环境生物学--第六章
环境生物学
环境生物学环境生物学复习大纲绪论一、环境与环境问题二、环境科学概述三、环境生物学概述重点：掌握环境生物学的定义，环境生物学任务、研究对象及研究方法。
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一、生物转运二、污染物在体内的生物转化第四节环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大一、生物浓缩二、生物积累三、生物放大四、生物浓缩系数第五节生物对污染物在环境中行为的影响一、生物引起的环境污染二、金属的生物转化重点：要求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。
思考题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、污染物形态、污染物迁移、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。
4.什么是污染物在体内的生物转化？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。
6.生物对环境有哪些污染效应？其污染后果如何？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一、对生物机体酶的影响二、对生物大分子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重点：要求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。
思考题1.名词解释：酶的诱导作用、靶器官、环境激素、行为毒性、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.污染物在细胞水平上的影响有哪些？5.什么是行为毒性？污染物对水生生物行为的影响。
环境生物学复习资料
环境生物学复习资料第一章绪论1、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科学。
2、环境生物学的研究内容：（1）污染物在生态系统中的行为及其生物效应（2）生态退化及其对生物的影响（3）生物在受损环境中的响应（4）全球变化生物学（5）生物对受损环境的监测（6）生物修复和生态重建（7）生物多样性的保护3、我国的优先研究领域：（1）严重的水土流失及其生物控制（2）干旱和半干旱的生态恢复和沙漠化防治（3）湖泊和水库的富营养化防治（4）食品、中药、饮品中有害物质的残留及清洁生产（5）环境因素和我国人群健康（6）转基因产品、生物入侵（7）生物多样性的保护第二章生物与受损环境1、自然环境：指一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总和。
2、受损环境：指在人为或自然干扰下形成的偏离自然状态的环境。
3、自然环境和受损环境两者之间的区别：4、受损环境主要有两种类型：一类是污染环境，一类是生态破坏。
5、环境污染和生态破坏的概念和实质：（1）环境污染概念：环境污染是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。
环境污染本质：环境污染在本质上是没有被完全利用的资源（一种工业和生活原料）进入到环境中所出现的后果。
（2）生态破坏概念：环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响，把这种现象称为生态破坏。
生态破坏本质：生态破坏其本质是对人类有用部分的环境因素作为资源而过度利用所出现的后果。
第三章污染物在生态系统中的行为1、生物转化：是在生物体内一种化合物变成另一种化合物的现象。
2、生物放大：是指食物链中不同层次的生物可以逐级浓缩外源性物质的作用，结果使在级别越高的生物中浓度越高。
高中生物 第六章生态环境的保护期末知识梳理 新人教版必修3
一、本章知识网络：二、知识解读：知识点一、人口增长与全球性环境问题1．人口增长对生态环境的影响解读：从图中可以看出人口增长会对生态环境带来压力。
(1)人口增加，人类需求也不断增加，为满足衣食住行的要求和经济发展，使污染物的总量增大。
