大氣圈的下層。 4、誘發(fā)突變:是變異的一類,泛指利用各種物理化學(xué)誘變因素,人為引起細(xì)胞內(nèi)
2、(或病毒粒內(nèi))遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳變化。 5、微生物:微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 6、基因工程:將一種生物DNA某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物DNA鏈上,將DNA重組,導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖,基因得以表達(dá),就可按照人類愿望,設(shè)計(jì)出新遺傳物質(zhì)并創(chuàng)造出新生物類型的生物科學(xué)技術(shù)。 7、土壤修復(fù):是利用土壤中天然的微生物資源或人為投入目的菌株,甚至構(gòu)建的特殊降解功能菌,加入到受污染的土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化,使土壤恢復(fù)其天然功能。 8、環(huán)境生物效應(yīng):各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。 9、污染物轉(zhuǎn)化:污染物在環(huán)境中通過物理
3、的、化學(xué)的或生物的作用改變其形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。 行為毒性:當(dāng)一種污染物或其他因素(如溫度、光照、輻射)使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍 。 10、環(huán)境激素:具有動物和人體激素的活性,能干擾和破壞野生動物和人內(nèi)分泌功能,導(dǎo)致野生動物繁殖障礙,甚至能誘發(fā)人類重大疾病的天然物質(zhì)或人工合成的環(huán)境污染物 11、共代謝:只有在初級能源物質(zhì)存在時才能進(jìn)行的有機(jī)化合物的生物降解過程。 12、生物標(biāo)志物:用于監(jiān)測和評價能夠?qū)е律镉袡C(jī)體的生物化學(xué)和生理學(xué)改變的化學(xué)污染物。 13、生物測試:系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時,所導(dǎo)致的影響或危害。 14
4、、活性污泥:微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱。 15、生態(tài)工程:人工設(shè)計(jì)的、以生物種群為主要結(jié)構(gòu)組分、具有一定功能的、宏觀的、人為參與調(diào)控的工程系統(tǒng)。 16、生物修復(fù):利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險性污染物現(xiàn)場去除或降解的工程系統(tǒng)。 17、生物濃縮系數(shù):生物體內(nèi)某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度比值,可用以表示生物濃度的程度。 18、抗氧化防御系統(tǒng):在長期進(jìn)化中,需氧生物發(fā)展防御過氧化損害的系統(tǒng) 19、氧垂曲線:在河流受到大量有機(jī)物污染時,由于有機(jī)物這種氧化分解作用,水體溶解氧發(fā)生變化,隨著污染源到河流下流一定距離內(nèi),溶解氧由高到
5、低,再到原來溶解氧水平,可繪制成一條溶解氧下降曲線,稱之為氧垂曲線。 20、協(xié)同作用:兩種或兩種以上化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機(jī)體接觸,其對機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們分別單獨(dú)與機(jī)體接觸時所產(chǎn)生的生物學(xué)作用的總和。 21、蓄積毒性作用:低于中毒閾劑量的外來化合物,反復(fù)多次對與機(jī)體持續(xù)接觸,經(jīng)一定時間后使機(jī)體出現(xiàn)明顯的中毒表現(xiàn) 22、指示生物:是指環(huán)境中隊(duì)某些物質(zhì)能產(chǎn)生各種反應(yīng)或信息而被用來監(jiān)測和評價環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和變化的生物。 23、BOD:水中有機(jī)物由于微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解,使之無機(jī)化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數(shù)量,即生化需氧量。 24、生物降解:復(fù)雜的有機(jī)
