环境生物学(考试)

环境生物学(考试)

一、名词解释：1.优先污染物P26：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，称之为优先污染物或称为优先控制污染物。2.污染物的迁移P28：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失的过程。3.生物污染P59：生物污染是指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，这种污染称为生物污染。4.环境激素P87：环境中存在一些天然物质或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体分泌功能，导致野生动物繁殖障碍，甚至能诱发人类重大疾病。这些物质被称为环境激素，或外源性雌激素，或环境分泌干扰物。5.生物迁移P29：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，是一种非常复杂的迁移形式。6.污染物的转化P34：污染物在环境过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程称为污染物的转化。7.生物转化P43：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。8.生物转运P38：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。9.生物浓缩P51：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。10.生物积累P51：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、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。11.生物放大P52：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，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象，又称为生物学放大。12.生物测试P95：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。13.半数致死浓度（LC50）P100：指能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度。14.半数效应浓度（EC50）P101：指引起50%受试生物的某种效应变化的浓度。通常指非死亡效应。15.剂量—效应（反应）关系P100：剂量-效应关系：不同剂量的化学物质在个体或群体中表现来的量效应大小之间的关系。剂量-反应关系：不同剂量的化学物质与其引起的质效应发生率之间的关系16.生物监测P140：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。17.指示生物P157：指示生物是指环境中对某些物质（包括进入环境中的污染物）能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境的现状和变化的生物。（不考）18.环境生物技术P306：就是应用于认识和解决环境问题过程的生物技术体系，包括对环境污染效应的认识、环境质量评价和环境污染的生物处理技术等。19.生物强化技术P333：生物强化技术（Bioaugmentation）或生物增强技术就是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势种群并通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质，促进系统生物处理效率的方法。\n二.填空题1.污染物在环境中的迁移方式P28：（1）机械迁移1）水的机械迁移作用2）气的机械迁移作用3）重力的机械迁移作用（2）物理-化学迁移污染物在环境迁移的最重要的形式（3）生物迁移2.污染物的主要吸收和排泄途径：P39-P42动物吸收的主要途径：（1）呼吸系统吸收（2）消化管吸收（3）皮肤吸收植物吸收的主要途径：（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）有机化合物的蒸汽经过植物地上部表皮渗透而摄入体排泄途径：（1）肾脏排泄（尿液）（2）随同胆汁排泄（粪便）（3）其他排泄途径（肺、汗腺、乳汁）3.