大量工业、农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，使植被破坏，生物多样性锐减，影响了环境纳污量以及对有毒、有害物质的降解能力，进一步加剧了环境污染，人类生存环境进一步恶化。
(2)人类的生存资源、土地资源、森林资源、能源都是有限的，过度利用使资源减少。
2．环境污染的来源及后果3．水污染及其净化提醒解决水污染最有效的办法就是减少排放。
对不可避免产生的污水，要集中到处理厂进行净化。
通常的方法有物理沉降、化学反应分解等，最符合生态学原理的是利用生物分解的办法降解。
4．土地荒漠化(1)原因：植被破坏是土地荒漠化的主要原因，如草原的过度放牧、草原植被破坏、有益动物的大量减少、病虫害严重等，使草原植被退化，原始森林和“三北”防护林被破坏。
(2)后果：沙尘暴遮天蔽日，毁坏力极强。
(3)治理措施：合理利用和保护现有草原；部分地区退耕还林、还草；大量营造草场、灌木林和防护林，以林护草、草林结合。
知识点二、生物多样性及其保护1．生物多样性内涵及各层次间的内在关系[高考资源网] 2．生物多样性的价值(1)直接使用价值①药用价值：如蝉蜕、人参、冬虫夏草等。
②工业原料：如芦苇、霍霍巴。
③科研价值：如通过转基因技术将野生品种中的一些抗性基因转移到农作物中，从而得到抗性强的农作物新品种。
④美学价值：色彩缤纷的植物，神态各异的动物。
(2)间接使用价值：生物多样性具有重要的生态功能。
如：①土壤形成、水土保持；②净化环境。
(3)潜在使用价值：野生生物种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的使用价值目前还不清楚。
但可以肯定，这些野生生物具有巨大的潜在使用价值。
3．生物多样性成因分析及生物多样性丧失的原因(1)从分子水平看：DNA 多样性――→转录翻译蛋白质多样性→生物性状多样性（根本原因） （直接原因） （即生物多样性）(2)从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
环境生物学
绪论环境科学所研究的环境是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。
重大的环境问题：温室效应和气候变暖（环境物理效应），臭氧层破坏（环境化学效应），酸雨（环境化学效应），有毒物质污染（环境化学效应），生态环境破坏（环境生物效应）。
环境问题的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。
研究对象：生物与受人类干扰的环境间的相互关系。
研究目的在于为人类维护生态健康，保护和改善人类生存与发展的环境，合理利用自然和自然资源提供科学基础，促进环境和生物的相互关系以利于人类的生存和社会的可持续发展。
研究任务主要有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机理，提高生物对污染净化的效率③探讨自然保护的生物学和恢复生态学的原理和方法。
研究内容有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。
研究方法有①野外调查和试验②实验室试验③模拟试验。
第一章环境污染物在生态系统中的行为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。
自然过程引起的同类现象称为自然突变或异常。
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结果。
如中生代恐龙的灭绝就是当时气候变化引起的生物效应。
环境化学效应是在各种环境条件的影响下，物质之间的化学反应引起的环境效果。
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。
环境物理效应是物理作用引起的环境效果。
如热岛效应，温室效应，噪声，地面沉降等。
按污染源的来源可分为天然污染源和人为污染源。
环境生物学,绪论2006
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。
境,以人类为主体的环境 ） 以人类为主体的环境
理论基础、 理论基础、研究方法与生态学有重叠
与毒理学
毒理学：研究外来化合物对生物体毒性作用。 毒理学：研究外来化合物对生物体毒性作用。 环境生物学： 环境生物学：
生态毒理学、分子生态毒理学、遗传毒理学， 微观上， 微观上，如：生态毒理学、分子生态毒理学、遗传毒理学，深入 到细胞、分子水平。 到细胞、分子水平。
