环境生物学——共代谢!
环境生物学复习资料
一、名词解释1、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。
2、环境生物效应:是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果,如水利工程、森林砍伐、癌症患者增多。
按引起的后果有时间和程度上的差异;环境生物效应关系到人和生物的生存和发展。
3、分子杂交法:分类:用DNA或RNA作为分子探针鉴别DNA的分子杂交称为Southern blot用DNA或RNA作为分子探针鉴别RNA的分子杂交称为Northern blot用标记的蛋白质或DNA作为分子探针鉴别蛋白质分子称为Western blot三类分子杂交操作均可将被鉴定的大分子转移到硝酸纤维薄膜(ND)或尼龙膜上,在薄膜上分子探针与被签定的核酸、蛋白质分子发生反应。
4、胎盘屏障:由插入胚胎与母体循环之间几层细胞组成,阻止化合物进入胚胎,保护胎儿,其影响因素有物种、孕期。
5、指示生物:就是对环境中某些,包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速的产生明显的物质。
另定义:环境中对某些物质(包括环境中的污染物)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物质。
6、肾脏血浆阈:当一种化合物在血浆中的浓度增高到一定程度时,主动转运系统可呈饱和状态,即使血浆浓度再增高,XB在尿液中的浓度也不再随之增高,此时血浆中的浓度。
7、微型生物群落监测法:微型生物群落是水生态系统内重要组成部分,是指生活在水中的微小生物,包括藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类等。
常用的方法1969年由美国学者凯思斯等人发展和创立的聚氨配泡沫塑料块法,又称PFU法(polyurethane foam unit)原理:用PFU法得到的原生动物群集过程是群集速度随着种类上升而下降,集群速度与种类数的交叉点就是种数的平衡点。
8、一相反应:第一阶段:又称Ⅰ相反应,包括氧化、还原和水解反应,目的是引入极性基团,将脂溶性物质转化为极性化合物→易溶于水,使其可能进行结合反应二相反应:第二阶段,结合反应(conjugation reation),是Ⅰ相反应产物与某些内源性化合物结合,水溶性上升,排出体外是一种解毒反应。
微生物生态学复习资料
微生物生态学一.生态学概念(ecology):研究生物有机体与其周围环境(生物环境与非生物环境)之间相互关系的一门科学。
生物环境(biotic environment)包括微生物、动物和植物;非生物环境(abiotic environment)包括非生命物质,如土壤、岩石、水、空气、温度、光和PH等。
生态学又称环境生物学environment biology。
微生物生态学(microbial ecology):研究微生物有机体(细菌、真菌、病毒、放线菌、单细胞藻类及原生动物)与其周围生物环境(生物环境和非生物环境)之间相互作用及其作用规律的一门科学。
又称环境微生物学。
二.土著微生物(Autochthonous microorganism):指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活跃代谢的微生物,并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争。
土著微生物一般包括:G+球菌类、色杆菌、芽孢杆菌、节杆菌、分支杆菌、放线菌、青霉、曲霉等。
外来微生物(Allochthonous microorganism):指来自于其他生态系统的微生物,所以这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。
群落(Community):指一定区域里,各种群体(Population)相互松散结合的一种结构单位。
生态系统:生态系统就是在一定的时间和空间内,生物和非生物的成分之间,通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存的统一体,构成一个生态学的功能复合体。
生态系统=生物群落+无机环境。
影响土壤中微生物分布的因素●土壤颗粒性质腐殖质》砂土●土壤水分游动微生物●氧气上层好氧微生物多(穴居动物活动可以给微生物好氧生长提供条件)●pH pH对营养物质的利用,微生物吸附,胞外酶的产生和分泌产生影响●温度蓝细菌能抗变化范围很大的温度;耐寒的藻类(雪藻)●营养状况有机物对自养细菌有抑制作用(刍溪藻喜欢在营养丰富的鸟粪中)(土壤颗粒中细菌的不均匀分布)●人类生产活动三.淡水微生物的共同特征:1 能在低营养物浓度下生长2 微生物是可以游动的3 表面积和体积比大(柄细菌),有效吸收营养。
环境生物学复习资料
《环境生物学》课程期末试卷 (A)一.名词解释(每词 2 分,共 20 分)1. 生物转运: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。
2. 生物浓缩系数: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比值,可用以表示生物浓缩的程度。
3. MFO: 即混合功能氧化酶,是污染物在体内进行生物转化相Ⅰ过程中的关键酶系。