外源化学物联合作用的主要类型：P92协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用。4.机体修复DNA损伤的主要机制P80：光复活修复、切除修复、复制后修复、（诱导性修复、易错修复）5.化学致癌过程P129：（1）引发阶段（一个细胞发生了突变）（2）促进（长）阶段（肿瘤形成）（3）浸润和转移阶段（癌细胞进入血液和其他组织）6.测定蓄积系数的实验方法P110：（1）固定剂量法（2）剂量递增法7.污染物排出体外的主要途径P42：（1）肾脏排泄（尿液）（2）随同胆汁排泄（粪便）（3）其他排泄途径（肺、汗腺、乳汁）8.几种常用的致突变试验：P115(1)鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法(Ames试验)(2)哺乳动物体细胞株突变试验9.发酵法测定水体肠杆菌的步骤：P149初发酵（推测试验）、平皿分离（证实试验）、复发酵（完成试验）10.污水生物系统法中，河流按其污染程度的划分：P158多污带、α-中污带、β-中污带、寡污带11.现代生物技术在环境污染生物处理中的应用：P305基因工程、细胞工程、酶学工程、发酵工程、生态工程12.细胞工程：P316细胞工程是运用精巧的细胞学技术，有计划地改造细胞遗传结构，从而培育出人们所需要的生物品种或具有某些新性状的细胞群体。细胞培养、细胞融合、细胞重组、遗传物质转移13.氧化塘的生物组成:P343藻类（位于氧化塘的表层，常见的有：小球藻属、衣藻属、眼虫藻属等）细菌（大量存在于氧化塘下层，在好气状态下，无色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等优势生长；在氧化塘底部的厌氧层还有硫酸还原菌和甲烷细菌）微型动物（存在多种原生动物、轮虫、以及甲壳类等）\n三.选择题1.最大无作用剂量P101：指化学物质在一定时间，按一定方式与机体接触，按一定的检测方法或观察指标，不能发现任何损害作用的最高剂量。2.急性毒性试验选择动物的原则P97A.受试生物对试验毒物或因子要具有敏感性B.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围可获得C.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D.在实验室易于培养和繁殖E.受试生物应具有丰富的生物学背景，人们已较清楚了解受试生物的生活史、生长、发育、生理代谢等等F.受试生物对试验毒物或因子的反应能够被测定，并具有一套标准的测定方法或技术G.受试生物应具有重要的经济价值和旅游价值，应考虑与人类食物链的联系H.还应考虑到受试生物的个体大小和生活史长短，以前曾否有过接触待测试物等异常情况急性毒性试验中动物选择的原则：一般要求选择两个不同种属；雌雄各半；常用哺乳类动物每组实验动物的数量因求LD50方法不同而不同3.抗氧化防御系统酶P73超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化酶（GPx）、过氧化氢酶（Ct）4.致突变试验的常用方法P115基因点突变试验、染色体畸变试验、DNA损伤试验5.致畸作用P123：致畸物通过母体作用于胚胎而引起胎儿畸形的现象称为致畸作用6.常见有害气体的指示植物和对植物伤害的典型症状P143指示植物：SO2污染物指示植物：地衣、苔藓、水杉、菠菜、马尾松、芝麻、曼陀罗氟化物污染物指示植物：唐菖蒲、郁金香、葡萄、金线草、雪松、杏树O3污染物指示植物：烟草、洋葱、马铃薯、葡萄、菠菜、黄瓜过氧乙醚硝酸酯污染指示植物：早熟禾、矮牵牛、繁缕。菜豆乙烯污染指示植物：万寿菊、番茄、黄瓜、兰花、皂荚树氯气污染指示植物：芝麻、荞麦、向日葵、鸡冠花、大马蓼NO2污染指示植物：向日葵、悬铃木、番茄、秋海棠、烟草对植物伤害的典型症状：SO2的污染症状：叶脉间出现产生不整齐的变色斑块，严重时，只留叶脉为绿色氟化氢的污染症状：叶边缘和叶尖萎黄，与正常组织之间间有一条明显分界线，严重时叶片大部分枯黄硫酸雾的污染症状：叶面上出现浅黄色透光斑点，严重时则成孔洞O3的污染症状：老龄叶片上出现细小点状烟斑，呈银灰色或褐色，严重时使之脱落过氧乙酰硝酸酯：损伤幼龄叶片的尖部及敏感老龄叶片的基部氯气的污染症状：叶上出现漂白斑，与正常组织之间界线模糊乙烯的污染症状：乙烯不会造成叶组织的破坏，它的作用是多方面的：使叶片下垂，使正在开放的花朵发生闭花现象，引起叶片、花蕾、花和果实的脱落，因而影响某些农作物产量和花卉的观赏效果氨气的污染症状：大多为脉间点块状伤斑，伤斑褐色或褐黑色，与正常组织界限明显NO2的污染症状：大多为叶脉间不规则状伤斑，呈白色、黄褐色或棕色，有时出现全叶点状斑7.