境中的变化和适应； 境中的变化和适应；如何利用生物监测指示受 损环境和改善环境质量。 损环境和改善环境质量。
4）研究生物与受人类活动干扰环境之 ）研究生物与受人类活动干扰环境之 间相互作用的科学。 间相互作用的科学。主要理论基础是生 态系统的概念，环境生物学是生态学 态系统的概念， 黄玉瑶， （黄玉瑶，2001）。 ）。 对象：受人类干扰的生态系统。 对象：受人类干扰的生态系统。 干扰： 干扰：
五、发展过程： 发展过程：
70年代，生态毒理学开始形成。 年代，生态毒理学开始形成。 年代 毒理学开始形成 1990S，生态破坏受同等重视，并在生物多样 ，生态破坏受同等重视， 性和可持续生物圈水平上有机结合。 性和可持续生物圈水平上有机结合。 大时空尺度上，小剂量污染对生物的影响。 大时空尺度上，小剂量污染对生物的影响。
环境生物学考试重点
绪论1、什么是环境生物学？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,是环境科学的一个分支学科。
2.自由发挥题（理解）P9~12环境生物学的研究对象是生物与受人类干扰的环境之间相互关系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。
环境生物学的任务：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。
环境生物学的研究内容：①环境污染的生物效应②环境污染的生物净化③保护生态学环境生物学的研究方法：①野外调查和试验②实验室试验③模拟研究第一章环境污染的生物效应3.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。
4.环境效应——环境污染导致的环境变化环境生物效应：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。
如热污染、噪声污染等。
5.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。
6.生物转运的方式及特点：必考。
7.污染物在体内的的生物转化：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。
过程：（理解）一般分为I、II两个连续的作用过程相I过程（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）或带有相应活性基团的外源性化合物与细胞内物质进行结合反应。
环境生物学复习
环境生物学复习第一章――环境生物学01（概述）社会环境和自然环境的主要环境问题P3温室效应P3臭氧层破坏P4酸沉降p6环境内分泌干扰物p7持久性有机污染物p7各学科关系p8第二章-环境生物学02（基础生物学和生态学）细胞的生命物质、细胞的形态结构和功能p5、细胞通讯p11第三章-环境生物学03（生态学基础知识）生态学基本概念、生态系统组成与功能p1、生态平衡与生态失调p4、种群生活史p5第四章-环境生物学04（污染物的环境生态行为）污染物与优先污染物污染物在环境中的迁移p2污染物形态分类p4污染物在环境中的转化p5生物膜基本结构和跨膜转运（脂水分配系数）p8环境化学物的吸收p10环境化学物质在动物体内的分布（内部屏障、血脑屏障、胎盘屏障、靶细胞和蓄水池）P14环境化学物质在植物体内的分布（凯氏带）p16化学物质的排泄p16外源化学物的生物转化（机理p19、类型p20、酶诱导与抑制p26、个体和物种差异p27）生物蓄积与浓缩p28污染物的生物放大p30第五章环境生物学05（环境污染的生物净化原理）环境污染物类型与来源治理方法概述p3污染与净化指标p5微生物对污染物的降解与转化特点p7微生物降解与转化途径与因素p8微生物降解和转化常见污染物（理解）P9忽略了p10-12危险化合物p12 P13水自净P13的生物降解性和方法第六章――环境生物学06（环境污染物的生物净化方法）一级污水处理二级污水处理（生物处理）P3好氧处理P3厌氧处理p6微生物脱氮p7微生物除磷p9固体废弃物微生物处理p9大气污染物微生物处理p11第七章环境生物学01一、生物浓缩、生物蓄积、生物放大（生物浓缩系数bcf）二、生态平衡：指生态系统的物质循环、能量流动和信息传递处于稳定、通畅的状态。
在自然生态系统中，平衡还表现为物种数量的相对稳定。
