環(huán)境生物學(xué)重點(diǎn).doc
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環(huán)境生物學(xué)重點(diǎn) 緒論 1. 環(huán)境的概念 以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的基本條件的綜合體，包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。 2. 環(huán)境問題包括哪兩大類、酸雨的定義、生物多樣性的層次 兩類環(huán)境問題：環(huán)境污染和生態(tài)破壞 定義：pH＜5.7 ①遺傳多樣性 ②物種多樣性 ③生態(tài)系統(tǒng)多樣性 ④景觀多樣性 3. 環(huán)境生物學(xué)的概念 環(huán)境生物學(xué)是研究生物與受人類干擾的環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)，是環(huán)境科學(xué)與生物學(xué)的相互融合、相互滲透所形成的交叉學(xué)科（教材）。 其他定義 環(huán)境生物學(xué)是研究生物與人為受損環(huán)境之間的相互關(guān)系的學(xué)科（段昌群） 。 環(huán)境生物學(xué)是研究生物系統(tǒng)與人為逆境相互關(guān)系的科學(xué)（熊冶廷）。 4. 環(huán)境生物技術(shù) 是利用生物體、生物體的代謝反應(yīng)過程和生物合成產(chǎn)物對(duì)污染或被破壞的環(huán)境進(jìn)行治理和修復(fù)以及監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的一種單一的或復(fù)合的工藝技術(shù)系統(tǒng)。 包括污染物生物控制、消除技術(shù)和環(huán)境生物監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)技術(shù) 5. 環(huán)境生物學(xué)和分支學(xué)科的相關(guān)性 第一章 環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為 1、 環(huán)境污染及類型 大氣污染、水體污染和土壤污染 大氣污染物種類 氣體污染 如CO2、NOx、碳?xì)浠衔铩F、H2S、SO2、CO等。 顆粒物污染 煙灰、煙塵、光化學(xué)煙霧 微生物懸浮氣溶膠污染 水污染水污染的類型 需氧有機(jī)物質(zhì)污染 氮磷化合物污染 有毒重金屬和難降解化合物的污染 石油類污染 病原微生 物污染 熱污染 鹽污染 土壤污染 環(huán)境污染的類型 n 按污染物的性質(zhì)：生物污染、化學(xué)污染和物理污染。 n 按污染物的形態(tài)：廢氣污染、廢水污染、固體廢棄物污染、噪聲污染和輻射污染。 n 按污染物的產(chǎn)生原因：生活污染和生產(chǎn)污染（如工業(yè)農(nóng)業(yè)和交通）。 n 按污染的涉及范圍：全球性污染、區(qū)域性污染和局部污染 2、 污染物、優(yōu)先污染物、污染源 污染物：指進(jìn)入環(huán)境以后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化、直接或間接有害于人類生存和發(fā)展的物質(zhì)。 優(yōu)先污染物：由于有毒物質(zhì)品種繁多，不可能對(duì)每一種污染物都制定控制標(biāo)準(zhǔn)，因而提出在眾多污染物中篩選出潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究和控制的對(duì)象，稱之為優(yōu)先污染物或優(yōu)先控制污染物。 污染源：造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源稱為污染源。 按人類社會(huì)活動(dòng)功能：工業(yè)污染源（最多）、農(nóng)業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源、生活污染源。 按污染源空間分布方式：點(diǎn)污染源與面污染源 點(diǎn)污染源：污染物發(fā)生于某一局部較小范圍，一般有固定的排污口。如工廠的排污口，形成 以管口為中心的圓形擴(kuò)散污染。 面污染源：其特點(diǎn)是沒有固定的排放點(diǎn)，分布廣而散，污染物濃度較低，但總量很大。 3、 污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化 污染物的遷移：污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動(dòng)及其引起的富集、分散和消失過程。 遷移的方式： n 機(jī)械遷移（水、氣、重力等）； n 物理－化學(xué)遷移（最重要的遷移方式）； n 生物遷移。 污染物的轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)、生物作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。 遷移與轉(zhuǎn)化往往相伴發(fā)生。 4、 生物轉(zhuǎn)運(yùn)（物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑? a. 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 簡(jiǎn)單擴(kuò)散（自由擴(kuò)散）：沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴(kuò)散，沒有膜蛋白的協(xié)助，不需要提供能量。 脂溶性有機(jī)化合物的主要運(yùn)轉(zhuǎn)方式 濾過：通過生物膜上的親水性孔道的運(yùn)轉(zhuǎn)過程 分子直徑小的水溶性化合物的主要運(yùn)轉(zhuǎn)方式 2. 特殊轉(zhuǎn)運(yùn) 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)： 環(huán)境污染物特異結(jié)合于一轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白后被轉(zhuǎn)運(yùn)過膜，逆濃度梯度，能量驅(qū)動(dòng)。 水溶性大分子化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)形式 易化擴(kuò)散：環(huán)境污染物特異結(jié)合于一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被轉(zhuǎn)運(yùn)過膜，轉(zhuǎn)運(yùn)沿著濃度梯度下降方向進(jìn)行， 3.