《环境生物学》(孔繁翔版)总结
环境生物学绪论
01
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04
本章主要讨论以下三方面的内容:
环境与环境问题
环境科学概述
环境生物学概述
绪 论
1 环境概念:
请思考以下三个问题:
“这里环境真优美!”中的“环境”指的是什么?
作为环境科学术语的“环境”指的是什么?
生态学中“环境”的概念又是什么?
一般工具书中定义的“环境”概念 是指人以外的客观事物,将环境作为一种人以外的客观存在来加以定义,如新华字典中定义为:周围的一切事物。 作为环境科学术语的“环境”概念 环境科学所研究的中心事物是“人”,则环境是以人类为主体的外部世界,是“人类生存的环境”,在此基础上定义: 影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和。 生态学中“环境”的概念 生态学研究的中心事物是“生物”,则环境是以整个生物界的生命为主体,是“生物生存的环境”,可定义: 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。 小结: “环境”具有相对性,在不同的学科中含义不同,主体的改变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的产物,环境是人类生存的物质基础,环境在影响人类生产、生活的同时,人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密切联系,相互作用。
指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化,以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问题。 其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产物。 其实质是由于人类活动超出了环境的承受能力,对其所赖以生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用,导致人与其生存环境的不协调。
环境问题的概念
环境科学的研究对象
1
环境科学的任务
环境科学的任务是揭示人类-环境矛盾的实质,研究两者之间的辨证关系,掌握其发展规律,调控人类-环境之间的物质和能量交换过程,寻求解决矛盾的途径和方法,以改善环境,促进人类社会的向前发展。
环境生物学 孔繁翔主编
(三)交通运输污染源:这类污染源主 要是:运行中发出噪声、引起振动; 运载的有毒有害物的泄漏;或是清 洗车体、船体的扬尘,污水(油轮 压舱水);汽油、柴油、煤油燃料 燃烧、城市汽车的尾气等。
(四)生活污染源:消耗能源排出废气 造成大气污染;排出生活污水造成 水体污染;城市排出的厨房垃圾、 废塑料、废纸、金属、煤灰和渣土 等造成环境污染。
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。
(一)循环过程
污染物质入海后的生物转移和转送过程
蒸发
大气污染物
地表径流
地表水 污染物
土壤污染物
蒸发
(一)迁移方式
1. 机械迁移 ① 水的机械迁移作用,即污染物在水体中的扩散作用和
被水流搬运。
② 气的机械迁移作用,即污染物在大气中的扩散作用和
被气流搬运。
③ 重力的机械迁移作用。
(一)迁移方式
2. 物理-化学迁移 ➢ 无机污染物是以简单的离子、络离子或可溶性
(二)影响迁移的因素 污染物在环境中的迁移受到两方面因素的制约: 1. 内部因素:组成该物质的元素所具有的组成化合
物的能力、形成不同的电价离子能力、水解能力、 形成络合物的能力和被胶体吸附的能力等。 2. 外部因素:主要是环境的酸碱条件、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。
(其中有气体污染物,也有气溶胶)所形成的烟雾现象,
称为光化学烟雾。
臭氧的形成:
HO、NO3
醛、酮、醇、酸
过氧自由基
O3
硫酸烟雾的形成:
燃煤
氧化
H2O
SO2
SO3
硫酸烟雾
孔繁翔《环境生物学》课后习题第一~四章
绪论P181.你认为环境科学的形成及其研究范畴与传统学科有哪些异同?(略)环境生物学: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,是环境科学的一个分支学科。
(加)2.环境生物学的研究对象和目的是什么?P9环境生物学研究生物与受人类干扰(包括人类活动对生态系统造成的污染和人类活动对生态系统的影响和破坏即对自然资源得不合理利用)的环境之间的关系。
(加)研究对象为:环境污染引起的生物效应和生态效应及其机理,生物对环境污染的适应及抗性机理,利用生物对环境进行监测和评价的原理和方法;生物或生态系统对污染的控制与净化的原理与应用;自然保护生态学和恢复生态学及生物修复技术。
目的:为人类维护生态健康,保护和改善人类生存与发展的环境,合理利用自然资源提供科学基础,促进环境与生物的相互关系以利于人类的生存和社会的可持续发展。
3.环境生物学在环境科学研究中有哪些作用?(略)4.如何开展环境生物学的研究?P11野外调查和试验;实验室试验;模拟研究。
第一章环境污染的生物效应P671.概念解释环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
P21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。
P22污染源:向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。
或造成环境污染的污染物发生源。
P23污染物:进入环境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,是造成环境污染的重要物质组成。
P24优先控制污染物: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,因而提出的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。