6、物質(zhì)被生物降解成為低分子量產(chǎn)物的過程 25、分批培養(yǎng):指的是一次投料一次接種一次收獲的間歇式培養(yǎng)方式。分批培養(yǎng)所培養(yǎng)的細(xì)胞,通常是經(jīng)過停止期、對數(shù)期、靜止期的生長過程。將靜止期的細(xì)胞移植于新的培養(yǎng)基中再反復(fù)繼續(xù)生長循環(huán)。在分批式培養(yǎng)過程中,可分為延滯期、對數(shù)生長期、減速期、平穩(wěn)期和衰退期等五個階段。 26、微生物變異:指微生物在某種外因或內(nèi)因的作用下,引起遺傳物質(zhì)機(jī)構(gòu)和數(shù)量的改變,即遺傳型的改變,導(dǎo)致微生物子代的表型特征發(fā)生較大的差異。其特點(diǎn)是在群體中只以極低的幾率出現(xiàn),性狀變化幅度大,而且變化后的新性狀是穩(wěn)定可遺傳的。 二、填空(每空1分,共20分) 1、 污染物在環(huán)境中的遷移方式
7、主要有 機(jī)械遷移 、 物理-化學(xué)遷移、 生物遷移 2、 污染物在水體中轉(zhuǎn)化的主要途徑有 氧化還原作用 、 配合作用 、 生物降解 作用。 3、 環(huán)境污染物透過生物膜的生物轉(zhuǎn)運(yùn)過程,主要分為 被動轉(zhuǎn)運(yùn)、特殊轉(zhuǎn)運(yùn) 和 胞飲作用 三種形式。 4、 大多數(shù)動物對污染物的吸收主要通過 呼吸系統(tǒng)吸收 、 消化管吸收 、 皮膚吸收 三條途徑。 5、 污染物對生物的不利影響最先作用于 細(xì)胞膜 。 6、 污染物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的生物化學(xué)變化包括: 防護(hù)性 反應(yīng)和 非防護(hù)性 反應(yīng)。 7、 酶抑制作用可分為 可逆 和 不可逆 抑制作用兩大類。 8、 多種化學(xué)污染物的聯(lián)合作用通常
8、分為協(xié)同作用、 相加作用 、 獨(dú)立作用 和 拮抗作用 4種類型。 9、 環(huán)境效應(yīng)按環(huán)境變化的性質(zhì)可分為 環(huán)境生物效應(yīng) 、 環(huán)境化學(xué)效應(yīng)、 環(huán)境物理效應(yīng) 10、 污染物進(jìn)入環(huán)境的途徑包括: 自然界釋放 、 人類活動過程中的無意釋放 和人類活動過程中故意應(yīng)用。 11、 環(huán)境中微生物對金屬的轉(zhuǎn)化,主要是通過 氧化還原 和 甲基化 作用 12、 環(huán)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環(huán)境化學(xué)物質(zhì)等三類。 13、 影響生物測試結(jié)果的主要因素有: 受試生物 、 試驗(yàn)條件 和不同的實(shí)驗(yàn)室。 14、 水污染的生物監(jiān)測方法有:水
9、污染的 細(xì)菌學(xué)監(jiān)測 ;浮游生物監(jiān)測法;底棲大型無脊椎動物監(jiān)測法和 微型生物群路 監(jiān)測法。 15、 污染物對群落的影響表現(xiàn)在:污染物可導(dǎo)致群落 組成 和 結(jié)構(gòu) 的改變。 16、 環(huán)境污染的“三致作用”是指環(huán)境污染具有使人或哺乳動物致癌、 致畸 和 致突變 的作用。 17、 毒性試驗(yàn)常用參數(shù)EC50和IC50分別表示 能引起50%受試生物的某種效應(yīng)變化的濃度 和 能引起受試生物的某種效應(yīng)50%抑制的濃度 現(xiàn)代生物技術(shù)的核心基礎(chǔ)是 基因工程 。 18、菌種保存的條件( 低溫、干燥、缺氧、避光、缺乏營養(yǎng) )等 19、污染土壤的化學(xué)物質(zhì)有(重金屬類、放射性物質(zhì)、化學(xué)肥料、
10、有機(jī)物質(zhì)、化學(xué)農(nóng)藥) 20、原核微生物有(真細(xì)菌、古生菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次氏體) 。 21、好氧活性污泥處理工藝流程(推流式曝氣法,完全混合式曝氣法,接觸氧化穩(wěn)定法,分段布水推流式曝氣法,氧化溝式活性污泥法) 22、按衣殼粒排列不同,病毒三種對稱構(gòu)(型螺旋對稱、多面體對稱、復(fù)合對稱)。 23、水中微生物的來源:藻類、原生動物、輪蟲、線蟲、甲殼類等。 三、簡答題(每題7分,共42分) 1、簡述微生物對金屬汞、砷的生物轉(zhuǎn)化。 答:汞Hg:在有氧條件下,某些細(xì)菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素汞;在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化;汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態(tài)平衡
