《環(huán)境生物學》-孔繁翔-課后習題答案

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1、第一章 環(huán)境污染的生物效應(yīng) P67 1.概念解釋 環(huán)境污染：有害物質(zhì)或因子進入環(huán)境，并在環(huán)境中擴散、遷移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，對人類以及其它生物的生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。P21 環(huán)境生物效應(yīng)：各種環(huán)境因素變化而導致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。P22 污染源：向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害物質(zhì)的場所、設(shè)備和裝置?；蛟斐森h(huán)境污染的污染物發(fā)生源。P23 污染物：進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化，直接或間接有害于人類生存和發(fā)展的物質(zhì)，是造成環(huán)境污染的重要物質(zhì)組成。P24 優(yōu)先控制污染物：由于有毒物質(zhì)品種繁多，不可能對每一種污染物都制定控制標準，因而提出

2、的在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優(yōu)先研究和控制的對象。P26 污染物形態(tài)：環(huán)境中污染物的外部形狀、化學組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式。P30 污染物遷移：污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動及其引起的富集、分散、消失的過程。P28 污染物轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過物理、化學或生物的作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。P34 2.污染物在環(huán)境中的遷移方式和轉(zhuǎn)化途徑。P28，34-35 遷移方式：機械遷移（水、氣、重力）；物理化學遷移（最重要的形式）；生物遷移（吸收、代謝、生長、死亡等）。 轉(zhuǎn)化途徑（轉(zhuǎn)化形式有物理、化學、生物轉(zhuǎn)化）在大氣中，以光化學氧化、催化氧化反應(yīng)為主；在水體中，氧化

3、還原作用，配合作用，生物降解作用；在土壤中，生物降解為主。 3.什么是生物轉(zhuǎn)運？污染物透過細胞膜的方式。P38-39 生物轉(zhuǎn)運：環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。 方式：被動轉(zhuǎn)運（簡單擴散和濾過）；特殊轉(zhuǎn)運（主動運輸和易化擴散）；胞飲作用（吞噬作用）。 4.什么是污染物在體內(nèi)的的生物轉(zhuǎn)化？生物轉(zhuǎn)化過程和主要反應(yīng)。P43-50 污染物在體內(nèi)的的生物轉(zhuǎn)化：外源化合物進入生物機體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。 過程：一般分為I、II兩個連續(xù)的作用過程。在過程I（相I反應(yīng)）中，外源化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化

4、學結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團或進一步使這些活性基團暴露。在過程II（又稱相II反應(yīng)）中，相I反應(yīng)產(chǎn)生的一級代謝物在另外的一些酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團與細胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合產(chǎn)物，極性有所增強，利于排出。 主要反應(yīng)：相I反應(yīng)：氧化反應(yīng)，還原反應(yīng)，水解反應(yīng)；相II反應(yīng)：葡萄糖醛酸化，硫酸化，甲基化等等。 相II反應(yīng)：又叫結(jié)合反應(yīng)，指在酶的催化下，外源化合物的相I反應(yīng)產(chǎn)物或帶某些基團的外源化合物與細胞內(nèi)物質(zhì)的結(jié)合反應(yīng)。（加） MFO的組成和作用：由細胞色素P450、NADPH細胞色素P450還原酶和磷脂組成，具有代謝非極性的親脂性有機化合物的作用。（加） 5.什么是生物濃縮、生物積

5、累、生物放大、濃縮系數(shù)，生物濃縮的機理。P51，52，54，56 生物濃縮：生物機體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。 生物積累：生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，以致隨著生長發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象。 生物放大：在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物，某種元素或難分解化合物在生物機體中的濃度隨著營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象。 濃縮系數(shù)：BCF，指生物體內(nèi)某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度的比值。

6、（可用以表示生物濃縮的程度） 機理：污染物通過生物呼吸、食物和皮膚吸收等多種途徑進入生物體內(nèi)，然后通過血液循環(huán)分散至生物體的各個部位，被生物的多種器官和組織吸收濃縮。生物各種器官和組織對某污染物的濃縮程度，取決于該物質(zhì)在血液中的濃度，生物組織與血液對該物質(zhì)的親合性的差異以及生物組織對該物質(zhì)的代謝。 6.生物對環(huán)境有哪些污染效應(yīng)？其污染后果如何？P59-62（略） 生物污染：對人和生物有害的微生物、寄生蟲等病原體和變應(yīng)原等污染水、氣、土壤和食品，影響生物產(chǎn)量和質(zhì)量，危害人類健康，這類污染稱為生物污染。（附加） 生物對環(huán)境的污染效應(yīng)有：病原微生物使人、家禽、家畜和植物致?。凰w富營養(yǎng)化影響