P26污染物形态:环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
P30污染物迁移: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、消失的过程。
环境生物学超给力总结
环境生物学: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,是环境科学的一个分支学科。
对象---生物与受人类干扰的环境之间相互关系,目的---为人类维护生态健康,保护和改善环境,为合理利用自然和自然资源提供科学基础,促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。
任务--- ①阐明环境污染的生物学或生态学效应。
②探索生物对环境污染的净化原理,提高生物对污染净化的效率。
③探讨自然保护生物学和恢复生态学的原理与方法。
内容:①环境污染的生物效应②环境污染的生物净化③保护生态学方法:①野外调查和试验②实验室试验③模拟研究发展趋势:生态毒理学研究环境污染的生物净化环境生物技术的发展保护生态学环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
(环境化学效应:在各种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果.环境物理效应:物理作用所引起的环境效果.)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。
污染源:向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。
或造成环境污染的污染物发生源。
污染物:进入环境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,是造成环境污染的重要物质组成。
优先控制污染物: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,因而提出的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。
污染物形态:环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物迁移: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、消失的过程。
污染物转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
污染物在环境中的迁移方式机械迁移(水、气、重力);物理化学迁移(最重要的形式);生物迁移(吸收、代谢、生长、死亡等)。
环境生物学期末考试重点总结(精选5篇)
环境生物学期末考试重点总结(精选5篇)第一篇:环境生物学期末考试重点总结环境生物学.污染物在环境中的迁移方式,转化方式,影响因素及举例?答:迁移是位置变换,转化是性质的改变。
迁移方式:机械迁移,物理化学迁移,生物迁移。
生物迁移的动力:生物的生理代谢。
转化方式:物理转化,化学转化,生物转化。
生物转化:外源化合物(相Ⅰ,产生活性基因)→一级代谢物(有害作用)(排出体外)(相Ⅱ)→二级代谢物→排出体外影响因素:a内部因素 b外部因素举例:①大气中的碳氧化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)等气态污染物(一次污染物)在阳光(紫外线)作用下发生化学反应生成O3、PAN及其他类似的氧化性物质(二次污染物)。
②水体中的氧化还原类型,氧气充足(湖面),分解产物为H2O、CO2、NO3-、SO2(2-)等;而(水底)缺氧分解为NH3、H2S和CH4,造成水质恶化。
2.污染物的吸收。
结合吸收,消化部分,主要动物的吸收,吸收消化部位,几种方式,影响因素影响因素:污染物性质,环境条件。
动物吸收方式:①呼吸系统吸收:呼吸道→肺→血液②消化系统吸收:(影响因素:pH,溶解性消化作用强度)主要部位:胃和小肠③皮肤吸收:通过角质、皮质、汗腺。
影响因素:皮质完整与否,不同部位的皮肤;接触面积、时间、温度;污染物本身理化性质。
3..污染物的转化。
相Ⅰ,相Ⅱ反应(举例)生物转化:外源化合物进入生物机体后在相关酶系统的催化下代谢变化的过程外源化合物(相Ⅰ,产生活性基因)→一级代谢物(有害作用)(排出体外)(相Ⅱ)→二级代谢物→排出体外相Ⅰ反应:改变外源化合物的化学结构,形成活性基因,或进一步使其暴露,产生一级代谢产物。
①氧化反应⑴微粒体的氧化(在微粒体内氧化):脂肪族烃基氧化;芳香族烃基氧化;胺氨,环氧化;硫氧化;磷氧化。
⑵非微粒体氧化:二胺的氧化;醇醛的氧化。
②还原反应⑴微粒体还原:硝基还原;偶氮还原;还原性脱卤。
⑵非微粒体还原:醇醛酮的还原;氮氧化物的还原。
环境生物学个人总结
名词解释1、环境生物效应是指各种环境因数变化而导致生态系统变异的效果。
2、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、再到原来溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降曲线,称之为氧垂曲线。
3、生物转运是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、分布和排泄等过程的总称。
4、生物转化是指外源化合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。
5、生物浓缩是指生物机体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,使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