11、。 砷As:某些細(xì)菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽,毒性減弱;在土壤中三價砷氧化為五價;霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。 2、污染物在細(xì)胞水平上的影響有哪些? 答:1)、對細(xì)胞膜的影響。 首先,污染物引起膜脂的過氧化作用導(dǎo)致細(xì)胞膜的損傷。其次,污染物可影響細(xì)胞膜的離子通透性。再者,污染物與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,干擾受體正常的生理功能。 2)、對細(xì)胞器的影響。 a線粒體。 污染物可以引起細(xì)胞線粒體膜和嵴的形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變,而且影響線粒體的氧化磷酸化和電子傳遞功能。 b光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 污染物經(jīng)代謝活化產(chǎn)生自由基,可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微粒體膜的一些重要組分如混合功能氧化酶的破壞。 c粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
12、 多種結(jié)構(gòu)的化學(xué)致癌物,能引起粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體脫落,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成控制的改變。 3、生物監(jiān)測與化學(xué)測試相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?存在哪些不足? 答:優(yōu)點(diǎn):能直接反應(yīng)環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響。 不需要購置昂貴的儀器及進(jìn)行儀器保養(yǎng)和維修。 可大面積或長距離內(nèi)密集布點(diǎn)。 缺點(diǎn):反應(yīng)不夠迅速,無法精確檢測某些污染物的含量,精度不高。 易受環(huán)境因素的影響,如季節(jié)和地理環(huán)境等。 4、好氧生物處理與厭氧生物處理有哪些主要區(qū)別? 答:(1)起作用的微生物群種不同 (2)產(chǎn)物不同 (3)反應(yīng)速度不同 好氧分解速度快,厭氧分解轉(zhuǎn)化速度慢,效率低
13、,時間長(4)對環(huán)境條件要求不同 好氧生物處理要求充足供氧,對其它環(huán)境條件要求不太嚴(yán)格;厭氧生物處理要求絕對厭氧環(huán)境,對其它環(huán)境條件(如pH值,溫度等)要求甚嚴(yán),一般要求有機(jī)物濃度>1000mg/l。(5)受氫體不同。好氧生物以分子態(tài)氧為受氫體,厭氧生物以化合態(tài)鹽、碳、硫、氮為受氫體 5、請敘述基因工程的基本過程以及所涉及的重要工具酶。 答:基本過程:1.制備目的基因 2.選擇合適的載體,將目的基因與載體相連接生成重組DNA分子 3.將重組DNA分子導(dǎo)入受體 4.對目的基因的篩選和檢測 5.目的基因在受體細(xì)胞的表達(dá) 重要工具酶:限制性內(nèi)切酶、 DNA連接酶 6、什么是水體
14、自凈?自凈過程中主要發(fā)生了哪些作用?可根據(jù)哪些指標(biāo)判斷水體自凈程度? 答:受污染的水質(zhì)自然地恢復(fù)原樣的現(xiàn)象成為水體自凈 發(fā)生的作用:物理作用:稀釋、沉降 化學(xué)作用:氧化、還原、凝聚 生物作用 判斷指標(biāo):1.有機(jī)物的濃度 2.生物的相 3.溶解氧的濃度 7、簡述污染物對生物大分子的影響。 答:污染物及其活性代謝產(chǎn)物可直接與生物大分子反應(yīng),共價結(jié)合,導(dǎo)致生物大分子的化學(xué)性損傷,從而影響生物大分子的功能,引起一系列生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生毒效應(yīng) 8、在生物測試中,受試生物一般應(yīng)符合哪些條件? 答:1. 受試生物對試驗(yàn)毒物或因子具有敏感性 2.受試生物應(yīng)具有廣泛的地理分布和