7、水體外觀、氣味、水生生物，產(chǎn)生毒素，污染飲用水；微生物代謝物污染，如H2S氣體難聞且使人中毒，酸性礦水危害周圍生物，硝酸和亞硝酸致病致癌，微生物毒素污染食品。 7.闡述微生物對金屬汞、砷的生物轉(zhuǎn)化。 汞Hg：在有氧條件下，某些細菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素汞；在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化；汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態(tài)平衡。 砷As：某些細菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽，毒性減弱；在土壤中三價砷氧化為五價；霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。 第二章 污染物對生物的影響 P93 1.何謂酶的誘導和抑制作用？舉例說明污染物對酶的誘導和抑制作用。P70-76 誘導作用：污染物使酶的

8、合成速度增加或降低酶蛋白的分解。 舉例：被多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴污染的河水對魚的混合功能氧化酶（CYP1A1）具有誘導作用。 抑制作用：污染物與酶的中心功能基團結(jié)合而抑制酶的活性。 舉例：DDT對Na+/K+ ATPase（腺三磷酶）和Mg-ATPase有抑制作用。 2.闡述污染物對生物大分子的影響。P77-80（略答） 污染物及其活性代謝物可直接與生物大分子反應(yīng)，共價結(jié)合（蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸等），導致生物大分子的化學性損傷，從而影響生物大分子的功能，引起一系列生物學反應(yīng)，產(chǎn)生毒性效應(yīng)。 抑制生物大分子的合成。 3.污染物在細胞水平上的影響有哪些？P81-82 　　表現(xiàn)為對細胞結(jié)

9、構(gòu)和功能的改變：引起細胞膜脂過氧化作用導致細胞膜損傷；影響細胞膜的離子通透性；與細胞膜上受體結(jié)合，干擾受體正常生理功能（細胞膜）。引起線粒體膜和嵴形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，影響氧化磷酸化和電子傳遞功能；污染物經(jīng)代謝活化產(chǎn)生自由基，導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微粒體膜的一些重要組分（如MFO）的破壞；阻礙葉綠素合成，加速葉綠素分解，破壞葉綠體超微結(jié)構(gòu)，影響光合作用；影響微管、微絲、高爾基體等其他細胞器（細胞器）。 4.什么是靶器官？污染物對生物組織器官的影響。P82-83 靶器官：污染物進入機體后，對各器官并不產(chǎn)生同樣的毒作用，而只對部分器官產(chǎn)生直接毒作用，這些器官稱為靶器官。 影響：植物吸收大氣污染物后，導致

10、葉組織的壞死，表現(xiàn)為葉面出現(xiàn)點、片傷害斑，造成葉、蕾、花、果等器官的脫落；農(nóng)藥污染也能對植物器官和組織產(chǎn)生影響。對動物組織器官的影響較為復(fù)雜，如Pb損害造血器官和神經(jīng)系統(tǒng)，Cd影響肝臟和腎臟，引起骨痛病；Hg引起水俁病，影響神經(jīng)系統(tǒng)。 5.什么是行為毒性？污染物對水生生物行為的影響。P84（略） 行為毒性：當一種污染物或其他因素（溫度、光照、輻射等）使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍時，產(chǎn)生行為毒性。 影響：影響回避行為，使生物的分布區(qū)系改變，打亂原有的生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)平衡；影響捕食行為，造成獲得的資源減少，進一步導致生物發(fā)育和繁殖受阻；影響學習行為；影響警惕行為，增加生物死亡率，導致種

11、群數(shù)量下降；影響社會行為。 對鳥類（有機磷農(nóng)藥）：姿態(tài)效應(yīng)的改變，對領(lǐng)地的失控，不能照顧后代等。（加） 6.環(huán)境激素有哪幾類？環(huán)境激素的危害。P87-88 環(huán)境激素：環(huán)境中存在一些天然物質(zhì)和人工合成的環(huán)境污染物具有動物和人體激素的活性，這些物質(zhì)能干擾和破壞野生動物和人的內(nèi)分泌功能，導致野生動物繁殖障礙，甚至能誘發(fā)人類的重大疾病，這些物質(zhì)被稱為環(huán)境激素。（此題中可略去） 種類：天然雌激素和合成雌激素；植物雌激素；具有雌激素活性的環(huán)境化學物質(zhì)。 危害：可使野生動物的性發(fā)育和雄性生殖器異常；使魚類等發(fā)生性逆轉(zhuǎn)，導致繁殖成功率下降；引起人體多種形式的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育障礙；與人類許多重大疾病的