浮游生物生物量的测定方法P154叶绿素a：在一定条件下光合作用强度与细胞叶绿素含量直接相关，因此根据叶绿素量和藻类的同化指数可计算其生产量体积法：把生物体当作一个近似几何图形，按求积公式获得生物体积\n重量法ATP法：利用萤光素—萤光毒酶系统，并且借助于液体闪烁计数器完成的8.生物指数和种的多样性指数P160生物指数：贝克(Beck)指数、硅藻生物指数、颤蚓类与全部底栖动物相比的生物指数、生物多样性指数：1.格利森林和马加利夫多样性指数；2.香农—韦弗多样性指数；3.辛普森Simposon指；4.凯恩斯连续比较指数。9.现代生物技术在环境污染生物处理中的应用的常识P305生物技术（BiotechnologyBiotechnology）：是指利用生物有机体或组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系基因工程：核酸的分离、提取、体外剪切、拼接重组以及扩增与表达等技术。细胞工程：细胞的离体培养、繁殖、再生、融合，细胞核、质、器的移植改建。酶工程：利用酶的特异催化功能，借助固定化、生物反应器等新技术生产特定产品的技术发酵工程：为微生物提供最适宜的发酵条件，生产特定产品的技术细胞工程构建环境工程菌：1.原生质体融合来构建环境工程菌：2.原生质体融合构建苯环化合物降解菌3.原生质体融合构建纤维素降解菌4.聚已二醇诱导原生质体融合制备细菌杀虫剂5.电融合诱导选育利用木糖和纤维二糖产乙醇的菌株基因工程在环境生物处理中的应用：1.降解卤代芳烃的基因工程菌2.分解尼龙寡聚物的基因工程菌3.分解多糖的基因工程菌4.抗金属基因工程菌5.除草剂降解基因工程菌6.杀虫剂降解基因工程菌酶学工程固定化技术工程实例：1.固定化技术处理废水工程实例：2.用海藻酸钙包埋固定热带假丝酵母菌处理含酚废水3.运用多孔陶珠固定具脱色功能的混合菌细胞处理印染废水4.固定化藻细胞发酵工程在环境污染治理中的应用：1.亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵2.酵母循环系统3.废纤维素的资源化4.有机固体废物的快速堆肥10.生物修复工程技术地表水生物修复工程技术土壤生物修复工程技术地下水生物修复工程技术四．简答题1、环境污染物透过细胞膜的生物转运形式有哪几种？P381）被动转运：被动转运的特点是生物膜不起作用，不消耗细胞的代谢能量。这种转运形式包括简单扩散和滤过两种方式。简单扩散过程是环境污染物由生物膜的高浓度一侧，透过生物膜向低浓度一侧转运，这是脂溶性有机化合物的主要转运方式。特点是顺浓度梯度运输、不需要载体参与、不需要消耗能量。滤过过程是污染物通过生物膜上的亲水性孔道的转运的过程。亲水性孔道由蛋白质分子的亲水性氨基酸组成。2）特殊转运：特殊转运的特点是具有特定的结构的环境污染物和生物膜中的蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运，生物膜有主动选择性。这种转运形式包括主动转运和易化扩散\n两种方式。主动转运是环境污染物由生物膜低浓度一侧逆浓度梯度向高浓度一侧转运，这种转运需要消耗细胞代谢能量，是水溶性大分子化合物的主要转运形式。特点是借助载体蛋白、逆浓度梯度、消耗细胞能量ATP。易化扩散也称促进扩散或载体扩散，是环境污染物与生物膜的载体结合，由生物膜高浓度一侧向低浓度一侧转运，这种转运不能逆浓度梯度，也不消耗细胞代谢能。特点是顺浓度梯度运输、需要载体参与、不需要消耗能量3）胞饮作用：由于生物膜具有可塑性和流动性，因此，对颗粒状物质和液体，细胞可通过细胞膜的变形移动和收缩，把他们包围起来最后摄入细胞，这就是胞饮作用和吞噬作用。2、酶活性的抑制作用的分类及其特点。P74分类：不可逆性抑制、非竞争性抑制、竞争性抑制不可逆性抑制：是由于污染物与酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合(共价键))引起的。非竞争性抑制：是一种可逆性抑制，污染物与酶分子的结合位置不是底物的结合位置，因此增加底物浓度，不能使抑制作用逆转。特点：⑴非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似；⑵抑制剂与酶的活性中心外的位点结合；⑶抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；抑制程度取决于抑制剂的浓度竞争性抑制：抑制剂的化学结构与底物相似，能与底物竟争酶活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。