存在与大多数组织的细胞内质网上,但肝脏的活性较其他组织中活性要高得多。
组成包括:细胞色素 P450 、 NADPH 细胞色素 P450 还原酶和磷脂。
其作用是代谢非极性的亲脂性有机化合物。
许多外源性化合物进入生物体内,经混合功能氧化酶作用后发生各种变化,经代谢排出体外。
4. 敏感种:指对环境条件变化反应敏感的物种。
这类生物对环境因素的适应范围比较狭窄,环境条件稍有变化即不能忍受而死亡。
5. 环境激素(环境内分泌干扰物):指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,如肿瘤。
又称为环境激素,外源性激素。
主要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。
6. LC 50 :半数致死浓度,能引起一群动物的 50% 死亡的最低剂量。
7. 蓄积系数:分次给受试物后引起 50% 受试动物后出现某种毒效应的总剂量,与一次给受试物后引起 50% 受试动物出现同一毒效应的剂量的比值,比值愈小,蓄积作用愈强。
蓄积系数K= ∑LD 50(n)/ LD 50(1)8. 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的变化的作用,分为基因突变和染色体畸变。
9. 生物修复:利用生物(主要是微生物和植物)将土壤、地表水及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术。
10. 基因工程:在体外将外源 DNA 分子(往往是某一特定的基因)酶切,与载体连接后导入到受体细胞中,使该外源基因在受体细胞中表达的过程。
环境生物学复习大纲
环境生物学复习大纲绪论一、环境与环境问题二、环境生物学概述1. 掌握环境生物学的定义、任务和研究内容2. 掌握环境生物学的发展趋势和应用前景。
第一章环境污染物在生态系统中的行为第一节环境污染概述第二节污染物在环境中的迁移与转化第三节污染物在生物体内的生物转运和生物转化第四节环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大第五节生物对污染物在环境中行为的影响掌握环境污染物在环境中的迁移与转化、在生物体内的生物转运和生物转化以及在生物体内的浓缩、积累与放大。
1.名词解释:环境污染、环境生物效应、污染源、污染物、优先控制污染物、污染物转化、生物污染、生物转运、生物浓缩、生物积累、生物放大。
2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。
3.什么是生物转运?污染物透过细胞膜的方式。
植物和动物对污染物的吸收途径有哪些?4.什么是污染物在体内的生物转化?请简述生物转化过程和主要反应。
5.什么是生物浓缩、生物积累、生物放大和浓缩系数,前三者有何区别。
第二章污染物对生物的影响第一节污染物在生物化学和分子水平上的影响第二节污染物在细胞和器官水平上的影响第三节污染物在个体水平上的影响第四节污染物在种群和群落水平的影响第五节化学污染物对生物的联合作用掌握环境污染物在不同水平上对生物体的影响规律;污染物对生物体的联合作用。
1.名词解释:靶器官、效应器官、环境激素、优势种、敏感种、种的多样性、协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用2.何为酶的诱导和抑制作用?目前研究较多的诱导酶有哪一些?酶的抑制作用可以分为几种类型,举例说明酶的抑制作用。
3. 污染对生物大分子蛋白质、DNA和脂肪的影响如何?金属硫蛋白有哪些作用?4. 污染物在细胞和个体水平上的影响有哪些?5. 联合作用包括哪些类型?第三章污染物的生物效应检测第一节生物测试及方式第二节一般毒性试验第四节生物致突变、致畸和致癌效应检测第五节微宇宙掌握生物测试及方法;环境污染物的一般毒性试验、“三致”作用。
华师大环境工程真题答案
名词解释20091环境背景值:环境背景值亦称自然本底值。
它实际上只是一个相对的概念,是指在不受污染的情况下,环境组成各要素,如大气、水体、岩石、土壤、植物、农作物、水生生物和人体组织中与环境污染有关的各种化学元素的含量及其基本的化学成份。
它反映环境质量的原始状态。
化学元素含量超过了环境背景值和能量分布异常,表明环境可能受到了污染。
2生态金字塔:生态金字塔把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量,按营养级位顺序排列并绘制成图,其形似金字塔,故称生态金字塔或生态锥体。
可分为能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三类。
生态金字塔可表示生态系统的营养结构和能流过程。
3化学需氧量:指在一定条件下,用强氧化剂如高锰酸钾或重铬酸钾等氧化水中有机物所消耗氧的量。
它是测定水体中有机物含量的间接指标,代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量。
4温室气体:指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。
它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。
这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。