6、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种元素或难分解的化合物,以致随着生长发育,浓缩系数不断变大的现象。
7、生物放大是指在生态系统中,由于高营养级生物以低营养级生物为食,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。
8、污染物进入机体后,对各种器官并不产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用这种器官称为靶器官。
9、污染物作用于靶器官后,其毒作用直接由靶器官表现出来,则此疤器官是效应器官。
10、蓄积器官是污染物毒物在体内的蓄积部位。
11、协同作用是指两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内先后与机体接触,其对机体产生的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。
12、相加作用是指多种化学污染物混合所产生的生物学作用强度等于其中各种化学污染分别产生的作用强度的总和。
13、独立作用是指多种化学污染物各自对机体产生毒性作用的机理不同,互不影响。
14、拮抗作用是指两种或两种以上的化学污染物同时或数分钟内先后输入机体,其中一种化学污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作用,使其减弱,或两种化学污染物相互干扰,使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于两种化学污染物任何一种单独输入机体的强度。
孔繁翔《环境生物学》课件讲义
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
1、环境污染(Environmental Pollution)
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发展产生不利影响的现象.主要指人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。
(如人们生产和生活活动中排放的废水、废气和废渣,使环境中有毒物质的浓度急剧增加)。
2)、环境污染的来源及种类
环境污染来源:
自然因素:
天然环境:砷、氟过多——生物地球化学性疾病
自然灾害:火山爆发、风暴、火灾等。
人为污染(主要来源)
工业“三废”、生活“三废”、农业生产、医源性污染、
战争、其它
4.优先污染物(Priority Pullutant):
环境中有毒化学物质数量众多,在环境管理中,不可能对全部污染物进行控制,只能根据社会经济技术条件和环境管理的需要,有步骤地控制最具代表性的、具有较大排放量的、对人体健康和生态平衡危害大的、或具有较大潜在危险性的有毒污染物。
4.优先污染物(Priority Pullutant):
定义:指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对象的污染物,称之为优先污染物或优先控制污染物。
美国是最早开展优先检测的国家。
我国水中优先控制污染物有68种,书中p27表1-2所示。
第二节污染物在环境中的迁移和转
化。
《环境生物学》孔繁翔总结
环境生物学:研究生物与受人类搅乱的环境之间相互作用规律及其机理的科学,是环境科学的一个分支学科。
对象 ---生物与受人类搅乱的环境之间互有关系,目的 ---为人类保护生态健康,保护和改进环境,为合理利用自然和自然资源供应科学基础,促进环境和生物的互有关系以有利于人类的生计和社会的可连续睁开。
方法 ---①野外检查和试验②实验室试验③模拟研究。
环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转变,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其他生物的生计和睁开产生不利影响的现象。
优先控制污染物:由于有毒物质品种众多,不能能对每一种污染物都拟定控制标准,所以提出的在众多污染物中精选出潜藏危险大的作为优先研究和控制的对象。
污染物迁移:污染物在环境中发生的空间地址的搬动及其惹起的富集、分别、消失的过程。
污染物在环境中的迁移方式机械迁移〔水、气、重力〕;物理化学迁移〔最重要的形式〕;生物迁移〔吸取、代谢、生长、死亡等〕。
污染物形态:环境中污染物的外面形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物转变:污染物在环境中经过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
转变形式有物理、化学、生物转变。
在大气中,以光化学氧化、催化氧化反响为主;在水体中,氧化复原作用,配合作用,生物降解作用;在土壤中,生物降解为主。
氧垂曲线 :在河流碰到大量有机污染时,由于有机物这类氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着污染源到河流下游必然距离内 ,再到原来的溶解氧水平 ,可绘制成一条溶解氧下降的曲线(干净区 ,分解区 ,腐败区 ,恢复区 ,干净区 )。
生物转运:环境污染物经各种路子和方式同生物机体接触而被吸取、分布和排泄等过程的总称。
方式:被动转运〔简单扩散和滤过〕生物膜不起主动作用 ,不用耗细胞的代谢能量;特别转运〔主动运输和易化扩散〕拥有特定结构的环境污染物和生物膜中蛋白质组成的载体形成可逆性复合物进行转运 ,生物膜又主动选择性;胞饮作用〔吞噬作用和胞饮作用〕生物膜变形。
2024版环境生物学课件孔繁翔高等教育出版社
03
生物对环境的适应与进化
生物的适应性
形态适应
生物通过改变身体形态和结构来适应环境,如动物的体型、骨骼和 肌肉结构,植物的叶片形态和根系结构等。
行为适应
生物通过改变行为方式来适应环境,如动物的迁徙、觅食和繁殖行 为,植物的向光性、向地性和向水性等。
生理适应
生物通过改变生理机能来适应环境,如动物的体温调节、代谢速率 和呼吸方式,植物的光合作用、水分吸收和养分转运等。