但竞争抑制剂不被酶所代谢。特点：当底物浓度增加时，抑制作用减弱．抑制强弱取决于抑制剂的浓度与底物浓度的相对比例。反竞争性抑制：抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物（ES）结合，使中间产物ES的量下降，既减少从中间产物转化为产物的量，也减少从中间产物解离出游离酶和底物的量，这种抑制作用称为反竞争性抑制作用3、简述污染物对蛋白质影响。P77一）污染物对蛋白质的影响主要表现在以下方面：1.细胞膜结构及通透性改变；2.引起各亚细胞结构和功能损害；3.影响酶的催化功能，进而引起代谢异常及能量供应障碍；4.导致遗传毒害；5.引起机体特殊的免疫反应；6.引起机体繁殖功能障碍．二）诱导生物机体一些功能蛋白的产生：如应激蛋白和金属硫蛋白的产生，这些蛋白质的产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。4、外源性化合物及其代谢产物能引起DNA损伤，简述它们与DNA的相互作用过程。P78第一阶段：形成DNA加合物第二阶段：发生DNA的二次修饰。如链断裂或DNA修复率的提高第三阶段：DNA结构的破坏被固定。此阶段，受影响的细胞常表现出功能的改变，最常见的染色体异常是姐妹染色体的交换第四阶段：当细胞分裂时，外源性化合物造成的危害可导致DNA突变及其基因功能的改变。由此可见，外源性化合物及其活性代谢产物与DNA相互作用形成DNA加合物是产生DNA损伤最早期的作用，随后产生的最重要的影响是DNA结构改变，包括碱基置换、碱基丢失、链断裂等。5、简述化学致癌的三个阶段。P129第一阶段：引发阶段：即通过致癌物的作用，使正常细胞转化为癌细胞的过程第二阶段：促长阶段：促长是经过引发的癌细胞不断增殖直至形成一个临床上可被检出之肿块的过程，是癌的增殖阶段\n第三阶段：浸润和转移阶段：已形成的癌肿不断发展，逐渐侵害周围的正常组织，并扩散到较远的部位6、简述PFU微型生物群落监测法（简称PFU）P156PFU是聚氨酯泡沫塑料块的简称原理：把聚氨酯泡沫塑料作为人工基质沉入水中，经一定时间后，水体部分微型生物均可群集到PFU，达到种类平衡，通过观察和测定PFU上的微型生物的种群结构与功能的各种参数来评价水质状况测定要点：用细绳捆紧PFU并有重物垂吊，悬挂于水体中采样，静水采样四周时间，流动的水样二周时间。采样结束后，带回实验室，把PFU块中的水全部挤于烧杯，用显微镜观察，计算微型生物的种类，及活体个数，然后用给定的公式进行计算7、污水生物系统法的原理是什么？P158由于受污染河流的自净过程而导致自上游往下游形成一系列在污染程度上逐渐减轻的连续带，每一带都生存有大体上能够表示这一带特性的动物和植物。从而可以根据一条河流中一定区域所发现的动物区系和植物区系来鉴别该区域的有机物污染程度。8、生物标志物及其基本原则。P164化学污染物所导致的生物有机体的生物化学和生理学改变称之为生物标志物广义上的概念：指在任何生物学水平上用于测定污染物暴露和效应的指标，包括亚个体、个体、种群、群落和生态系统目前普遍赞同和应用的概念：指在亚个体和个体水平上既可以测定污染物暴露水平，也可以测定污染物效应的生理和生化指标生物标志物基本原则：1.一般指示性；2.相对敏感性；3.生物特异性；4.化学特异性；5.反应的时间效应；6.固有的变化性7.与高级生物学水平上效应的关系；8.野外应用价值：9、生物氧化塘的净化原理及主要的反应过程。P342净化原理：氧化塘是利用细菌与藻类的互生关系，来分解有机污染物的废水处理系统。藻类进行光合作用释放氧气；细菌主要利用藻类产生的氧，分解流入塘的有机物；分解产物中的CO2、N、P等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源；增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。反应过程：藻类和光合细菌的光合放氧过程；好氧反应：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等；厌氧反应：硝酸盐还原反应、硫酸盐还原反应、发酵反应等；10、土地处理系统与污灌的主要区别。P3521.土地处理系统要求对污水进行必要的预处理，去除污水中有害物质。2.土地处理系统是按照全年连续运行的污水处理设施；污灌则是按照农作物的需要进行灌溉。3.土地处理系统有完整的工程系统并可以调控，其底层防渗系统，有效的控制了污水对地下水可能造成的污染。4.土地处理系统地面上种植的植物，以有利于污水处理的牧草、林木、青饲料等经济作物为主，不种直接食用的农作物；污灌的土地常以粮食、蔬菜等农作物为主。