胞飲作用 少數(shù)物質(zhì)與膜上的某種蛋白質(zhì)有特殊親和力，當(dāng)其與膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起膜的外包或內(nèi)陷而被包圍進(jìn)入膜內(nèi)，固體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為吞噬，液體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞飲。 5、 生物轉(zhuǎn)化的具體過程（相I、相II反應(yīng)） 相Ⅰ反應(yīng)：外源性化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團(tuán)（-OH、-SH、-COOH、-NH2）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。 相Ⅱ反應(yīng)：指在酶的催化下，外源性化合物的相Ⅰ反應(yīng)產(chǎn)物或帶有某些基團(tuán)的外源性化合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合反應(yīng)。 6、 生物濃縮、生物積累和生物放大 生物濃縮：指生物機(jī)體或處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的許多生物種群，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)濃縮、生物學(xué)富集。 生物積累：指生物在其整個(gè)代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，以致隨著生長(zhǎng)發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)積累。 生物放大：指在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食物，某種元素或難分解的化合物在生物機(jī)體中的濃度隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而逐步增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)放大。 7、 金屬的生物轉(zhuǎn)化 u 金屬的毒性 影響因素：金屬的濃度、金屬的存在狀態(tài) u 金屬的微生物轉(zhuǎn)化 微生物對(duì)金屬的毒性轉(zhuǎn)化，主要是氧化還原和甲基化作用 第二章 污染物對(duì)生物的影響 1、 酶的誘導(dǎo)作用、抑制作用 （一） 酶活性的誘導(dǎo) 能誘導(dǎo)酶的化合物大都屬于有機(jī)親脂性化合物，并且有較長(zhǎng)的生物半衰期。其誘導(dǎo)作用是：增加酶的合成速度（轉(zhuǎn)錄）降低酶蛋白的分解 混合功能氧化酶MFO是污染物在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化相Ⅰ反應(yīng)過程中的關(guān)鍵酶系。 抗氧化防御系統(tǒng)酶（1）超氧化物歧化酶（SOD） （2）谷胱甘肽過氧化酶（GPx） （3）過氧化氫酶（Ct） （二）酶的抑制作用 n 不可逆性抑制 由于污染物與酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性結(jié)合而引起的。如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制作用。 n 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 n 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 n 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 1. ATPase 2. 乙酰膽堿酯酶（AchE） 3. δ-氨基乙酰丙酸脫氫酶（ALAD） 4. 蛋白磷酸酶 2、 抗氧化防御系統(tǒng) 抗氧化防御系統(tǒng)酶 活性氧（Reactive Oxygen Species）：帶有2~3個(gè)電子的分子氧還原產(chǎn)物，主要有：·OH、O2-、H2O2 抗氧化防御系統(tǒng)組成： 水溶性組分，如谷胱甘肽（GSH）、維生素C 脂溶性組分，如維生素E、β-胡蘿卜素 酶，如谷胱甘肽過氧化酶（GPx）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT） 3、靶器官 效應(yīng)器官 蓄積器官 l 靶器官：污染物質(zhì)被吸收后可隨血流分布到全身各個(gè)組織器官，但其直接發(fā)揮毒作用的部位往往只限于一個(gè)或幾個(gè)組織器官，這樣的組織器官稱為靶器官。 l 效應(yīng)器官：毒作用表現(xiàn)出來的器官。 l 蓄積器官：毒物在體內(nèi)的蓄積部位。 三個(gè)器官間的關(guān)系 n 靶器官不一定是效應(yīng)器官； n 靶器官也不一定是蓄積器官； n 例：放射性碘、鎘、甲基汞、有機(jī)磷農(nóng)藥、DDT、大氣中的鉛。 4、環(huán)境激素 環(huán)境中存在一些天然物質(zhì)和人工合成的環(huán)境污染物具有動(dòng)物和人體激素的活性，這些物質(zhì)能干擾和破壞野生動(dòng)物和人內(nèi)分泌功能，導(dǎo)致野生動(dòng)物繁殖障礙，甚至能誘發(fā)人類重大疾病，這些物質(zhì)被稱為環(huán)境激素。 環(huán)境激素類型 n 天然雌激素和合成雌激素 n 植物雌激素 n 具有雌激素活性的環(huán)境化學(xué)物質(zhì) 環(huán)境激素危害：當(dāng)環(huán)境激素進(jìn)入人體時(shí)，會(huì)讓人體內(nèi)的內(nèi)分泌系統(tǒng)誤認(rèn)為是天然荷爾蒙，而加以吸收，占據(jù)了在人體細(xì)胞中正常荷爾蒙的位置，從而引發(fā)內(nèi)分泌紊亂，造成人體正常激素調(diào)節(jié)失常 減少環(huán)境激素的有效途徑 n 盡量減少使用一次性用品 n 在日常生活中盡量使用布袋 n 不用聚氯乙烯塑料容器在微波爐中加熱 n 不用泡沫塑料容器泡方便面 n 多用肥皂，少用洗滌劑 n 少用室內(nèi)殺蟲劑 5、化學(xué)污染物的聯(lián)合作用 兩種或兩種以上的化學(xué)污染物共同作用所產(chǎn)生的綜合生物學(xué)效應(yīng)，稱為聯(lián)合作用(Combined Effect) 。 協(xié)同、相加、獨(dú)立、拮抗 n 協(xié)同作用：污染物的總作用強(qiáng)度大于其各個(gè)成分單獨(dú)作用強(qiáng)度的總和（解毒作用抑制）。1+1>2 n 相加作用：污染物的總作用強(qiáng)度等于其各個(gè)成分單獨(dú)作用強(qiáng)度的總和。1+1=2 n 獨(dú)立作用：多種化學(xué)污染物各自對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒性作用的機(jī)理不同，互不影響。Max (A, B)下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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