相互作用关系及其对环境的影响。
03
与生物学的关系
环境生物学是生物学的重要分支之一,它运用生物学的基本原理和方法
来研究生物与环境之间的相互作用关系,同时也促进了生物学的发展。
02
环境因子与生物的关系
光照因子对生物的影响
光照强度
光照强度直接影响植物的光合作 用,进而影响其生长和发育。同 时,光照强度也影响动物的视觉 和行为。
环境生物学与其他学科的关系
01
与生态学的关系
环境生物学与生态学密切相关,生态学是研究生物与环境之间相互作用
关系的科学,而环境生物学则更侧重于从分子、细胞到个体、种群和群
落等不同层次上研究生物对环境的适应和响应。
02
与环境科学的关系
环境科学是研究人类活动对环境的影响以及环境保护和治理的科学,而
环境生物学则是环境科学的重要分支之一,主要研究生物与环境之间的
包括生物种类、污染物性质、环境条件 等。不同生物对污染物的净化能力不同, 污染物的性质如可溶性、挥发性、稳定 性等也会影响生物净化的效果。环境条 件如温度、湿度、pH值等也会影响生 物净化的进行。
生物净化技术在环境治理中的应用
大气污染治理
水体污染治理
土壤污染治理
《环境生物学》 第三章
• 五、胞内共价结合和自由基损伤机制
• (一)共价结合机制
• 共价结合是重要的细胞损害机制之一,可 解释一些CAFs的中毒作用。CAFs或其具 有活性的代谢产物上具有亲电子基,可与 生物机体内核酸、蛋白质、酶、膜脂等分 子中的亲核部位或基团发生共价结合,形 成稳定的加合物(adducts),从而不可逆 地改变这些生物大分子的化学结构与生物 学功能。
二、BAFs的生物学效应
• 1、病原微生物污染
• 病原微生物是指能够使人或者动物致病的 微生物。
• 2、他感作用
• 他感作用是是指一种植物(包括微生物) 通过释放某些化学物质到环境中,而对其 它种属植物(包括微生物)产生直接或间 接的有害影响。
DNA损伤示意图
• DNA损伤修复是生物保持遗传机构相对稳 定的重要因素,主要修复途径有:
• 1、光复活修复(photoreactivation repair )。
• 2、切除修复(excission repair)。 • 3、错配修复(mismatch repair)。 • 4、重组修复(recombination repair)。 • 5、SOS修复(SOS repair)。
• 一、靶位点结合机制
• CAFs损伤作用的靶位点通常是CAFs及其 代谢产物与生物体接触的部位,或是生物 转运和生物转化发生的部位,CAFs这种特 异性的损伤作用,主要取决于CAFs本身的 理化性质,同时也与生物体靶位点的生物 大分子结构及其功能密切相关。
• 二、生物膜损伤机制
• 生物膜的正常结构对维持机体内的生物转 运、信息传递及内环境稳定至关重要,而 CAFs在机体内的生物转运和生物转化过程 均与生物膜有关。近年来,环境毒理学发 展了一个新的分支――膜毒理学,主要研 究CAFs对生物膜的组成成分和生物物理功 能、膜上的酶或受体、信息传递和物质转 运过程的影响和损伤。
环境生物学知识点总结孔繁翔考题
环境生物学知识点总结孔繁翔考题一、选择题。
1. 环境生物学研究的对象是()A. 生物与受人类干扰的环境之间的相互关系。
B. 所有生物与环境之间的相互关系。
C. 仅人类与受人类干扰的环境之间的相互关系。
D. 生物与自然环境之间的相互关系。
解析:环境生物学主要关注生物与受人类干扰的环境之间的相互关系。
因为随着人类活动对环境影响的加剧,研究这种特定关系有助于理解和解决环境问题。
所以答案为A。
A. 苔藓植物。
B. 硅藻。
C. 颤蚓。
D. 麻雀。
解析:颤蚓是一种典型的水体有机污染指示生物。
在有机污染较为严重的水体中,颤蚓的数量往往会增多。
苔藓植物更多的是指示大气污染和土壤污染;硅藻可以作为水体营养状况等多种环境状况的指示生物,但对于有机污染程度指示作用不如颤蚓明显;麻雀不能很好地指示水体有机污染程度。
所以答案为C。
二、名词解释题。
1. 环境生物效应。
解析: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。
例如,环境污染(如化学物质污染、放射性污染等)会引起生物在生理、生化、遗传等方面发生变异,从而影响生物的生长、发育、繁殖等生命活动,这种因环境因素引起生物在行为、生理、生化和遗传特性等方面发生的改变就是环境生物效应。
2. 生物监测。
解析:生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应来阐明环境污染状况,从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。
例如通过分析树木年轮中污染物的含量、观察水生生物的种类和数量变化等方式来监测环境的污染程度和变化趋势。
三、简答题。
1. 简述生物多样性的价值。
解析:(1)直接价值:食用价值:许多生物可作为人类的食物来源,如农作物、鱼类等。
药用价值:众多植物和动物具有药用功效,例如人参、灵芝等植物以及某些蛇类等动物可用于制药。
工业原料价值:例如木材可用于建筑、造纸等工业领域;一些植物油脂可用于化工原料。
(2)间接价值:调节气候:植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气,森林在调节区域气候、维持降水平衡等方面具有重要意义。
环境生物学,绪论2006
六、发展趋势 生态毒理学( 生态毒理学(Ecotoxicology) ) 环境污染的生物净化
废水生物处理技术
环境生物技术(Environmental 保护生态学: 保护生态学:
自然保护生物学 恢复生态学
Biotechnology) )
环境生物技术: 环境生物技术:环境监测与评价的生物学技术和污染净化的生 物学强化技术。 物学强化技术。
生态毒理学( 生态毒理学(Ecotoxicology) )
研究环境压力对生态系统内的生物和环 境的综合影响, 境的综合影响,尤其是种群和群落的生态学 和毒理学效应。毒物-环境-生物, 和毒理学效应。毒物-环境-生物,宏观上 称污染生态学。 称污染生态学。