5土壤胶体:土壤中的固相、液相和气相呈相互分散的胶体状态,其固相颗粒直径一般小于1μm,土壤胶体常指这些固相颗粒,土壤胶体一般可分为无机胶体、有机胶体、有机—无机复合胶体。
6固体废物:固体废物是指人类在生产和生活活动中丢弃的固体和泥状的物质称之为固体废物,简称固废。
包括从废水,废气分离出来的固体颗粒。
凡人类一切活动过程产生的,且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质,通称为固体废物。
7赤潮:赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。
赤潮是一个历史沿用名,它并不一定都是红色。
8光化学烟雾:含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物,这种由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称为光化学烟雾。
环境生物学污染物的生物转运与生物转化演示文稿
➢ 微生物对生物外源性物质(人工合成的难降解污染 物)的转化作用
• 种类:稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物(如塑 料)、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品等。
• 例子:
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1)氯苯类
用途:稳定剂(润滑油、绝缘油、增塑剂、油漆、热载 体、油墨等都含有)
危害:急性中毒;是一种致癌因子。 降解菌:产碱杆菌、不动杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌以
露。
• 相II过程(反应) ——相I过程产生的一级代谢物在另外的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(二级 代谢物)或带有某些基团的外源性化合物与细胞内物质结合 反应。
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二、污染物在体内的生物转化
(二)生物转化的过程
排出体外
外源性化合物
过程I (相I反应)
| CH3
ABS
CH3
CH3
|
|
CHCH2 C CH3
|
CH3 3
甲基分支干扰生物降解,链末端与4个碳原子相连 的季碳原子抗攻击的能力更强。
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A.降解洗涤剂的微生物
细 菌——假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、产碱杆菌、微球
菌、大多数固氮菌
放线菌——诺卡氏菌
B. 降解途径
染物进入肝脏,被代谢转化,并通过主动转运进入胆汁,随 粪便排出; 3)其他排泄途径
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二 污染物在体内的生物转化
(一)生物转化(Biotransformation)的概念 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。 其中:1)外源化合物(Xenobiotics ) 指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的 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。又叫外来化合物 或外源性生物活性物质。例如:药物、日用化学品、 食品添加剂、环境污染物等。 生物外源性物质是指那些人工合成的,具有不被现有降解酶
1共代谢简介早期研究发现甲烷假单胞菌能够在生长基质存在时对非
1共代谢简介早期研究发现甲烷假单胞菌能够在生长基质存在时对非生长基质进行氧化,这一现象最早由LEADBETTER和FOSTER[2]于1959年研究时提出。
他们通过研究发现,产甲烷菌能够将乙烷氧化生成乙醇和乙醛,但在氧化的过程中不能利用乙烷作为生长基质,将这一现象称作共氧化。
随后,JENSEN[3]对其内涵进行了扩展,称之为共代谢。
共代谢是指微生物利用一种容易降解的物质作为支持生长的营养基质,而同时降解另一种物质,通常后一种物质的降解不支持微生物的生长。
微生物共代谢作用广泛地应用于印染废水处理过程中,而影响其作用的因素主要包括生长基质的类型、生长基质的投加剂量、污染物代谢中间产物的投加、污染物结构类似物的投加、营养物质的投加以及环境因素等[4],分析这些影响因素可以在一定程度上提高共代谢脱色降解染料、助剂、浆料等典型难降解污染物的效率。
此外,微生物共代谢技术还广泛应用于土壤修复[5]、地下水修复[6]等环境污染领域。
表1汇总了目前一些实验研究中常见的具有共代谢功能的微生物及其降解功能、共代谢基质等。
表1具有共代谢功能的微生物由表1可以看出,多种微生物具有共代谢功能,能利用多种多样的基质进行共代谢。
如蜡状芽孢杆菌能够以葡萄糖作为共代谢基质降解多环芳烃(荧蒽、蒽、菲、苯并[a]芘);恶臭假单胞菌能以甲苯为共代谢基质好氧共代谢三氯乙烯(TCE)。