15、足夠的數(shù)量,并在全年中在某一實(shí)際區(qū)域范圍內(nèi)可獲得 3.受試生物應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,具有重大的生態(tài)學(xué)價值 4.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)易于培養(yǎng)和繁殖 5受試生物應(yīng)具有豐富的生物學(xué)背景資料,人們已經(jīng)清楚了解受試生物的生活史、生長、發(fā)育、生理代謝等 6.受試生物對試驗(yàn)毒物或因子的反應(yīng)能夠被測定,并具有一套標(biāo)準(zhǔn)的測定方法或技術(shù) 7.受試生物應(yīng)具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和旅游價值,應(yīng)考慮人類食物鏈的聯(lián)系 9、厭氧生物處理廢水的原理是什么?簡述厭氧發(fā)酵的生化過程。 答:原理:利用厭氧微生物在缺氧并且在所需要的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件下分解有機(jī)污染物,產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。 生活過程:1.水解階段
16、 2.酸化階段 3.甲烷化階段 10、微生物的哪些特點(diǎn)使其在環(huán)境污染處理過程中起著不可替代的作用? 答:1.微生物個體微小,比表面積大,代謝速率快 2.微生物種類繁多,分布廣泛,代謝類型多樣 3.微生物具有多種降解酶 4.微生物繁殖快,易變異,適應(yīng)性強(qiáng) 5.微生物具有巨大的降解能力 6.微生物的共代謝作用 11、什么是生物修復(fù)技術(shù)的理論基礎(chǔ)?它具有哪些特點(diǎn)? 特點(diǎn):與物理、化學(xué)處理處理技術(shù)相比,生物修復(fù)技術(shù)投資費(fèi)用省,對環(huán)境影響小,能有效降低污染物濃度,適用于其他技術(shù)難以應(yīng)用的場地,微生物對環(huán)境的要求比較苛刻。 12、化能自養(yǎng)或稱化能無機(jī)
17、營養(yǎng): 能源來自還原態(tài)無機(jī)化合物氧化所產(chǎn)生的化學(xué)能,碳源是二氧化碳或碳酸鹽,可在完全是無機(jī)物的環(huán)境中生長。 按被氧化的無機(jī)物種類,可分為: (1)硝化細(xì)菌 氧化氨(銨鹽)或亞硝酸獲得能量,同化二氧化碳。 (2)硫化細(xì)菌 氧化還原態(tài)無機(jī)硫化物(H2S、S等)獲得能量.同化二氧化碳。 (3)鐵細(xì)菌 通過氧化Fe2+為Fe3+來獲取能量并同化二氧化碳。 (4)氫細(xì)菌 氫細(xì)菌屬具氫化酶,能從氫的氧化獲取能量來同化二氧化碳:許多化能異養(yǎng)型的細(xì)菌也能氧化氫并從個獲得能量,但不能以二氧化碳作為主要碳源。 13、生態(tài)系統(tǒng)的組成: (一)非生物環(huán)境 :包括參加物質(zhì)循環(huán)的無機(jī)元素
18、和化合物,聯(lián)系生物和非生物成分的有機(jī)物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、糖類、脂類和腐殖質(zhì)等)和氣候或其他物理?xiàng)l件(如溫度、壓力)。 (二) 生產(chǎn)者 :指能利用簡單的無機(jī)物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物,主要包括所有綠色植物、藍(lán)綠藻和少數(shù)化能合成細(xì)菌等自養(yǎng)生物。 (三)消費(fèi)者 :是針對生產(chǎn)者而言,即它們不能從無機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物質(zhì),而是直接或間接地依賴于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì),因此屬于異養(yǎng)生物。 (四)分解者 :是異養(yǎng)生物,它們分解動植物的殘體、糞便和各種復(fù)雜的有機(jī)化合物,吸收某些分解產(chǎn)物,最終能將有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物,而這些無機(jī)物參與物質(zhì)循環(huán)后可被自養(yǎng)生物重新利用。分解者主要是細(xì)菌和真菌。 四、問答題(1