绪论
三、任务: 任务
阐明污染的生物学或生态学效应: 阐明污染的生物学或生态学效应: 探索分子—个体 种群—群落 个体—种群 群落—生态 探索分子 个体 种群 群落 生态 的效应及机理, 系统污染 的效应及机理,发展环境质量 生物学监测与评价方法。 生物学监测与评价方法。 探索生物对环境污染的净化原理, 探索生物对环境污染的净化原理,提高生 物对污染净化的效率。 物对污染净化的效率。 探讨自然保护生物学和恢复生态学原理与 方法。 方法。
绪论
四、研究方法(对象决定方法)
野外调查和试验:第一性的 实验室试验:人工控制条件,具稳
定性和重复性,但与野外条件差别大。
模拟方法:系统分析为基础,计算机
和近代数学结合的方法
绪论
五、发展过程: 发展过程:
工业革命后, 环境污染的生物学效应,水污染的生 工业革命后 环境污染的生物学效应 水污染的生 物监测。 物监测。 1902,克尔威茨 ,克尔威茨Kolkwitz和 马森 和 马森Marssond提出 提出 污水生物系统” “污水生物系统”。 1917,活性污泥法处理城市生活污水,开始在 处理城市生活污水, ,活性污泥法处理城市生活污水 英国罗彻斯特,美国休斯顿应用。 英国罗彻斯特,美国休斯顿应用。 50-60年代,污染生态学应运而生。 年代, 生态学应运而生 年代 污染生态学应运而生。 60年代,环境生物学从生物学中分化独立为一 年代, 分化独立为一 年代 环境生物学从生物学中分化独立 个学科。卡逊1962年所著《寂静的春天》。 年所著《 个学科。卡逊 年所著 寂静的春天》 各专业期刊创立(段P12-14) 。 )
环境生物学复习总结(全)
环境生物学复习环境生物学(Environmental Biology):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环境污染(Environmental Pollution):是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,是环境系统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影响的现象。
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。
环境化学效应:是在多种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果,如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。
生物浓缩(bioconcentration):生物机体或在同一营养级上的多种生物种群,从所栖息的环境中蓄积化学物质使生物体内化学物质浓度大于环境中浓度的过程。
生物积累(bioaccumulation):生物通过吸收、吸附或吞食,从环境中浓缩某些元素或难分解的物质,并在整个生命周期中不断浓集的现象。
生态入侵:人类有意或无意地把某种生物带进新的地区,倘若当地适于其生存和繁衍,它的种群数量便开始增加,分布区也会逐渐扩大,这就是生态入侵。
环境问题:是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化,以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。
人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中,自然环境仍以其固有的自然规律变化着。
社会环境一方面受自然环境的制约,也以其固有的规律运动着。
人类与环境不断地相互影响和作用,产生环境问题。
环境监测:指通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。
环境检测的过程一般为接受任务,现场调查和收集资料,监测计划设计,优化布点,样品采集,样品运输和保存,样品的预处理,分析测试,数据处理,综合评价等。
环境监测的对象:自然因素,人为因素,污染组分。
环境监测包括:化学监测,物理监测,生物监测,生态监测。
活性污泥:微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称.微生物群体主要包括细菌,原生动物和藻类等.其中,细菌和原生动物是主要的二大类.活性污泥主要用来处理污废水。
环境生物学的试题和答案
《环境生物学(孔繁翔)》_课后习题答案及复习重点61-2不需要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密集布点;缺点:反应不够迅速,无法精确检测某些污染物的含量;易受环境因素的影响,如季节和地理环境等;4、好氧生物处理与厌氧生物处理有哪些主要区别?;答:(1)起作用的微生物群种不同(2)产物不同(;5、请叙述基因工程的基本过程以及所涉及的重要工具;答:基本过程:1.制备目的基因2.选择合适的载体;4不需要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密集布点。
缺点:反应不够迅速,无法精确检测某些污染物的含量,精度不高。
易受环境因素的影响,如季节和地理环境等。
4、好氧生物处理与厌氧生物处理有哪些主要区别?答:(1)起作用的微生物群种不同(2)产物不同(3)反应速度不同好氧分解速度快,厌氧分解转化速度慢,效率低,时间长(4)对环境条件要求不同好氧生物处理要求充足供氧,对其它环境条件要求不太严格;厌氧生物处理要求绝对厌氧环境,对其它环境条件(如pH值,温度等)要求甚严,一般要求有机物浓度>1000mg/l。
(5)受氢体不同。
好氧生物以分子态氧为受氢体,厌氧生物以化合态盐、碳、硫、氮为受氢体5、请叙述基因工程的基本过程以及所涉及的重要工具酶。
答:基本过程:1.制备目的基因 2.选择合适的载体,将目的基因与载体相连接生成重组DNA分子 3.将重组DNA分子导入受体4.对目的基因的筛选和检测5.目的基因在受体细胞的表达重要工具酶:限制性内切酶、 DNA连接酶6、什么是水体自净?自净过程中主要发生了哪些作用?可根据哪些指标判断水体自净程度?答:受污染的水质自然地恢复原样的现象成为水体自净发生的作用:物理作用:稀释、沉降化学作用:氧化、还原、凝聚生物作用判断指标:1.有机物的浓度 2.生物的相 3.溶解氧的浓度7、简述污染物对生物大分子的影响。