而黄单胞菌具有利用简单有机碳、水溶性维生素和氨基酸等共代谢基质降解聚乙烯醇(PVA)的能力;蜡状芽孢杆菌、烟管菌、乳杆菌、干酪乳杆菌等在共代谢基质如蛋白胨、木质纤维素、葡萄糖、酵母粉、蔗糖等存在时能对偶氮类染料进行有效降解。
而且,针对同一有机污染物,微生物可以分别用好氧共代谢和厌氧共代谢两种方式进行降解。
如三氯乙烯(TCE),厌氧共代谢主要是借助还原脱氯作用分解TCE,但是其过程可能会累积毒性更髙的氯乙烯等中间产物[23]。
好氧共代谢TCE时,主要以汽油和苯酚为生长基质,TCE-C1全部转化为自由的氯离子,TCE的矿化程度更彻底[18]。
北京化工大学环境生物学-范成成
1.PCR即聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction) 是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段,可看作生物体外的特殊DNA复制。
2.环境生物技术也叫环境生物工程,是近年来一门由现代生物技术与环境工程相结合发展起来的新兴交叉学科。
目前还没有统一的定义。
简言之,就是自然界中涉及环境污染控制的一切与生物技术有关的技术。
3.共代谢:有一类物质称为外生物质或异生物质,是指一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质,例如杀虫剂,杀菌剂和除草剂等,其中许多有易被各种细菌或真菌降解,有些则需添加一些有机物作为初级能源后才能降解,这一现象称为共代谢。
4.微生物农药是指由微生物产生的用于防治农作物病、虫、草害或促进植物生长的农用抗生素类或毒素类生物制剂。
主要包括农用抗生素和活体微生物.5.半抗原:是指能与对应抗体结合表现出抗原-抗体反应,但又不能单独激发人或动物体产生抗体的抗原,其只有反应原性(与抗体发生特异性反应),不具免疫原性(刺激机体产生一系列免疫反应)。
6. SIP:Stable isotope probe1.环境生物技术的层次性:高层次:是指以基因工程为主导的近现代污染防治生物技术,如构建各种高效基因工程菌以降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类污染物,创造抗污染型转基因植物,通过基因工程手段改造微生物生产可生物降解材料(生物塑料、生物絮凝剂、生物吸附剂)或降解固体废弃物等。
中层次:指传统的废物生物处理技术(如废水处理的活性污泥法、生物膜法等),以及在新的理论和技术支撑下开发出的一系列废物强化处理工艺(如生物流化床等)。
低层次:指利用天然处理系统进行废物处理的技术(如氧化塘、人工湿地、土地处理系统、农业生态工程等),其特点是发挥自然界的生物自净功能,易于操作管理,投资运行费用少。
2.PLFA方法理论基础:生物标记物通常是微生物细胞的生化组成成分,其总量与微生物量呈正相关;特定结构的标记物标志着特定类型的微生物,因此一些生物标记物的组成模式(种类、数量和相对比例)可作为指纹估价微生物群落结构醌指纹法、脂肪酸图谱法等. 磷脂脂肪酸是活微生物细胞膜的重要组分。
环境生物学-名词解释
名词解释1、环境生物学:在环境科学与生物科学的基础上发展起来的综合交叉的新型学科,是研究环境生物系统与人为逆境的相互关系的科学。
2、人为逆境:是一门研究由于人类活动产生的不利于生物生存的环境状态。
2、生物系统:生物各结构水平的总称。
3、生物多样性:一定的空间范围内所有的生物种类、种类的遗传变异与生存环境。
4、生物修复:利用生物的代谢活动或其代谢产物降解、富聚有毒有害污染物,从而恢复被污染环境的一个受控或自发进行的生物学过程。
5、生态系统:在一定空间内,生物群落与其所处的环境所形成的相互作用的统一体。
6、逆境(胁迫):生物生长和生殖降到基因型潜能一下的任何一个因素。
7、超积累植物:指一些重金属具有超强吸收和积累的植物。
8、生物系统:生物各结构水平的总称。
9、生物监测:是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律,为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据。
10、指示生物:就是对环境中某些物质,包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物,通过其所做的反应可了解环境的现状和变化。
11、活性污泥:是由微生物、微生物所分泌的粘性物质以及吸附的污水中杂质所构成絮凝团。
12、固体废弃物:是指人类在某些生产、加工、流通、消费和日常生活过程中产生的在一定时间和地点未经利用而被丢弃的固体或半固体形式存在的物质。
14、共代谢:某些合成的有机化合物,单独存在不能被降解,但若有另一可做碳源或能源的辅助基质存在,这些合成的有机物可能被降解15、生物富集(生物浓缩性):化学污染物通过食物链的各营养级生物成员逐步富集,提高了污染物浓度的过程。
16、异生素:存在于外界环境,可能与机体接触,并且以某种途径进入机体的化学物质,可以以各种方式被吸收,并在体内发生生物转换。
17、半致死量:规定时间内杀死一半实验动物所需的化学物质的浓度。
环境微生物复习资料
环境微生物复习资料填空题1.细菌以球形、杆形和螺旋形三大形态为主。
2.细菌的不变部分或基本构造,包括细胞壁、细胞膜、细胞质和原核等。
3.周质空间又称闭膜空间。
指位于细胞壁与细胞质膜之间的狭小空间。
4.真菌,有学者称为菌物,是最主要的真核微生物类群,包括多细胞分枝丝状霉菌和单细胞酵母菌。