19、8分) 1、水體富營養(yǎng)化造成的環(huán)境問題日益突出,試分析水體富營養(yǎng)化形成的原因及產(chǎn)生的不良后果,并結(jié)合你所學(xué)知識談?wù)劮乐嗡w富營養(yǎng)化的措施。 答:原因:由于人類的活動,將大量工業(yè)廢水和生活污水以及農(nóng)田徑流中的植物營養(yǎng)物質(zhì)排入湖泊、水庫、河口、海灣等緩流水體。 不良后果:水生生物特別是藻類將大量繁殖,形成水華現(xiàn)象,藻類遮蔽陽光,使水底生植物因光合作用受到阻礙而死去,使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生改變,破壞了水體的生態(tài)平衡。大量死亡的水生生物沉積到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水體溶解氧含量急劇降低,水質(zhì)惡化,以致影響到魚類的生存;一些腐敗后放出氮、磷等植物的營養(yǎng)物質(zhì),從而又大大加速了水
20、體的富營養(yǎng)化過程。這樣年深月久,造成惡性循環(huán),使水體嚴(yán)重變質(zhì)。 防治措施:1.首先應(yīng)控制營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體。 2.治理富營養(yǎng)化水體。如:采取疏浚底泥,去除水草和藻類,引入低營養(yǎng)水稀釋和實(shí)行人工曝氣等措施。 3.生物防治,如引入大型挺水植物與藻類競爭、養(yǎng)殖捕食藻類的魚等抑制藻類繁殖生長。 五、問答: 1、簡述水體自凈過程 答:受污染的水質(zhì)自然的回復(fù)原樣的現(xiàn)象稱為自凈作用。有機(jī)污染物的濃度由高變低,生物相發(fā)生一系列變化:首先,異氧細(xì)菌迅速氧化分解有機(jī)污染物而大量增殖,出現(xiàn)數(shù)量高峰;然后是以細(xì)菌為食料的原生動物出現(xiàn)數(shù)量高峰;再后是由于有機(jī)物礦化,利于藻類的生長,而出現(xiàn)藻類的生長高峰。溶
21、解氧濃度隨著有機(jī)物被微生物氧化分解而大量消耗,很快降到最低點(diǎn);隨后,由于有機(jī)污染物的無機(jī)化和藻類的光和作用及其他好氧微生物數(shù)量的下降,溶解氧又漸漸恢復(fù)到原來的水平,于是水體恢復(fù)到了原來的狀態(tài)。 2、生物污染指標(biāo):一般以微生物總數(shù)和大腸桿菌群數(shù)這兩個指標(biāo)來檢測生物污染的程度,特殊情況需進(jìn)行病原體檢測。 (1)細(xì)菌總數(shù):水體污染:1mL自來水細(xì)菌總數(shù)大于100個,空氣污染指標(biāo):1m3空氣中細(xì)菌總數(shù)為500-1000個以上(2)大腸菌群數(shù):大腸桿菌1L自來水不能超過3個。 3環(huán)境生物學(xué)研究對象:研究生物與受人類干擾環(huán)境之間的相互關(guān)系。這里的人類干擾包括兩個方面:一是指人類活動對生態(tài)系統(tǒng)造成的
22、污染;二是指人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響和破壞,即對自然資源的不合理利用。 4為什么說土壤是天然的培養(yǎng)基 因?yàn)橥寥谰哂形⑸锼匦璧?營養(yǎng)和微生物生長繁殖及生命活動所需的各種條件: 營養(yǎng):土壤中有大量的動、植物殘體,植物根系和分泌物,還有人和動物的排泄物,有豐富的無機(jī)物和微量元素。 Ph:土壤ph范圍在3.5-8.5之間,多數(shù)在5.5-8.5之間,適合大多數(shù)微生物的生長需要。 氧氣和水:土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu),有無數(shù)小孔隙為土壤創(chuàng)造通氣條件,小孔隙還起毛細(xì)血管的作用,具有保水性,為微生物提供水分。 滲透壓:土壤滲透壓對土壤是等滲或低滲,有利于微生物攝取營養(yǎng) 溫度:土壤保溫性較強(qiáng),四季溫度變
23、化不大 保護(hù)層:幾毫米厚的表層土石保護(hù)層,使土壤的微生物免遭太陽光中紫外輻射的直接照射而死。所以說:土壤是天然的培養(yǎng)基 5、氧化塘處理廢水的特點(diǎn):氧化塘又稱穩(wěn)定塘,是利用藻類和細(xì)菌兩類生物間功能上的協(xié)同作用處理污水的一種生態(tài)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是:構(gòu)筑物簡單,能源消耗少,運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便。 6、生物修復(fù)特點(diǎn):1)生物修復(fù):利用生物(天然的或接種的),將土壤、地表及地下水或海洋中危險性污染物現(xiàn)場去除或降解的工程技術(shù)系統(tǒng)。2)生物修復(fù)特點(diǎn) :優(yōu):具投入低、效果好、不產(chǎn)生副作用。缺:1、 不能降解所有污染物;2、 污染物濃度過低, 無法正常降解; 9個押題點(diǎn) 1 . 污染物在環(huán)境中的遷移方式,