答:污染物及其活性代谢产物可直接与生物大分子反应,共价结合,导致生物大分子的化学性损伤,从而影响生物大分子的功能,引起一系列生物学反应,产生毒效应8、在生物测试中,受试生物一般应符合哪些条件?1. 受试生物对试验毒物或因子具有敏感性○2.受试生物应具有广泛的地理分布和足够的数量,并在全年中在某一实际区域范答:○3.受试生物应是生态系统的重要组成,具有重大的生态学价值○4.在实验室内易于培养和繁殖○5受试生物应具有丰富的围内可获得○6.受试生物对试验毒物或因子的反应能够被测生物学背景资料,人们已经清楚了解受试生物的生活史、生长、发育、生理代谢等○7.受试生物应具有重要的经济价值和旅游价值,应考虑人类食物链的联系定,并具有一套标准的测定方法或技术○9、厌氧生物处理废水的原理是什么?简述厌氧发酵的生化过程。
环境生物学复习汇总
一.绪论1.环境生物学: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。
2.环境生物学的研究目的:在于为人类维护生态健康,保护和改善环境,为合理利用自然和自然资源提供科学基础,促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。
3.环境生物学的研究对象:生物与受人类干扰的环境之间相互关系。
4.环境生物学的研究方法:野外调查和试验、实验室试验、模拟研究第一章、环境污染物在生态系统中的行为1.环境污染:主要指人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其它生物的正常生存和发展的现象。
而自然过程引起的同类现象称为自然突变或异常。
按污染物性质: 生物、化学、物理污染按污染物形态:废气、废水、固体废弃物、噪声、辐射污染2.环境效应:环境污染所导致的环境变化。
分类—按环境变化的性质:生物、化学、物理效应环境生物效应:指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果。
环境化学效应:在多种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果。
如:酸雨、光化学烟雾等。
环境物理效应:物理作用引起的环境效果。
(温室效应、地面沉降、热、噪声)八大公害—P223. 污染源:通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。
污染源:工业、农业、交通运输、生活污染源(按人类社会活动功能)自然来源(活动的火山或矿床)、人为来源(来自人类活动,影响范围广、危害大,如工业三废)污染物:指进入环境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的生存和发展的物质。
产生途径:生产性污染物和生活污染物在环境中物理、化学性状:一次污染物和二次污染物:二次污染物是指进人大气的一次污染物之间相互作用或一次污染物与正常大气组分发生化学反应,以及在太阳辐射线的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物,它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重。
4.优先污染物:指在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物,亦称优先控制污染物。
环境生物学复习总结
环境生物学(Environmental Biology):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环境污染(Environmental Pollution):是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,是环境系统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影响的现象。
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。
环境化学效应:是在多种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果,如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。
生物浓缩(bioconcentration)生物机体或在同一营养级上的多种生物种群,从所栖息的环境中蓄积化学物质使生物体内化学物质浓度大于环境中浓度的过程。
生物积累(bioaccumulation)生物通过吸收、吸附或吞食,从环境中浓缩某些元素或难分解的物质,并在整个生命周期中不断浓集的现象。
生物迁移:污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移污染物的生物转化:是指通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化水体的富营养化(Eutrophication)作用:是指大量的氮磷等营养元素物质进入水体,使水中藻类等浮游生物旺盛增殖,从而破坏水体的生态平衡的现象。
靶器官(Target Organ):污染物进入机体后,对个器官并不产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用,这些器官称为靶器官。
行为毒性(Behavioral Toxicity):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。
生物测试(Bioassay):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,所导致的影响或危害。