5.真菌细胞中有细胞质核糖体和线粒体核糖体两种蛋白体,是蛋白质合成场所。
6.微生物的主要分类单位,种是最基本的分类单位。
7.目前研究微生物群体生长的规律大致有两种手段,即分批培养和连续培养。
8.微生物对烷烃分解的一般过程是逐步氧化,生成相应的醇、醛和酸,而后经β—氧化进入三羧酸循环,最终分解成CO2与H2O。
9.分析细菌的生长曲线大致分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个阶段。
10.为了提高处理效果,有时采用厌氧接触法与厌氧生物滤池结合的组合工艺,即二阶段厌氧处理法。
11.微生物个体微小,比表面积大,加上繁殖迅速,较之高等生物容易发生变异。
12.细菌细胞壁的主要化学成分为肽聚糖。
13.各类放线菌能否产生菌丝体,取决于种的特征,营养条件和环境因子。
14.线粒体是含有DNA的细胞器。
线粒体是氧化磷酸化和ATP形成的场所。
即细胞的“动力房”。
15.病毒粒子,一般是由核酸和蛋白质组成,少数病毒含有脂质和多糖等物质。
16.能量的来源有呼吸作用和光和作用两个途径。
17.化学元素的有机质化过程主要是由绿色植物和自养型微生物来完成。
18.序批式活性污泥法的运行包括进水、反应、沉淀、排水、静置等5个工序。
19.生物处理法是利用微生物的代谢作用转化污水中的胶体性或溶解性污染物,使之成为无害物质的方法。
20.核糖体亦称核蛋白体,为多肽和蛋白质的合成场所。
21.鞭毛是细菌的运动器官。
22.真菌细胞原生质膜与原核生物十分相似,主要由蛋白质和脂质组成。
23.绝大多数担子菌有发达的分枝和桶状隔膜菌丝,菌丝可分为初生菌丝、次生菌丝和三生菌丝3种类型。
环境生物学 期末复习资料1
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18、现代生物技术的核心基础是基因工程。
二、名词解释(每题2分,共20分)1、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。
2、污染物转化:污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。
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。
环境生物学-考试重点
环境生物学-考试重点名词解释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,是环境科学的一具分支科学。
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进展产生别利妨碍的现象。
3)优先污染物:在众多污染物中筛选出潜在惊险大的作为优先研究和操纵对象,称之为优先污染物。
4)污染物的生物地球化学循环:算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汲取、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身边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)生物积存:是指生物在其整个代谢活跃期经过汲取、吸附、吞噬等各种过程,从身边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,浓缩系数别断增大的现象,又称生物学积存。
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,对各器官并别产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直截了当毒作用,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,所导致的妨碍或危害。
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:指化学物在一定时刻内,按一定方式与机体接触,按一定的检测办法或观看指标,别能观看到任何伤害作用的最高剂量。
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,即能使机体开始浮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。
第五章 有机污染物生物共代谢降解1
反硝化 C6H12O6 4NO3 反硝化菌 6CO2 6H2O 2N2 能量 产生碱度,pH值上升
NH4 1.83O2 1.98HCO3 硝化作 用0.02C5H7NO2 1.04H2O 0.98NO3 +1.88H2CO3
氧化1克氨氮为亚硝酸氮,消耗碱度7.14克(以CaCO3计)。如果污水中的氨氮浓度 为20mg/L,则需碱度为143mg/L。一般污水含有的碱度不能满足硝化反应的需求, 若不补充碱度,pH值会骤降,影响亚硝酸菌和硝酸菌的活性。
一、共代谢酶
sMMO 存在于细胞的周质空间,不含卟啉铁,底物广泛,许多的烃 类化合物和芳香族化合物都能被其氧化。与sMMO 不同,pMMO存 在于细胞膜上,底物选择性相对较窄,能氧化五碳以内的烷烃和烯 烃,但不能氧化芳香烃。由于它们对底物的选择性不同,对于卤代 烃如三氯乙烯(TCE),只有sMMO能够催化TCE降解,生成TCE 的环氧化物,这也是TCE降解过程的第一步氧化反应。