24、轉(zhuǎn)化方式,影響因素及舉例? 答:遷移是位置變換,轉(zhuǎn)化是性質(zhì)的改變。 遷移方式:機(jī)械遷移,物理化學(xué)遷移,生物遷移。生物遷移的動力:生物的生理代謝。 轉(zhuǎn)化方式:物理轉(zhuǎn)化,化學(xué)轉(zhuǎn)化,生物轉(zhuǎn)化。生物轉(zhuǎn)化:外源化合物(相Ⅰ,產(chǎn)生活性基因)→一級代謝物(有害作用)(排出體外)(相Ⅱ)→二級代謝物→排出體外 影響因素:a內(nèi)部因素 b外部因素 舉例:①大氣中的碳氧化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)等氣態(tài)污染物(一次污染物) 在陽光(紫外線)作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成O3、PAN及其他類似的氧化性物質(zhì)(二次污染物)。②水體中的氧化還原類型,氧氣充足(湖面),分解產(chǎn)物為H2O、CO2、NO3-、SO2(
25、2-)等;而(水底)缺氧分解為NH3、H2S和CH4,造成水質(zhì)惡化。 2. 污染物的吸收。 結(jié)合吸收,消化部分,主要動物的吸收,吸收消化部位,幾種方式,影響因素 影響因素:污染物性質(zhì),環(huán)境條件。 動物吸收方式:①呼吸系統(tǒng)吸收:呼吸道→肺→血液 ②消化系統(tǒng)吸收:(影響因素:pH,溶解性消化作用強(qiáng)度) 主要部位:胃和小腸 ③皮膚吸收:通過角質(zhì)、皮質(zhì)、汗腺。 影響因素:皮質(zhì)完整與否,不同部位的皮膚;接觸面積、時間、溫度;污染物本身理化性質(zhì)。 3..污染物的轉(zhuǎn)化。相Ⅰ,相Ⅱ反應(yīng)(舉例) 生物轉(zhuǎn)化:外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后在相關(guān)酶系統(tǒng)的催化下代謝變化的過程 外源化合物(相Ⅰ,產(chǎn)生活
26、性基因)→一級代謝物(有害作用)(排出體外)(相Ⅱ)→二級代謝物→排出體外 相Ⅰ反應(yīng):改變外源化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),形成活性基因,或進(jìn)一步使其暴露,產(chǎn)生一級代謝產(chǎn)物。 ①氧化反應(yīng)⑴微粒體的氧化(在微粒體內(nèi)氧化):脂肪族烴基氧化;芳香族烴基氧化;胺氨,環(huán)氧化;硫氧化;磷氧化。 ⑵非微粒體氧化:二胺的氧化;醇醛的氧化。 ②還原反應(yīng)⑴微粒體還原:硝基還原;偶氮還原;還原性脫鹵。 ⑵非微粒體還原:醇醛酮的還原;氮氧化物的還原。 ③水解反應(yīng):脂、糖、酰胺類水解。 相Ⅱ反應(yīng)(結(jié)合反應(yīng)):在酶的作用下使一級代謝產(chǎn)物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合的反應(yīng),可是某些有毒化合物功能團(tuán)失活,減輕甚至祛除其毒性。反應(yīng)可以
27、降低甚至消除有毒化合物的毒性,還可以排出有毒物質(zhì),但消耗能量。以及代謝產(chǎn)物為受體,細(xì)胞內(nèi)原有物質(zhì)為供體。 類型:(葡萄糖醛)酸化,硫酸化,甲基化,乙?;? 4.生物濃縮。濃縮稀疏的獲得方式(多種方法的利弊)水中生物的簡化模型? 生物濃縮(富集):生物機(jī)體從環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物,使生物體內(nèi)該種元素或化合物濃度超過環(huán)境中的該物質(zhì)濃度的現(xiàn)象。 濃縮系數(shù):生物有機(jī)體內(nèi)某元素或難分解化合物與其在環(huán)境中的濃度之比。濃縮系數(shù)應(yīng)指定在一定時期,一定器官。 濃縮系數(shù)=(生物體內(nèi)濃度)/(環(huán)境介質(zhì)中的濃度) 獲得方式:自然(真實(shí))環(huán)境中的實(shí)測;實(shí)驗(yàn)室模擬培養(yǎng)實(shí)測。 影響因素:樣本數(shù)量、
28、樣本狀態(tài)。 5.生物對環(huán)境污染物作用的雙重性(舉例)? (1)生物引起的環(huán)境污染:a環(huán)境中的病原微生物。[霍亂弧菌對飲水的污染易導(dǎo)致霍亂暴發(fā)流行] ; b水體富營養(yǎng)化[赤潮,水華];c微生物代謝產(chǎn)物環(huán)境污染[肉毒梭菌產(chǎn)生的肉毒毒素屬劇毒物質(zhì),易引發(fā)食物中毒] (2)生物對環(huán)境的凈化:a對有機(jī)物的生物降解[分解者對糞便尸體的分解作用];b重金屬的生物轉(zhuǎn)化[汞砷硒的氧化、還原和甲基化] 7.污染物對生物群體和個體的影響: (1)對種群的影響:a對種群結(jié)構(gòu)的影響:種群密度下降性比和年齡結(jié)構(gòu)改變b對種群數(shù)量影響c對群落結(jié)構(gòu)影響:引起優(yōu)先種的變化,耐污種易成為優(yōu)勢種d對群落功能的影響e