生态系统之所以能保持相对的平衡稳定状态是由于其内部具有自动调节(或自我恢复)能力。
自动调节能力是有限度的，外力干扰超过限度，就会引起生态平衡破坏，表现为结构破坏或功能衰退三、环境污染对平衡生态系统的破坏：1.结构性失调2.生物多样性减少3.污染生态系统中的生物链成员减少甚至中断。
环境生物学提纲(6 8章)
环境生物学提纲（6 8章）环境生物学提纲（6-8章）第六章生物对环境污染物的抗性第一节详述影响损坏环境或污染物生物抗性或适应▲环境中各种各样的污染物在分子、细胞、非政府、器官、个体、种群、群落以及生态系统等各个层次上对生物产生多方面的影响▲对于生物自身来说，抗性就是它们在逆境中以求存活和沿袭的确保，就是污染环境中生物多样性得以保持的基础。
▲生物对污染物的抗性整体表现为外部排挤和内部活下去通过形态学机制、生理生化机制、生态学机制等将污染物阻挡于体外（避性）；或通过结合固定、代谢解毒、分室作用等过程将污染物在体内富集、解毒（耐性）。
两方面的综合结果形成抗性。
其中生物的解毒是抗性的基础。
对生物来说，将污染物排挤于体外，并使其无法步入体内就是一种非常有效率的方法。
这样就无须消耗大量物质和能量来结合、分解污染物。
▲生物的抗性机制牵涉至形态、解剖学、细胞和分子几个层次。
主要途径有：拒绝吸收、结合钝化、代谢转化、改变代谢途径、排出体外等。
▲相同类型的生物其生活方式、形态结构、生理新陈代谢有所差异，因此，对环境污染物的响应即适应性和抗性方面也有所不同。
介绍生物对不当环境的积极响应机制，对环境保护、环境治理及生物多样性维护等具备关键意义。
▲从植物、动物、微生物三大类进行阐述第二节植物对污染物的抗性一、植物的抗性及机理（一）植物的避性（拒绝吸收）1针对不同的污染物和污染介质，植物有多种阻止污染物进入体内的方法和途径，可通过关闭气孔、分泌有机物到根际、改变土壤环境及增厚外表皮或根套。
1.植物叶片对污染物的避性：污染物通过叶片进入植物体的三个途径▲吸附渗透作用▲大气颗粒下陷累积于表面▲气孔与叶片的形态结构和气孔开闭的调节有关：角质层、木栓层等结构表面结构（光滑或粗糙）气孔的分布、数量栅栏组织与海绵组织比例角质层的共同组成和结构与污染物的稀释有关；蜡质可以制止大多数非极性有机物气孔的调节不同植物气孔的调节能力不同，因此，抗性也不同，例如，对s02的抗性，花生、番茄等抗性较强。
《环境生物学》 第六章
本章重点内容
第三节 化学逆境因子的生态风险评价
一、基本概念 二、ERA的程序 三、生态风险管理 四、案例――美国农药水生生态风险评价
环境质量的涵义
• 环境质量是指在一个具体的环境里，环境的总
体或环境的基本要素对人群的生存和繁衍及社会 经济发展的适宜程度。
• 自然环境质量和社会环境质量两个方面，自
• 生物学监测需要大量的生物个体，监测生物应具备通过 有性生殖或无性繁殖方式大量繁殖后代的能力，种质的 保存和扩大繁殖应简单易行，避免选用珍稀濒危物种。
• 用于监测时，监测生物的栽培或饲养等管理措施应便于 操作。例如选用多年生植物监测大气污染可以免除反复 播种之劳，选择易于繁殖和管理的常见生物可以降低监 测成本，提高生物学监测的实用价值。
二、生物学监测的理论依据
• （一）生命与环境的协同进化理论 • （二）生物相对适应性法则 • （三）生物富集现象 • （四）可比性和可重复性
二、生物学监测的理论依据 • （一）生命与环境的协同进化理论
生物系统与其生存环境 ，存在着相互依存和 协同进化的内在关系
开展生物学 监测的基础 和前提条件
二、生物学监测的理论依据
• 例如颤蚓类底栖动物能在溶解氧很低的条件下生 存，是有机污染十分严重的水体中的优势种，所 以成为有机污染水体代表性的指示生物。
四、指示生物和监测指标的选择
• （一）指示生物的选择 • 1、选择原则 • （3）选择遗传上稳定的生物。 • 遗传稳定性是必要条件之一。 • 在其它条件一致的情况下，遗传上稳定的监测生物可望
四、指示生物和监测指标的选择
• （一）指示生物的选择 • 2、选择方法 • （2）盆栽筛选法 • 先将待筛选的植物在没有污染的环境中盆栽培植，
【环境生物学课件】第六章 环境污染物的生物净化方法
影响微生物脱氮的因素
pH值
硝化反应要耗碱，如果污水中没有足够的碱度，随着硝化的进 行，pH值会急剧下降，而硝化细菌对pH十分敏感，硝化细菌 和亚硝化细菌分别在7.0～7.8和7.7～8.1时活性最强，在这个 范围以外，其活性就急剧下降。 两类硝化细菌的最适温度在30℃左右。
