环境生物学重点

环境生物学重点

绪论

1.环境的概念

以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的基本条件的综合体，包括自然环境和社会环境。2.环境问题包括哪两大类、酸雨的定义、生物多样性的层次

两类环境问题：环境污染和生态破坏

定义：pH＜5.7

①遗传多样性

②物种多样性

③生态系统多样性

④景观多样性

3.环境生物学的概念

环境生物学是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，是环境科学与生物学的相互融合、相互渗透所形成的交叉学科（教材）。

其他定义

环境生物学是研究生物与人为受损环境之间的相互关系的学科（段昌群）。

环境生物学是研究生物系统与人为逆境相互关系的科学（熊冶廷）。

4.环境生物技术

是利用生物体、生物体的代谢反应过程和生物合成产物对污染或被破坏的环境进行治理和修复以及监测和评价的一种单一的或复合的工艺技术系统。

包括污染物生物控制、消除技术和环境生物监测、评价技术

5.环境生物学和分支学科的相关性

第一章环境污染物在生态系统中的行为

1、环境污染及类型

大气污染、水体污染和土壤污染

大气污染物种类

气体污染如CO2、NO x、碳氢化合物、HF、H2S、SO2、CO等。

颗粒物污染烟灰、烟尘、光化学烟雾

微生物悬浮气溶胶污染

水污染水污染的类型

需氧有机物质污染氮磷化合物污染有毒重金属和难降解化合物的污染石油类污染病原微生物污染热污染盐污染

土壤污染

环境污染的类型

⏹按污染物的性质：生物污染、化学污染和物理污染。

⏹按污染物的形态：废气污染、废水污染、固体废弃物污染、噪声污染和辐射污染。

⏹按污染物的产生原因：生活污染和生产污染（如工业农业和交通）。

⏹按污染的涉及范围：全球性污染、区域性污染和局部污染

2、污染物、优先污染物、污染源

污染物：指进入环境以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。

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筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制的对象，称之为优先污染物或优先控制污染物。

污染源：造成环境污染的污染物发生源称为污染源。

按人类社会活动功能：工业污染源（最多）、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源。

按污染源空间分布方式：点污染源与面污染源

点污染源：污染物发生于某一局部较小范围，一般有固定的排污口。如工厂的排污口，形成以管口为中心的圆形扩散污染。

面污染源：其特点是没有固定的排放点，分布广而散，污染物浓度较低，但总量很大。

3、污染物在环境中的迁移与转化

污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失过程。

迁移的方式：

⏹机械迁移（水、气、重力等）；

⏹物理－化学迁移（最重要的迁移方式）；

⏹生物迁移。

污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学、生物作用改变形态或转变为另一种物质的过程。

迁移与转化往往相伴发生。

4、生物转运（物质跨膜运输的方式）

a. 被动转运

简单扩散（自由扩散）：沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散，没有膜蛋白的协助，不需要提供能量。

脂溶性有机化合物的主要运转方式

滤过：通过生物膜上的亲水性孔道的运转过程

分子直径小的水溶性化合物的主要运转方式

2. 特殊转运

主动转运：环境污染物特异结合于一转运蛋白后被转运过膜，逆浓度梯度，能量驱动。

水溶性大分子化合物的主要转运形式

易化扩散：环境污染物特异结合于一个转运蛋白被转运过膜，转运沿着浓度梯度下降方向进行，

3.胞饮作用

少数物质与膜上的某种蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为吞噬，液体物质的这一转运称为胞饮。

5、生物转化的具体过程（相I、相II反应）

相Ⅰ反应：外源性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（-OH、-SH、-COOH、-NH2）或进一步使这些活性基团暴露。

相Ⅱ反应：指在酶的催化下，外源性化合物的相Ⅰ反应产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。

6、生物浓缩、生物积累和生物放大

生物浓缩：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。

生物积累：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，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。

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。

7、金属的生物转化

◆金属的毒性影响因素：金属的浓度、金属的存在状态

◆金属的微生物转化微生物对金属的毒性转化，主要是氧化还原和甲基化作用

第二章污染物对生物的影响

1、酶的诱导作用、抑制作用

（一）酶活性的诱导

能诱导酶的化合物大都属于有机亲脂性化合物，并且有较长的生物半衰期。其诱导作用是：增加酶的合成速度（转录）降低酶蛋白的分解

混合功能氧化酶MFO是污染物在体内进行生物转化相Ⅰ反应过程中的关键酶系。

抗氧化防御系统酶（1）超氧化物歧化酶（SOD）

（2）谷胱甘肽过氧化酶（GPx）

（3）过氧化氢酶（Ct）

（二）酶的抑制作用

⏹不可逆性抑制

由于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。如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用。

⏹竞争性抑制

⏹非竞争性抑制

⏹反竞争性抑制

1.ATPase

2.乙酰胆碱酯酶（AchE）

3.δ-氨基乙酰丙酸脱氢酶（ALAD）

4.蛋白磷酸酶

2、抗氧化防御系统

抗氧化防御系统酶

活性氧（Reactive Oxygen Species）：带有2~3个电子的分子氧还原产物，主要有：·OH、O2-、H2O2

抗氧化防御系统组成：

水溶性组分，如谷胱甘肽（GSH）、维生素C

脂溶性组分，如维生素E、β-胡萝卜素

酶，如谷胱甘肽过氧化酶（GPx）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）

3、靶器官效应器官蓄积器官

●靶器官：污染物质被吸收后可随血流分布到全身各个组织器官，但其直接发挥毒作用的部位往往

只限于一个或几个组织器官，这样的组织器官称为靶器官。