五、论述题1.污染物导致细胞膜发生脂质过氧化的过程。P81膜磷脂富含多烯脂肪酸，自由基对磷脂膜的损伤作用主要表现在其可与膜多不饱和脂肪酸作用，形成脂质自由基和过氧化物，发生脂质过氧化\n1.多烯脂肪酸上双键相邻的亚甲基碳原子受到·OH的攻击,其中一个H原子被解离，形成不稳定的脂质自由基(L·)。2.当有O2存在时，游离基可与O2结合生成脂质过氧自由基(LOO·)；此过氧化物游离基夺取与其相邻的脂肪酸的亚甲基碳原子上的H原子,生成脂质过氧氢(LOOH)和脂质过氧自由基。3.脂质过氧氢经分子环化和酯解生产脂类和酮类,从而导致多烯脂肪酸降解。2、什么是污染物在体的生物转化？生物转化过程，主要反应类型和转化结果。P43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生物转化一般分为Ⅰ、Ⅱ两个过程：相Ⅰ过程：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构，形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露相Ⅱ过程：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物质结合反应主要反应类型：相Ⅰ反应：氧化反应：微粒体混合功能氧化酶参与的反应，脂肪族羟化、芳香族羟化、N-羟化等等非微粒体反应，单胺和二胺氧化、醇、醛氧化还原反应：微粒体还原，硝基还原，偶氮还原，还原性脱卤非微粒体还原，包括醇、醛、酮、有机二硫化物、硫氧化物、氮氧化物等反应水解反应：a.酯酶种类繁多，分布广泛，能水解各种酯类b.酰胺酶能特异地作用于酰胺键，使其水解c.糖苷酶能特异地使各种糖苷水解相II反应：结合反应:1.葡萄糖醛酸化2.硫酸化3.甲基化4.乙酰化5.甘氨酸结合6.谷胱甘肽结合转化结果：解毒作用（失活）：使外源性化合物毒性降低，易于排出，或使其转变为易于被其它微生物所降解的化合物。增毒作用：使其毒性增加外源性化合物过程Ⅰ（相Ⅰ反应）毒害作用排出体外一级代谢物结合产物（二级代谢物）过程Ⅱ（相Ⅱ反应）4、什么是生物监测？请比较在环境质量监测过程中，生物监测与理化监测相比有哪些优点？存在哪些不足？P140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。优点：(1)能直接反应出环境污染对生态系统的影响;(2)能较好地反映出环境污染对生物产生的综合效应;\n(3)具有连续监测的功能,是对环境质量状况长期的、历史的反映；(4)监测灵敏度高；(5)价格低廉;不需购置昂贵的精密仪器;不需要繁锁的仪器保养及维修等工作;(6)可以在大面积或较长距离密集布点,甚至在边远地区也能布点进行监测。不足：(1)不能像仪器那样迅速作出反应；(2)不能像仪器能精确地监测出污染物的含量，(3)标准化问题。所选择的指标生物生活在自然环境中,除受到污染物影响外,同时还受到气候、季节、地域、土壤、病虫害等因子影响,因此建立标准化的监测方法,使获得结果可比,才具有应用价值;(4)监测参数的选择较为困难。由于选用的是活体生物,同一种生物不同生长时期对污染物的敏感性和反应不同,并且即使是同一种生物也存在有个体差异,如何挑选合适的生物进行监测,要视监测的环境(土壤、大气、水域)、污染物类型(重金属、杀虫剂、有毒气体、放射性元素、致癌物等)和受检环境中生物对污染物反应情况而定。5、某研究机构开发出一种新的农药，将广泛使用于工农业杀虫除害，现委托您对该产品进行毒性评价，请以哺乳动物为例试述亚慢性毒性试验程序。（略）（1）选定试验动物并分组（2）确定染毒剂量和试验期限（3）选定染毒途径（4）观察指标A.一般综合指标B.血液及生化检验C.病理组织学检查D.其他（5）试验评价6、什么是生物修复？与生物处理有何区别？生物修复与物理、化学处理技术相比有哪些优点和不足？请以植物修复为例说明在去除环境中金属、有机物污染中的应用。P361生物修复（Bioremediation）：指利用生物将土壤、地表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系统。与生物处理的区别：两者原理一致，但生物修复侧重于受污区域的原位生物处理。生物修复技术的特点优点：投资费用省，对环境影响小，能有效降低污染物浓度，适用于在其他技术难以应用的场地，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。局限性：需对具体地点的状况和污染物进行详细而昂贵的考察，微生物活性受温度和其他环境条件的影响，某些情况下，生物修复不能去除全部的污染物。