一、自然界中的微生物
污泥颗粒中的微生物
二、微生物之间的关系
多样性与群落的稳定性
二、微生物之间的关系
互利
偏害
微生物之间的关系
偏利
互害
多样性与群落的稳定性
二、微生物之间的关系
硝化
2NH3 3O2 亚硝酸菌 2HNO2 2H2O 能量 2HNO2 O2 硝酸菌2HNO3 能量
消耗碱度,pH值下降
一、自然界中的微生物
微生物与微环境
一、自然界中的微生物
虽然许多不同种的微生物可以同在一个 小环境中生活,但实际上能够占据一个 特定微环境的只有少数种,有时仅有一 个种。在土壤碎屑内可以发现大量不同 种类的微生物,若将碎屑细分成大约70 微米的正方形,在每一个正方形中仅有 单一种类生活。这说明每一种微生物占 有各自的空间,在群落中具有各自的功 能和营养位置,以及在温度、湿度、土 壤等环境变化梯度中所居的地位,这种 地位也称生态位。
共代谢名词解释环境生物学
共代谢名词解释环境生物学
共代谢是指某些合成的有机化合物,单独存在时不能被生物降解,但当存在另外一种可做碳源或能源的辅助基质时,这些合成的有机物可能被降解的现象。
这种现象也被称为共代谢作用。
一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质,例如杀虫剂、杀菌剂和除草剂等,就属于这类有机化合物。
在共代谢过程中,微生物需要添加一些有机物作为初级能源后才能降解这些物质。
这一类物质被称为外生物质或异生物质,这一降解现象被称为共代谢。
共代谢
1、营养缺陷型:指微生物等不能在无机盐类和碳源组成的合成培养基中增殖,必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。
2、双名法:又称二名法,以拉丁文表示。
第一个是属名,是主格单数的名词,第一个字母大写;后一个是种名,常为形容词,须在词性上与属名相符。
耐林创立。
3、细胞的特殊结构:部分细菌才有的结构,包括芽孢、荚膜、鞭毛。
4、原生质体:脱去细胞壁的细胞叫原生质体。
5、细胞质:细胞膜内除细胞核之外所有物质的总称。
6、孢子:脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。
7、芽孢:特殊的休眠构造。
18、中体:细胞中主要的膜状结构。
有细胞膜最大限度褶皱内陷而成的层状、管状或囊状结构,伸入细胞质内,多见于G+。
19、内含颗粒:营养物质过生产物。
20、异染颗粒:是普遍存在的贮藏物,其主要成分是多聚偏磷酸盐,ATP转化而来,可随菌龄的延长而变大。
多聚磷酸盐颗粒对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色。
;21、质粒:一种独立于染色体,存在于细胞之中,能进行自我复制,共价闭合环状双螺旋DNA分子所构成的遗传因子。
22、致育因子:细菌中决定其性别的一种小型环状双链DNA。
23、肽聚糖:存在于原核生物细胞壁的大分子聚合物。
24、代时:又称世代时间。
当微生物处于生长曲线的指数期(对数期)时,细胞分裂一次所需平均时间,也等于群体中的个体数或其生物量增加一倍所需的平均时间。
25、放线菌:是原核生物的一个类群。
因在固体培养基上呈辐射状生长而得名。
26、菌胶团:有些细菌由于其遗传特性决定,细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起,被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团,叫做菌胶团。
27、菌落:是由单个细菌(或其他微生物)细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群落。
28、指示生物:对某一环境特征具有某种指示特性的生物,29、共代谢: 微生物转化某一物质时,另一种物质也被降解,但此物质并不参与其正常代谢过程,微生物并不从中获得能源和营养物的现象。
(完整版)环境微生物学名词解释和简答题
(完整版)环境微生物学名词解释和简答题名词解释氨基酸异养微生物:需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物。
病毒粒子:结构与功能完整的病毒颗粒。
共生关系:指两种微生物共同生活在一起时在形态上形成了特殊共生体,在生理上产生了一定的分工,互相有利,甚至互相依存,当一种生物脱离另一种生物时便难以独立生存。
固氮微生物:能进行固氮的微生物。
好氧呼吸:有分子氧参与的生物氧化,最终电子受体是分子氧。
核衣壳:核酸和蛋白质壳体。
恒化连续培养:将某种必需的营养物质控制在较低的浓度,作为限制性因子,以一定的速度补充新鲜培养液、排放老培养液,使微生物生长速度保持恒定。
恒浊连续培养:采用浊度计自动测量培养液中细胞的浊度,通过调节新鲜培养液的补充速度以保持浊度的恒定。
基础培养基:指含有一般微生物生长繁殖所必需的基本营养成分。
基团转位:营养物质在运输过程中发生化学变化,是特殊的主动运输。
加富培养基:指培养基中加入额外营养物质,满足某种或某类微生物的需要,使其生长繁殖较其他微生物迅速以逐步淘汰其他微生物。
鉴别培养基:指利用微生物生长代谢的特征,在培养基中加入适当的指示剂,根据代谢产物与指示剂的反应结果区别不同种类的微生物。
菌胶团:细菌的荚膜物质可互相融合形成一团胶状物。
菌落:细菌在固体培养基上生长发育,通过分裂繁殖、聚集在一起形成肉眼可见的群体。