12、發(fā)生有關(guān)。 7.何謂優(yōu)勢種？敏感種？種的多樣性？P90-91 優(yōu)勢種：在群落中優(yōu)勢度大的物種。 敏感種：對環(huán)境條件變化反應(yīng)敏感的物種。 種的多樣性：群落中物種的數(shù)目（豐富度）和各物種的相對密度（群落的異質(zhì)性）。 8.何謂協(xié)同作用、相加作用、獨立作用、拮抗作用？P92-93 協(xié)同作用：兩種或兩種以上化學污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機體接觸，其對機體產(chǎn)生的生物學作用強度遠遠超過它們分別單獨與機體接觸時的生物學作用的總和。 相加作用：多種化學污染物混合所產(chǎn)生的生物學作用強度等于其中各化學污染物分別產(chǎn)生的作用強度的總和。 獨立作用：多種化學污染物各自對機體產(chǎn)生毒性作用的機理不同，互不影響

13、。 拮抗作用：兩種或兩種以上的化學污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后輸入機體，其中一種化學污染物可干擾另一種化學污染物原有的生物學作用，使其減弱，或兩種化學污染物相互干擾，使混合物的生物作用或毒性作用的強度低于任何一種單獨輸入機體的作用強度。 9.什么是抗氧化防御系統(tǒng)？其作用是什么？P72 需氧生物在長期進化中發(fā)展出的防御過氧化損害的系統(tǒng)。（由GSH，VC，VE，GPx，SOD，Ct等組成） 作用：控制由體內(nèi)代謝產(chǎn)生的活性氧，消除活性氧對機體的傷害作用；在一定范圍內(nèi)清除氧化還原循環(huán)產(chǎn)生的大量活性氧。 第三章 污染物的生物效應(yīng)檢測 P137 1.什么是生物測試？生物測試的基本類型。P95-97

14、（略） 指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境要素單獨或聯(lián)合存在時，所導致的影響或危害。 基本類型：短期生物測試、中期生物測試、長期生物測試。 2.受試生物的選擇條件。P97 　　對試驗毒物或因子具有敏感性；地理分布廣泛，數(shù)量多，易獲得；具有重大生態(tài)學價值；易于培養(yǎng)和繁殖；生物學背景資料豐富，已被清楚了解；對試驗毒物或因子的反應(yīng)能被測定，并有標準測定方法或技術(shù)；具有重要經(jīng)濟價值和旅游價值并考慮與人類食物鏈的聯(lián)系；考慮受試生物的個體大小和生活史長短；考慮是否曾經(jīng)受污染；等。（選其中幾個） 3.半數(shù)致死劑量、蓄積系數(shù)、最大無作用劑量和最小有作用劑量。P100，101，109

15、半數(shù)致死劑量：LC50，能引起一群動物的50%死亡的最低劑量。 蓄積系數(shù)：分次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)某種毒效應(yīng)的總劑量（ΣLD50（n））與一次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)同一效應(yīng)的劑量（LD50（1））的比值，即 蓄積系數(shù)K=ΣLD50（n）/ LD50（1） 最大無作用劑量：化學物在一定時間內(nèi)，按一定方式與機體接觸，按一定檢測方法或觀察指標，不能觀察到任何損害作用的最高劑量。 最小有作用劑量：能使機體發(fā)生某種異常變化所需的最小劑量（即，能使機體開始出現(xiàn)某種毒性反應(yīng)的最低劑量）。 4.急性毒性試驗和慢性毒性試驗的一般程序。P104，107 急性：選擇受試生物；預(yù)試驗

16、及確定劑量組；染毒方式；觀察指標；確定LD50；試驗結(jié)果評價。 慢性：選定試驗動物并分組；確定染毒劑量和實驗期限；選定染毒途徑；觀察指標；試驗評價。 5.致突變、致畸效應(yīng)和致癌效應(yīng)的基本概念。P114，124，128 致突變：某些物質(zhì)引起生物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生基因結(jié)構(gòu)改變的作用。 致畸效應(yīng)：致畸物通過母體作用于胚胎而引起胎兒畸形的現(xiàn)象。 致癌效應(yīng)：環(huán)境中的物理、化學、生物等因素作用于生物體引起生物體發(fā)生腫瘤的作用。 6.致畸物的致畸作用具有什么毒理學特點？這些特點在致畸試驗中有什么意義？P124-128 毒理學特點：胚胎與致畸物發(fā)生接觸時，可因胚胎所處的發(fā)育階段不同而呈現(xiàn)不同敏感性

17、；種屬差異在致畸作用中較為明顯，不同種系的動物呈現(xiàn)不同的敏感性。 意義：同種動物重復(fù)試驗和多種動物實驗結(jié)果的一致性才可對受試物的致畸作用有助于作出比較可靠的結(jié)論；由于動物的種系間存在差異，不能根據(jù)一種動物的致畸性而簡單推論對人類一定具有致畸作用。 7.微宇宙的基本概念，舉例說明微宇宙試驗的設(shè)計。P132（略） 微宇宙：是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分，包含生物和非生物的組成及其過程，能提供自然生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和功能。 標準化水生微宇宙設(shè)計舉例：時間（64天）；實驗容器（4L廣口瓶）；實驗生物（10種藻類，4種無脊椎動物，1種細菌）；環(huán)境條件（溫度、光照、pH等） 第四章 環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測與