生物半减期:是指一种外来化合物在体内消除到原有浓度的一半所需要的时间。
环境质量(Environmental Quality):是指环境素质的优劣程度。
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环境生物学: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,是环境科学的一个分支学科。
对象---生物与受人类干扰的环境之间相互关系,目的---为人类维护生态健康,保护和改善环境,为合理利用自然和自然资源提供科学基础,促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。
方法---①野外调查和试验②实验室试验③模拟研究。
环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
优先控制污染物: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,因而提出的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。
污染物迁移: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、消失的过程。
污染物在环境中的迁移方式机械迁移(水、气、重力);物理化学迁移(最重要的形式);生物迁移(吸收、代谢、生长、死亡等)。
污染物形态:环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
转化形式有物理、化学、生物转化。
在大气中,以光化学氧化、催化氧化反应为主;在水体中,氧化还原作用,配合作用,生物降解作用;在土壤中,生物降解为主。
氧垂曲线:在河流受到大量有机污染时,由于有机物这种氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着污染源到河流下游一定距离内,再到原来的溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降的曲线(清洁区,分解区,腐败区,恢复区,清洁区)。
生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
方式:被动转运(简单扩散和滤过)生物膜不起主动作用,不消耗细胞的代谢能量;特殊转运(主动运输和易化扩散)具有特定结构的环境污染物和生物膜中蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运,生物膜又主动选择性;胞饮作污染物的吸收:动物1、呼吸系统吸收:(1)气体和蒸气——化合物,被动扩散(2)气溶胶——被动扩散;2、消化管吸收3、皮肤吸收——吸收途径:(1)通过表皮脂质屏障(2)通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器直接进入真皮吸收阶段:第一阶段:穿透相,污染物透过表皮进入真皮第二阶段:吸收相,污染物由真皮进入乳头层毛细血管植物途径:(1)根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分;(2)暴露在空气中的植物地上部分,主要通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物;(3)有机化合物蒸气经过植物地上部表皮渗透而摄入体内。
生物转化:是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。
外源化合物:除营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的生命物质以外,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。
过程:一般分为I、II两个连续的作用过程。
在过程I(相I反应)中,外源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,形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露。
在过程II(又称相II反应)中,相I反应产生的一级代谢物在另外的一些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,极性有所增强,利于排出。
相II反应:又叫结合反应,指在酶的催化下,外源化合物的相I反应产物或带某些基团的外源化合物与细胞内物质的结合反应。
主要反应:相I反应(代谢反应):氧化反应,还原反应,水解反应;相II反应:葡萄糖醛酸化,硫酸化,甲基化等等。
生物浓缩: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,使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
生物积累: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种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。
生物放大: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。
浓缩系数:BCF,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的比值。
(可用以表示生物浓缩的程度)机理:污染物通过生物呼吸、食物和皮肤吸收等多种途径进入生物体内,然后通过血液循环分散至生物体的各个部位,被生物的多种器官和组织吸收浓缩。
生物各种器官和组织对某污染物的浓缩程度,取决于该物质在血液中的浓度,生物组织与血液对该物质的亲合性的差异以及生物组织对该物质的代谢。