温度
溶解氧
硝化过程的DO一般应维持在1.0～2.0 mg/L。 DO对反硝化脱氮有抑制作用，但氧的存在对能进行反硝化作 用的反硝化菌是有利的，因为这类菌为兼性厌氧菌。故工艺上 最好使其交替处于好氧、缺氧的环境下，所以脱氮反应并不要 求DO保持在零的状态。如在悬浮污泥系统中，缺氧段DO应控 制在0.5 mg/L以下，在膜法系统中，可控制在1.0～2 .0 mg/L。
沉池能否有效泥水分离密切相关；
为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存环境、附着场
所。
丝状细菌
它的作用有两方面：
一方面：是活性污泥的重要组分，交叉穿织与菌胶
团内，或附着生长于絮状体表面，具有强氧化分解 有机物能力，起到一定的净化作用。
另一方面：当丝状菌的数量超过菌胶团细菌时，可
使絮状体沉降性能下降，严重时可引发污泥膨胀 （bulking）现象。
曝气池混合液静置30分钟后，沉降的污泥体积与污泥干重之比。 它反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控制在50－150之间， 若大于200，则表明发生了污泥膨胀。
污泥负荷（Ls）
单位时间内，单位重量的活性污泥能处理的有机物的数量，用kg （BOD）/kg(MLSS)•d表示。又称有机负荷率，F/M值。
碳源
环境生物学--第六章
环境生物学--第六章第三篇生物对受损环境的响应与适应第六章生物在受损环境中的响应第一节生物对污染物学抗性一、生物对污染物的拒接吸收二、生物对污染物的结合与钝化三、生物对污染物的分解与转化四、生物对污染物的隔离作用五、污染条件下生物代谢方式的变化六、生物的他感作用第二节生物入侵一、生物入侵的概念二、生物入侵的途径三、生物入侵的危害四、生物入侵的控制及长期策略第三节转基因生物学的环境行为及生物安全一、转基因生物的概念二、转基因生物的环境行为三、转基因生物的生物安全思考题推荐读物第三篇生物对受损环境的响应与适应第六章生物在受损环境中的响应生物经常面临的受损环境(damaged environment)主要是污染环境和生态退化环境。
在污染环境中，生物正常生命活动势必要同外界环境进行物质和能量交换，这样污染物程度不同地将进人生物体内。
进入生物体内的污染物，部分被分解、转化、解毒并排出体外，部分污染物残留在生物体内，并随食物链(food chain)的延伸在其他生物体内不断积累，形成了生物富积或生物浓缩这种现象(见第三章)。
在污染对生物的生命活动过程产生影响的同时，生物对污染物也有一定的抗性(resistance)和适应(adaptation)，对污染物产生的毒害作用有积极的抵抗作用，生物对污染物的这种响应(responses)主要表现为拒绝吸收、结合钝化、隔离、改变代谢方式和途径以及生物转运(bio-transport)和生物转化(bio-transformation)等。
而在生态退化的环境中，外来生物容易进入，对本地的生物产生不利的影响，形成生物入侵。
在当今社会，转基因生物被人类有意或无意地投放到自然界中，对自然生态系统中的生物也将产生潜在的影响。
本章将就上述三个问题进行分析和讨论。
第一节生物对污染物学抗性世界上所有的污染地区，即使是特别严重的污染地区，都有一定的生物仍然生存下来，有的生物依然能够完成生长发育过程，这说明生物对污染物有一定的抗性和适应性。
环境生物学1--11章
环境⽣物学1--11章环境⽣物学1、⽐较古细菌和真细菌在细胞结构上有什么不同？研究古细菌有何意义？2、微⽣物⽣长所需的营养物质有哪五类？各⾃的作⽤是什么？3、微⽣物有什么特点？4、原⽣动物有什么样的特点？举例说明原⽣动物在污⽔⽣物处理中的作⽤？5、轮⾍的主要特征有哪些？在污⽔⽣物处理中有哪些作⽤？6、叙述细胞质膜的结构及⽣理功能？7、何谓芽孢？芽孢有什么样的特点？8、放线菌在⽣产⽣活中的意义与作⽤？9、真核与原核细胞之间最显著的区别是什么？10、引起富营养化的藻类有哪些？11、真菌的特点有哪些？12、霉菌有什么样的应⽤？13、培养基的类别有⼏个？14、营养物质进⼊微⽣物细胞的⽅式有哪些？15、影响酶活动⼒的因素有哪些？16、ATP在产甲烷菌中的作⽤？1、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，是环境科学的⼀个分⽀学科。