菌苔:细菌在固体培养基接种线上由母细胞繁殖长成的一片密集的,具有一定形态结构特征的细菌菌落。
烈性噬菌体:凡侵入宿主细胞后进行复制增殖,导致宿主细胞裂解的噬菌体。
拟核:无核膜、核仁包围的DNA区域。
偏害关系:一种微生物在其生命活动过程中,产生某种代谢产物或改变其他条件,从而抑制其他微生物的生长繁殖,甚至杀死其他微生物。
溶原细胞:含有原噬菌体的宿主细胞。
溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA 中的特性,成为与宿主菌共生的原噬菌体,能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代,这种特性称为溶源性。
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基质代谢的生理过程
某些微生物表现出朝向基质的趋向性, 某些微生物表现出朝向基质的趋向性,许多丝状 真菌表现为朝向基质生长。 真菌表现为朝向基质生长。 例如:担子菌垂幕菇属( 例如:担子菌垂幕菇属(Hypholoma)和原毛平革菌 能够“探查”环境, 属(Phanerochaete)能够“探查”环境,找到没有 接种过的木块,然后在其上定殖。 接种过的木块,然后在其上定殖。
第四章 微生物对污染物的作用
1.微生物的降解作用 1.微生物的降解作用 2.共代谢 2.共代谢 3.微生物的去毒作用 3.微生物的去毒作用 4.微生物的激活作用 4.微生物的激活作用
第一节 微生物的降解作用
•降解微生物 降解微生物 •基质代谢的生理过程 基质代谢的生理过程 •污染物生物降解的动力学
细菌
主要降解细菌及其作用基质举例( 表4-1 主要降解细菌及其作用基质举例(3) 类群和代表种群
放线菌和相关微生物 棒杆菌属( 棒杆菌属(Corynebacterium) ) 节杆菌属( 节杆菌属(Arthrobacter) ) 放线菌属( 放线菌属(Actinomyces) ) 分枝杆菌属( 分枝杆菌属(Mycobacterium) ) 诺卡氏菌属( 诺卡氏菌属(Nocardia) ) 红球菌属( 红球菌属(Rhodococcus) ) 小单胞菌属( 小单胞菌属(Micromonospora) )
细菌
主要降解细菌及其作用基质举例( 表4-1 主要降解细菌及其作用基质举例(2) 类群和代表种群 异化性硫酸盐或硫还原菌 脱硫细菌类 异化金属还原菌 铁还原细菌类 革兰阳性产芽孢 芽孢杆菌和球菌 革兰阳性产芽孢杆菌和球菌 芽孢杆菌属( 芽孢杆菌属(Bacillus) ) 梭菌属( 梭菌属(Clostridium) ) 作用基质 烃类、 烃类、卤代烃类 烃类、卤代烃类、 烃类、卤代烃类、苯系物 石油烃、 石油烃、偶氮染料 氯代脂肪烃、偶氮染料、林丹、 氯代脂肪烃、偶氮染料、林丹、 DDT
带附器的细菌 生丝微菌属( 生丝微菌属(Hyphomicrobium) 氯代烷烃 ) 化能自养菌 亚硝化单胞菌属( 亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas) 古细菌 产甲烷菌类( 产甲烷菌类(methogenesis) 卤代脂肪烃 烃类、 烃类、卤代烃类
细菌
海岸石油污染的清除
费时、费力、成本高、 费时、费力、成本高、清除不完全
Hypholoma
Phanerochaete
基质代谢的生理过程
(二)对固体基质的吸附 吸附作用对于保证污染物质代谢是必不可少的。 吸附作用对于保证污染物质代谢是必不可少的。 研究发现 土壤中微生物通常聚集在微团聚体中 用水或土壤分散剂浸提的微生物数量不同 纤维素消化过程需要有物理附着 在沥青降解菌的分离过程中, 在沥青降解菌的分离过程中,发现细菌和固体基 质之间有非常紧密的结合。 质之间有非常紧密的结合。
细菌
细菌的应用实例(废水处理): 细菌的应用实例(废水处理): •日本的科研人员在土壤中发现一种细菌,具有把工业废水中的三 日本的科研人员在土壤中发现一种细菌, 日本的科研人员在土壤中发现一种细菌 氯乙烯分解成二氧化碳和别的无害物质, 氯乙烯分解成二氧化碳和别的无害物质,使浓度极高的废水得到净 据称,利用这种细菌是迄今为止最有效的分解含氯溶剂的办法。 化。据称,利用这种细菌是迄今为止最有效的分解含氯溶剂的办法。 •德国科研人员在一座铜矿中发现了一种被称为“氧化铁硫杆菌” 德国科研人员在一座铜矿中发现了一种被称为“氧化铁硫杆菌” 德国科研人员在一座铜矿中发现了一种被称为 的细菌,它能将大量珍贵的重金属从废水中分离出来, 的细菌,它能将大量珍贵的重金属从废水中分离出来,得以重新利 废水经过细菌净化后,再用其他方法将这种细菌杀死, 用,废水经过细菌净化后,再用其他方法将这种细菌杀死,这样的 废水就不会对环境造成任何危害了。 废水就不会对环境造成任何危害了。 •英国利兹大学研究人员新发现一种爱吃工业染料的细菌。这种在 英国利兹大学研究人员新发现一种爱吃工业染料的细菌。 英国利兹大学研究人员新发现一种爱吃工业染料的细菌 工厂排水管中发现的腐败细菌,喜食染料, 工厂排水管中发现的腐败细菌,喜食染料,并能最终将染料完全分 研究人员在试验室中进行的测试显示, 解。研究人员在试验室中进行的测试显示,仅需少量的细菌即可在 一天内净化25升含染料的废水。 25升含染料的废水 一天内净化25升含染料的废水。
细菌