生物污染:对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品,影响生物产量和质量,危害人类健康,这类污染称为生物污染。
生物对环境污染物作用的双重性(举例)?(1)生物引起的环境污染:a环境中的病原微生物。
[霍乱弧菌对饮水的污染易导致霍乱暴发流行。
]病原微生物使人、家禽、家畜和植物致病;b水体富营养化[赤潮,水华]。
水体富营养化影响水体外观、气味、水生生物,产生毒素,污染饮用水;c微生物代谢产物环境污染[肉毒梭菌产生的肉毒毒素属剧毒物质,易引发食物中毒。
]如H2S 气体难闻且使人中毒,酸性矿水危害周围生物,硝酸和亚硝酸致病致癌,微生物毒素污染食品。
(2)生物对环境的净化:a对有机物的生物降解[分解者对粪便尸体的分解作用];b重金属的生物转化[汞砷硒的氧化、还原和甲基化]。
汞Hg:在有氧条件下,某些细菌使元素汞氧化或使二价汞还原为元素汞;在甲基钴氨素参与下使汞甲基化;汞的甲基化与其脱甲基化过程保持动态平衡。
砷As:某些细菌氧化亚砷酸盐为砷酸盐,毒性减弱;在土壤中三价砷氧化为五价;霉菌使砷化物甲基化形成剧毒的三甲基砷。
污染物进入机体之后,首先引起机体的一系列的生物化学变化两种:1 防护性生化反应用来保护生物体抵抗污染物的伤害机理:通过降低细胞中游离的污染物浓度,从而防止或限制细胞组成部分可能的有害反应,消除对机体的影响。
多环芳烃污染的河水对鱼的混合功能氧化酶具有诱导作用。
抑制作用:污染物与酶的中心功能基团结合而抑制酶的活性。
举例:DDT对Na+/K+ ATPase(腺三磷酶)和Mg-ATPase有抑制作用。
2.阐述污染物对生物大分子的影响。
污染物及其活性代谢物可直接与生物大分子反应,共价结合(蛋白质、核酸、脂肪酸等),导致生物大分子的化学性损伤,从而影响生物大分子的功能,引起一系列生物学反应,产生毒性效应。
抑制生物大分子的合成。
3.污染物在细胞水平上的影响有哪些?(1 细胞膜2 细胞器:线粒体光面内质网和粗糙内质网)表现为对细胞结构和功能的改变:引起细胞膜脂过氧化作用导致细胞膜损伤;影响细胞膜的离子通透性;与细胞膜上受体结合,干扰受体正常生理功能(细胞膜)。
引起线粒体膜和嵴形态结构的改变,影响氧化磷酸化和电子传递功能;污染物经代谢活化产生自由基,导致内质网结构和微粒体膜的一些重要组分(如MFO)的破坏;阻碍叶绿素合成,加速叶绿素分解,破坏叶绿体超微结构,影响光合作用;影响微管、微丝、高尔基体等其他细胞器(细胞器)。
4.靶器官?对生物组织器官的影响。
靶器官:污染物进入机体后,对各器官并不产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用,这些器官称为靶器官。
影响:植物吸收大气污染物后,导致叶组织的坏死,表现为叶面出现点、片伤害斑,造成叶、蕾、花、果等器官的脱落;农药污染也能对植物器官和组织产生影响。
对动物组织器官的影响较为复杂,如Pb损害造血器官和神经系统,Cd影响肝脏和肾脏,引起骨痛病;Hg引起水俣病,影响神经系统。
5.行为毒性:当一种污染物或其他因素(温度、光照、辐射等)使得动物一种行为改变超过正常变化的范围时,产生行为毒性。
影响:影响回避行为,使生物的分布区系改变,打乱原有的生态系统系统平衡;影响捕食行为,造成获得的资源减少,进一步导致生物发育和繁殖受阻;影响学习行为;影响警惕行为,增加生物死亡率,导致种群数量下降;影响社会行为。
对鸟类(有机磷农药):姿态效应的改变,对领地的失控,不能照顾后代等。
环境激素: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的内分泌功能,导致野生动物繁殖障碍,甚至能诱发人类的重大疾病,这些物质被称为环境激素。
种类: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。
危害:可使野生动物的性发育和雄性生殖器异常;使鱼类等发生性逆转,导致繁殖成功率下降;引起人体多种形式的雄性生殖系统发育障碍;与人类许多重大疾病的发生有关。
三、1.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要素单独或联合存在时,所导致的影响或危害。
基本类型:短期生物测试、中期生物测试、长期生物测试。
短期生物测试:将被测试的生物在短时间内暴露于高浓度的污染物下,测定污染物对生物机体的影响。
指标:半数致死浓度、半数抑制浓度、半数效应浓度作用:可为中期或长期试验时所应使用的毒物浓度提供必要的依据。
形式:静止式、流动式中期生物测试:介于短期和长期之间的一种生物实验方法,大多数情况下采用流动式。
长期生物测试:指在低浓度污染物作用下,暴露时间要尽可能长达受试生物的整个生活史的一类生物测试,又称全生活史生物测试。
动物要从一个卵期到下一代的卵期或更长时间内连续进行。
常使用最敏感的几个阶段进行。
生物测试的意义:监测环境质量的变化,确定单一污染物的安全浓度,研究多种污染物的联合作用的生物效应,制定污染物的排放标准和环境质量标准,污染物的生态风险评价标准与基准的比较2.受试生物的选择条件: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。
半数致死剂量:LC50,能引起一群动物的50%死亡的最低剂量。
蓄积系数:分次给受试物后引起50%受试动物出现某种毒效应的总剂量(ΣLD50(n))与一次给受试物后引起50%受试动物出现同一效应的剂量(LD50(1))的比值,即蓄积系数K=ΣLD50(n)/ LD50(1)最大无作用剂量:化学物在一定时间内,按一定方式与机体接触,按一定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。
最小有作用剂量:能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量(即,能使机体开始出现某种毒性反应的最低剂量)。
急性毒性试验和慢性毒性试验的一般程序。
急性毒性试验:选择受试生物;预试验及确定剂量组;染毒方式;观察指标;确定LD50;试验结果评价。
急性毒性试验:研究化学物质大剂量一次染毒或24h内多次染毒动物所引起的毒性试验。