2、环境⽣物学的研究⽅法1.野外调查和试验防⽌模拟试验的盲⽬性；2.实验室试验严格控制条件；3.⽣态模拟研究根据⼀些经验或模型，进⾏运算，得到抽象的结果。
3、微⽣物：是⾁眼看不见的必须在电⼦显微镜或光学显微镜下才能看见的微⼩⽣物的统称。
4、微⽣物的特点：1个体极⼩ 2种类繁多，分布⼴ 3繁殖快 4易变异5代谢能⼒强 6适应性强5、病毒：是没有细胞结构，是明显区别于原核微⽣物与真核微⽣物的⼀类特殊的超微⽣物。
6、原核微⽣物原核微⽣物的核很原始，发育不全，DNA链⾼度折叠形成的⼀个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界线，叫拟核。
原核微⽣物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系，如：间体和光合作⽤层⽚及其他内折。
也不进⾏有丝分裂。
原核微⽣物包括古菌（即古细菌）、细菌、蓝细菌、放线菌、黏细菌、⽴克次⽒体、⽀原体、⾐原体和螺旋体。
原核微⽣物包括真细菌的细菌门和蓝细菌门中的所有细菌原核微⽣物中古⽣菌和细菌两个域具有⼴泛多样性，依据rRNA序列将古⽣菌分为两个门：1.泉古⽣菌门2. ⼴古⽣菌门7、真核微⽣物真核微⽣物有发育完好的细胞核，核内有核仁和染⾊质。
经典：环境微生物学第六章
双螺旋结构有A、B、Z三种类型。
A型螺旋比B型螺旋拧得紧一些。 Z型螺旋是左手螺旋。
但目前公认B型螺旋是最接近天然状 态的DNA结构，也是细胞内DNA的主要存 在形式。
19
特定的种或菌株的DNA分子，其碱基顺 序固定不变，保证了遗传的稳定性。
一旦DNA的个别部位发生了碱基排列顺序 的变化, 都会导致死亡或发生遗传性状的改 变。例如:
变异（variation）
生物亲代与子代之间，子代个体之间有差异的现象， 主要体现在形态和生理性状。从分子水平讲，是遗传 信息发生了变化。
3
遗传型——生物体所携带的全部遗传因子或基因的总称。 表型——具有一定遗传性的个体在特定的外界环境中通 过生长发育所表现出来的种种形态和生理特征的总和。
有些基因结构未发生变化仅表型改变不是变异，只能 称适应或饰变（modification）。变异是基因结构发生 变化，而且往往是不可逆的变化，此变化可以遗传给子代 形成新的品种。遗传是相对的，变异是绝对的；遗传中有 变异，变异中有遗传。
基本单位－脱氧核苷酸
磷酸
脱氧
碱GACT基
核糖
15
脱氧核苷酸的种类
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
16
DNA的化学结构示意图
连
A
T
T
A
接
G
C
C
G
17
要点
(1) DNA由2条反平行的脱氧多核苷酸链构成，两条
链绕同一中心轴盘旋而形成右手双螺旋。
(2) 每条主链由磷酸和脱氧核糖相间连接而成，位于
巨大质粒
降解性质粒 12
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第三篇生物对受损环境的响应与适应第六章生物在受损环境中的响应第一节生物对污染物学抗性一、生物对污染物的拒接吸收二、生物对污染物的结合与钝化三、生物对污染物的分解与转化四、生物对污染物的隔离作用五、污染条件下生物代谢方式的变化六、生物的他感作用第二节生物入侵一、生物入侵的概念二、生物入侵的途径三、生物入侵的危害四、生物入侵的控制及长期策略第三节转基因生物学的环境行为及生物安全一、转基因生物的概念二、转基因生物的环境行为三、转基因生物的生物安全思考题推荐读物第三篇生物对受损环境的响应与适应第六章生物在受损环境中的响应生物经常面临的受损环境(damaged environment)主要是污染环境和生态退化环境。
在污染环境中，生物正常生命活动势必要同外界环境进行物质和能量交换，这样污染物程度不同地将进人生物体内。
进入生物体内的污染物，部分被分解、转化、解毒并排出体外，部分污染物残留在生物体内，并随食物链(food chain)的延伸在其他生物体内不断积累，形成了生物富积或生物浓缩这种现象(见第三章)。
在污染对生物的生命活动过程产生影响的同时，生物对污染物也有一定的抗性(resistance)和适应(adaptation)，对污染物产生的毒害作用有积极的抵抗作用，生物对污染物的这种响应(responses)主要表现为拒绝吸收、结合钝化、隔离、改变代谢方式和途径以及生物转运(bio-transport)和生物转化(bio-transformation)等。
而在生态退化的环境中，外来生物容易进入，对本地的生物产生不利的影响，形成生物入侵。