18、生物評價 P192 1.生物檢測與化學測試相比有哪些優(yōu)點？存在哪些不足？P140 優(yōu)點：能直接反映出環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響；能綜合反映環(huán)境質(zhì)量狀況；具有連續(xù)監(jiān)測的功能；監(jiān)測靈敏度高；價格低廉，不需購置昂貴的精密儀器；不需要繁瑣的儀器保養(yǎng)及維修等工作；可以在大面積或較長距離內(nèi)密集布點，甚至在邊遠地區(qū)也能布點進行監(jiān)測。 不足：不能像理化監(jiān)測儀器那樣迅速作出反應(yīng)；不能像一起那樣能精確地監(jiān)測出環(huán)境中某些污染物的含量，生物監(jiān)測通常只是反映各監(jiān)測點的相對污染或變化水平。 生物監(jiān)測：利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化的反應(yīng)闡明環(huán)境污染狀況，從生物學角度為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。（加）

19、 2.大氣污染的生物檢測方法有哪些？P141-145 　　指示植物；現(xiàn)場調(diào)查法；植物群落監(jiān)測法；現(xiàn)場盆栽定點監(jiān)測法；地衣、苔蘚監(jiān)測法；微核技術(shù)的應(yīng)用；污染量指數(shù)法；大氣污染的綜合生態(tài)指標。 3.水污染的生物監(jiān)測方法有哪些？P147-157 　　細菌學監(jiān)測（通常以大腸菌群為指標）；浮游生物檢驗法；底棲大型無脊椎動物監(jiān)測法；微型生物群落監(jiān)測法。 4.如何進行水環(huán)境的生物學評價？P157-163 水體受到污染后，對生存于其中的生物產(chǎn)生影響，生物也對此做出不同的反應(yīng)和變化，其反應(yīng)和變化是水環(huán)境評價的良好指標，這是水環(huán)境質(zhì)量的生物學評價的基本依據(jù)和原理。 主要的評價方法有：一般描述對比法；指

20、示生物法；污染生物系統(tǒng)；生物指數(shù)；種的多樣性指數(shù)；生產(chǎn)力分析；殘留量指數(shù)和富集系數(shù)。 5.化學品生態(tài)風險評價的定義、基本內(nèi)容和評價程序。P173-178 定義：確定環(huán)境中的化學品對非人群生態(tài)系統(tǒng)不利影響的概率和大小，以及這些風險可接受程度的過程。 基本內(nèi)容：暴露評價、受體分析、危害評價、風險表征。 評價程序：危害識別、暴露—反應(yīng)估算、暴露評價、風險表征。 6.生物標志物的定義、種類以及在監(jiān)測中的作用。P164-167 定義：亞個體和個體水平上既可以測定污染物暴露水平，也可以測定污染物效應(yīng)的生理和生化指標。 種類：暴露生物標志物，效應(yīng)生物標志物。 作用：能在最早期階段發(fā)現(xiàn)污染物的

21、危害，起到預(yù)警系統(tǒng)的作用；預(yù)測污染物對另一個物種的影響更加準確和精確，可用低等物種來預(yù)測高等物種；可以反映特定環(huán)境中的生物體在生理上是否正常，起到環(huán)境診斷的作用；反應(yīng)一般較為快速，通常在48h可表現(xiàn)出來。 7.環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以及它們的基本內(nèi)涵。P138，139，170 環(huán)境質(zhì)量：在一個具體的環(huán)境內(nèi)，環(huán)境的總體或環(huán)境的基本要素對人群的生存和繁衍及社會經(jīng)濟發(fā)展的適宜程度，是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境的性質(zhì)及數(shù)量進行評定的一種概念。 基本內(nèi)涵：環(huán)境質(zhì)量指自然環(huán)境質(zhì)量和社會環(huán)境質(zhì)量兩個方面，包括物理的、化學的和生物的質(zhì)量，又可具體劃分為大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量、生物環(huán)境質(zhì)量等。 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量：除人口種群以外的生態(tài)系統(tǒng)中不同層次的生物組成的生命系統(tǒng)在人為作用下所發(fā)生的好與壞的變化程度或總變化狀態(tài)。 基本內(nèi)涵：生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是從生態(tài)系統(tǒng)的層次上，研究系統(tǒng)各組分，特別是有生命組分的質(zhì)量變化規(guī)律和相互關(guān)系，以及人為作用下結(jié)構(gòu)和功能的變化情況，從而評定其環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣，其綜合性很強。