细菌的基本形态 球菌:按其排列方式又可分为单球菌、 (1)球菌:按其排列方式又可分为单球菌、双 球菌、四联球菌、八叠球菌,葡萄球菌、 球菌、四联球菌、八叠球菌,葡萄球菌、链球菌 (2)杆菌:细胞形态较复杂,有短杆状、棒杆 杆菌:细胞形态较复杂,有短杆状、 梭状、月亮状、分枝状。 状、梭状、月亮状、分枝状。 (3)螺旋状:可分为弧菌(螺旋不满一环)和 螺旋状:可分为弧菌(螺旋不满一环) 螺菌(螺旋满2~6 2~6环 小的坚硬的螺旋状细菌)。 螺菌(螺旋满2~6环,小的坚硬的螺旋状细菌)。 此外,人们还发现星状和方形细菌。 此外,人们还发现星状和方形细菌。
基质代谢的生理过程
有机物(基质) 有机物(基质)受微生物作用而分解的过 一般分好氧分解( 程。一般分好氧分解(主要是好氧细菌活动的结 和厌氧分解(主要是厌氧细菌活动的结果)。 果)和厌氧分解(主要是厌氧细菌活动的结果)。
基质代谢的生理过程
以污染物质作为基质的代谢基本过程和其他化合物的代 谢相似,可能包括如下过程: 谢相似,可能包括如下过程: 向基质接近 对固体基质的吸附 分泌胞外酶 可渗透物质的吸收和胞内代谢 通常采用的研究方法 用单一菌种在高浓度纯品下进行的间歇式培养。 用单一菌种在高浓度纯品下进行的间歇式培养。这种方 法虽然很重要,但会掩盖自然界的很多真相。 法虽然很重要,但会掩盖自然界的很多真相。
细菌
细菌
细菌与真菌的不同 生物类型不同 细胞结构不同 细胞大小不同 增殖方式不同 名称组成不同
细菌
细菌的结构
细菌
梭菌属
脱硫肠状菌属
细菌
代表性蓝细菌
细菌
一些产甲烷细菌
细菌
主要降解细菌及其作用基质举例( 表4-1 主要降解细菌及其作用基质举例(1) 类群和代表种群
好氧革兰阴性杆菌和球菌 假单胞菌属(Pseudomonas) 假单胞菌属 甲基球菌属(Methylococcus) 甲基球菌属 甲基单胞菌属(Methylomonas) 甲基单胞菌属 莫拉氏菌属(Moraxella) 莫拉氏菌属 不动杆菌属(Acinetobacter) 不动杆菌属 黄杆菌属(Flavobacterium) 黄杆菌属 产碱菌属(Alcaligenes) 产碱菌属 兼性厌氧革兰阴性杆菌 兼性厌氧革兰阴性杆菌 埃希氏菌属(Escherichia) 埃希氏菌属 肠杆菌属(Enterobacter) 肠杆菌属 气单胞菌属(Aeromonas) 气单胞菌属 弧菌属(Vibrio) 弧菌属
作用基质
石油烃、 石油烃、PCBs 石油烃、氯代脂肪烃、PCP、 石油烃、氯代脂肪烃、PCP、PCBs 石油烃 石油烃、烷基苯、PAHs、氯代烃、 石油烃、烷基苯、PAHs、氯代烃、PCP 石油烃、 石油烃、PAHs PAHs、 PAHs、氯酚 石油烃
细菌
主要降解细菌及其作用基质举例( 表4-1 主要降解细菌及其作用基质举例(4)
作用基质
石油、苯甲酸、PAHs、氯代烃、氯苯、 石油、苯甲酸、PAHs、氯代烃、氯苯、DDT 2,4有机磷农药、甲草胺、 2,4-D、有机磷农药、甲草胺、克百威 石油烃、 石油烃、卤代脂肪烃 石油烃、 石油烃、氯代苯胺 石油烃、 石油烃、PCBs 石油烃、PAHs、氯代脂肪烃、 石油烃、PAHs、氯代脂肪烃、PCP 石油烃、PAHs、 石油烃、PAHs、PCBs 林丹 DDT PAHs 石油烃
基质代谢的生理过程
(四)基质的跨膜运输 基质通常要由特定的、 基质通常要由特定的、诱导性的运输系统吸收 到细胞内。这在自然环境中尤其重要。 到细胞内。这在自然环境中尤其重要。 在环境中基质浓度很低,通常只有微摩尔级, 在环境中基质浓度很低,通常只有微摩尔级, 而微生物生理学家的研究经常在毫摩尔级。在 而微生物生理学家的研究经常在毫摩尔级。 低浓度下需要有积累机制。 低浓度下需要有积累机制。 高浓度污染物对微生物是有害的, 高浓度污染物对微生物是有害的,将影响细胞 膜的正常结构和生理功能。 膜的正常结构和生理功能。
基质代谢的生理过程
(一)向基质接近 生物体要降解基质必须先与之接近并接触 接近意味着 (1)微生物处于这种物质的可扩散范围之内 (1)微生物处于这种物质的可扩散范围之内 (2)胞外酶处于这种物质可扩散范围之内 (2)胞外酶处于这种物质可扩散范围之内 (3)微生物处于细胞外消化产物扩散距离之内 (3)微生物处于细胞外消化产物扩散距离之内 不同环境微生物的作用差别很大 液体环境(湖泊、河流、海洋) 液体环境(湖泊、河流、海洋)混合良好 固体环境(土壤、沉积物) 固体环境(土壤、沉积物)基本不相混合 运动扩散障碍对土壤中微生物的移动有显著影响。 运动扩散障碍对土壤中微生物的移动有显著影响。
藻类
小球藻(Chlorella vulgaris)对大部分偶氮染料有一定 小球藻(Chlorella vulgaris)对大部分偶氮染料有一定 的脱色能力 藻类对偶氮染料的脱色程度与染料化学结构有关 藻类降解偶氮化合物的特点 对pH、光强度及温度均有较宽的适应范围 pH、 能保持较高的降解活性 在水中的藻菌共生体系中可以彻底矿化有机物 在污水生物净化中应用较多
曲霉属 霉 菌 葡萄孢属 枝孢属 小克银汉霉属 白腐菌 黄孢原毛平革菌 云芝
藻类
藻类是含有叶绿素并能产生氧的光能自养菌 生活在水中,利用CO 合成有机物, 生活在水中,利用CO2合成有机物,但在黑暗时也会利用少 量有机物。 量有机物。 利用藻类和菌类共栖可降解有机物 氧化塘(稳定塘)是降解有机物的例证 氧化塘(稳定塘) 藻类可降解酚类化合物 苯酚、邻甲酚、1,2,3—苯三酚等 苯酚、邻甲酚、1,2,3 苯三酚等 20种不同藻类培养物具有氧化降解萘的能力 种不同藻类培养物具有氧化降解萘的能力。 20种不同藻类培养物具有氧化降解萘的能力。