在当今社会，转基因生物被人类有意或无意地投放到自然界中，对自然生态系统中的生物也将产生潜在的影响。
本章将就上述三个问题进行分析和讨论。
第一节生物对污染物学抗性世界上所有的污染地区，即使是特别严重的污染地区，都有一定的生物仍然生存下来，有的生物依然能够完成生长发育过程，这说明生物对污染物有一定的抗性和适应性。
当然，生物在污染环境中保留了生长繁衍的性能，但此时的生物群落已经经历了一个被选择和种群重建过程，也就是说即使外表看起来没有差别的生物种群，但种群中的个体已经不再是原来的个体群，而是被原种群中具有较高抗性和适应性的个体的后代所更替。
相应地，新建立起来的种群在生理生化特性和遗传特征等方面已经同原来种群发生了很大的改变，产生了渐变群、生态型(段昌群1995)。
鉴于生物对污染物的抗性不是正常生物所必备的性状特征，抗性性状和抗性基因可能只为某些物种、某些种群中的少数个体所具有，因此污染环境中能够存活的生物并不多。
生物对污染的适应性在很多情况下有种质特异性。
生物对污染的适应性，往往在形态解剖特征、生理生化功能、遗传变异特性上有直接和问接的表现。
在污染环境中选择培养抗污染的生物在污染环境的生物治理中具有重要意义。
一、生物对污染物的拒接吸收不吸收或少吸收污染物是生物抵抗污染胁迫的一条重要途径，这就是生物对污染物的避性(avoidance)。
但是目前有关这一抗性途径的生理生化机制,尤其是分子生物学机理仍知之甚少。
对生物来说，细胞的膜系统是抵御外来污染物进入的屏障，将污染物排斥于体外，使其不能进人生物体内是一种非常有效的方法，这样无需消耗大量物质能量和生物活性位点来结合、分解以及隔离污染物。
下面以不同的污染物类型为例，分别介绍生物对胁迫环境中的污染物的避性。
由于污染物种类不同和污染传递介质的差异，生物有多种途径和方法阻止污染物进人生物体内。
这些途径主要包括：限制污染物的跨膜吸收；关闭气孔阻止气态污染物进人体内；分泌有机物质糖类、氨基酸类、维生素类、有机酸类等到达根际，通过改变根际环境(pH和Eh)来改变污染物的理化环境和形态，使污染物由游离态转变到络合态或螯合态，使污染物的可移动性降低；改变根际周围的微观环境，加强土壤中污染物的固定；通过运动来远离污染源；增厚植物的外表皮或在根周围形成根套等。
生物拒绝吸收污染物与污染物的理化性质、生物种类、土壤性质、耕作措施、环境条件等有关。
如对油菜来说，芴和芘是相对较难被吸收和积累的化合物，而荧蒽、蒽和苯并(a)芘是相对易被吸收和积累的化台物。
Cunningham研究发现，一些植物可降低土壤中Pb的生物有效性，从而可以缓解Pb对生物的毒害作用。
X-衍射吸收光谱研究发现，印度芥菜的根能使对生物毒害作用较大的Cr6+还原为低毒的、生物有效性低的Cr3+。
(一)生物拒绝吸收有机污染物植物根系吸收是污染物进入植物体最重要的途径之一。
污染物在植物体内主要经导管运输，以叶片蒸腾作用为主要动力从而到达植物体不同组织。
但是迁移至根系表层的污染物并不能全部进入植物体，它们首先要面对的是根系表皮的选择性吸收作用，有机污染物的理化性质将决定其能否通过表皮进人根系内部。
污染物的溶解性越强．辛醇一水分配系数(LgKow)越低，通过根系内表皮(endodermis)的侵满木脂(suberin)的不透水的凯氏带(casparian)的能力越弱，反之,污染物通过凯氏带进人植物体的能力越强。
有机污染物通过叶片进人植物体一般有三种途径：通过吸附渗透作用进入，如农药喷施导致污染物的进入；随大气颗粒沉降累积于叶片表面然后进人植物体；通过气孔从周围大气介质吸收污染物。
气态污染物进入植物体内的主要通道是叶的气孔，其次可以通过角质层进入。
气孔是植物叶片表面物质(营养物质和污染物)传输的主要通道。
因此，进人植物体内污染物的量与气孔的特征、外表皮的结构有关。
植物整个地上部分最重要的防御机构是表皮和皮层，其中表皮细胞角质化以后，形成的角质层、木栓层以及其他附属层。
可以减少污染物进人植物体内。
角质层在减少水分蒸发量的同时，也可以减少有机污染物的数量，这是由于角质层包含蜡质，而蜡质对非极性有机化台物具有较高的亲和性，在经过角质层时，极性较强的有机物可以通过角质层进入植物体，而非极性物质则大多积累于角质层，被生物降解或光解。
角质层的组成和结构决定其疏水强度，目前已经发现角质层蜡质含量影响甘蓝和康乃馨吸收有机污染物的能力；另外，角质层厚度对拒绝吸收有机污染物是一个很重要的因素，对于角质层较厚的物种，即使角质层组成有利于一些污染物的吸收，但污染物的传输时间也较长而阻止污染物的侵入。