29、對物種多樣性的影響。 (2)對個體的影響:a死亡:在一定的劑量和濃度作用下污染物可引起死亡b對行為的影響:影響水生物的回避行為、捕食行為、警惕行為等,還會導(dǎo)致鳥類的姿態(tài)效應(yīng)改變、對領(lǐng)地的失控、不能照顧后代。c對繁殖的影響:減少生殖細(xì)胞數(shù)量、降低活性,影響胚胎發(fā)育幼體成長d對生長和發(fā)育的影響:環(huán)境污染可影響生物體的攝食率和生理代謝的危害,導(dǎo)致生長和發(fā)育障礙。 8污染物對細(xì)胞、分子水平的影響? (1)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變 對細(xì)胞膜的影響:a引起細(xì)胞膜脂過氧化作用導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷;b影響細(xì)胞膜的離子通透性;c與細(xì)胞膜受體結(jié)合,干擾受體正常功能。 對細(xì)胞器的影響:a引起線粒體膜和脊形態(tài)結(jié)構(gòu)
30、的變化,影響氧化磷酸和電子傳遞功能;b影響污染物活化代謝產(chǎn)生自由基,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微粒體模的一些重要組分破壞;c阻礙葉綠素合成,加速葉綠素分解,破壞葉綠體超微結(jié)構(gòu),影響光合作用;d影響微管微絲高爾基體等其他細(xì)胞器。 (2)對分子水平的影響 對酶的影響:誘導(dǎo)作用,污染物是酶的合成速度增加或降低酶蛋白的分解;抑制作用,污染物與酶的中心基團(tuán)結(jié)合抑制酶的活性。 對蛋白質(zhì)的影響:氨基酸的活性基團(tuán)與污染物發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致蛋白質(zhì)化學(xué)損傷; 對核酸的影響:污染物與DNA形成加合物,引起基因突變。 9. 生物測試與生物監(jiān)測的利與弊: 生物測試:定義:利用生物反應(yīng)鑒定一種(或多種)污染物單獨(dú)(或聯(lián)
31、合)存在時造成的影響與危害。生物的反應(yīng)是一個長期的綜合結(jié)果。。 測試的條件:(1)具有敏感型(2)廣泛性,代表性,易獲得(3)生態(tài)系統(tǒng)的重要成員(4)易培養(yǎng)人工條件下正常繁殖(5)對被測生物有基本了解(6)試驗(yàn)效應(yīng)能被測定(7)是食物鏈的成員。弊:生物實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性差,標(biāo)準(zhǔn)化使實(shí)驗(yàn)結(jié)果易于重現(xiàn), 生物監(jiān)測:是利用生物個體,種群和群落對環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)闡明環(huán)境污染的狀況,從生物學(xué)角度為環(huán)境質(zhì)量的檢測和評價提供依據(jù)。特點(diǎn):能直接反應(yīng)出環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響,能中和反應(yīng)環(huán)境質(zhì)量狀況;具有連續(xù)監(jiān)測的功能;監(jiān)測靈敏度高;價格低廉,不需要購置昂貴的儀器,不需要繁瑣的儀器保養(yǎng)等工作;可以大面積或較長距離內(nèi)密集布點(diǎn);甚至在邊緣的地區(qū)也能布點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。 10.急性毒性試驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)材料的選擇::a對實(shí)驗(yàn)毒性或因子具有敏感性b.分布廣數(shù)量多易獲得易培養(yǎng)c是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,具有重大的生態(tài)學(xué)價值d反應(yīng)可被測試e對受試生物有準(zhǔn)確的了解f與人類有食物鏈聯(lián)系g生活史周期更合適h易于培養(yǎng)的繁殖 (2)實(shí)驗(yàn)條件 (3)實(shí)驗(yàn)致死濃度(LC50)的測定
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