然而，不同植物、植物不同器官的角质层厚度并不是污染物透过的决定性因素，角质层组成结构上的差异能掩盖厚度的影响，有些植物薄的角质层比厚的角质层更难以通透。
此外，多种污染物复合污染会影响角质层阻止有机污染物进入植物体内。
如表面活性剂的存在会减弱角质层抵御朽染物的能力，这是因为表面活性剂不仅能增大沉积物表面，对有机污染物的溶解有较强的促进作用，还可以溶解或破坏角质层，大大降低植物对外来污染物的抵抗力。
生态环境条件也影响植物角质层拒绝吸收污染物的能力，但目前对于不同植物抵抗污染物的机制与生态环境条件对吸收过程的影响还不十分清楚。
(二)生物对无机气体污染物的避性动物因活动能力强从而在气体污染条件下可以通过行为而回避污染物的影响，而植物则不行。
植物通过蒸腾拉力将无机污染物质扩散到身体的各个部分，也可以通过分泌作用、呼吸作用将进入植物体内的污染物排出体外。
但是，往往吸收进人体内的无机污染物是很难全部排出体外的，从而如何减少污染物进入体内就更显重要。
气孔是气体污染物进入植物体的重要门户。
植物的气孔的行为及其密度与该植物对污染物的避性有很大的关系。
有些植物在空气污染严重时关闭气孔以减少气态污染物进人体内，植物在夜问关闭气孔，使SO2的影响大大减少。
例如花生、番茄等植物在接触SO2后，能将气孔关闭，从而获得对SO2的抗性，而另一些植物如蚕豆等，接触SO2后气孔仍开放，使SO2更多地进人体内，因此易受毒害。
向日葵叶片在胁追环境(局部滴以脱落酸)下，叶的不同部位气孔开度不同。
另外．气孔密度的降低在一定程度上减少了蒸腾作用，有助于在胁迫环境中存活、生长。
孙仲序等在杨树转化体与对照植株气孔密度比较（表6-1）中发现，转基因杨树因气孔密度降低而对污染和胁迫环境的抵抗力显著提高。
表6-1 气孔密度及差异显著性检验比较平均值（Average value）5% 1%转基因杨树（Test）16.535 A A对照（Control）13.927 B B(孙仲序等2002)(三)生物对重金属的避性重金属是过渡元素。
都有d电子，在催化、磁性等方面具有特殊的性质与效能，而且当这些重金属有机化后，毒性相当大。
例如甲基汞的毒性是无机汞离子的100倍，这是因为甲基汞脂溶性高，易与蛋白质中的一sH结合，又是潜在的神经毒素。
但是许多生物过程需要金属离子的参与，金属离子经常与生物大分子上的活性点位结合，也可和一些电子基团结合。
Baker认为生物对重金属抗性的获得可通过两条途径：避性(avoidance)和耐性(tolerance)，避性是指一些生物可通过某种外部机制保护自己，使其不吸收环境中高含量的重金属从而免受毒害。
1．限制重金属跨膜吸收生物可通过限制重金属离子跨膜吸收降低体内的重金属离子的浓度2．与体外分泌物络合目前有关植物不吸收和少吸收污染物的分子机制的报道不多，一般认为不吸收或少吸收污染物的机制与植物的根分泌物有关。
在重金属胁迫条件下，生物可反馈分泌一些物质，通过这些物质与重金属离子发生络合反应，降低生物生存环境中有效态重金属离子含量，避免生物受害。
Pellet等研究玉米对铝的抗性时发现，铝胁迫可激发抗铝型玉米根尖迅速释放大量柠檬酸和无机磷酸盐。
Ma JF等研究认为荞麦在铝毒胁追时，根系大量分泌草酸，草酸与Al3+络合形成草酸铝台物，有效地减低了A13+对根系的毒害作用，同时，养麦体内积累大量的草酸缓解了铝毒害，他还报道了山芋能专性分泌的可降解铝毒的柠檬酸，Al3+与柠檬酸以1：1比例结合形成的螫合物对植物根系无毒害作用，AI-柠檬酸螫台物浓度越大。
对铝的螯合能力越强，降解铝毒作用越明显。
沈宏等研究认为，50 umol/L Al3+诱导菜豆(Phaseolus vulgaris L.)分泌柠檬酸达到最大值，当溶液Al3+浓度>50 umol／L时，菜豆柠檬酸分泌量下降，当Al3+浓度<50umol／L时，铝毒胁迫诱导菜豆柠檬酸的分泌量随溶液中Al3+浓度的增大而增大。
Ryan等研究小麦抗金属型时也发现，铝胁迫可引发小麦根尖释放苹果酸，并且这种苹果酸的释放可被阴离子通道拮抗剂所抑制，故推测苹果酸是通过阴离子通道释放的,而此离子通道受铝离子调节。
植物对重金属的吸收还被认为与植物根系的阳离子交换量(CEC)有关，有研究认为细胞壁阳离子交换量越小，植物对重金属的吸收量也越少。
微生物具有避开胁污染物的能力，可以从形态学、生理生态学等角度来拒绝吸收污染物。