污染生态学三、四章习题.doc

污染生态学三、四章作业 1、简述生物对污染物的吸收，富集和污染物对生物毒害的关系。 第一，生物对污染物的吸收---生物对污染物的富集---污染物对生物的毒害作用，总的来说是这样一个过程。 第二，生物对污染物的吸收。（1）植物，叶片气孔对大气污染物的粘附和吸收；植物的根和叶对水溶性的污染物的吸收。（2）动物，通过呼吸道、消化道、皮肤等途径将少量的污染物吸收，通过体内肺泡的吞噬，肠道粘膜的吸收等。（3）微生物，吸收污染物的主要方式是沉淀作用和络合作用，将有毒的污染物转化为微毒害或无毒化合物。 第三，在吸收的基础上，当达到一定数量无法转化时就会富集。（1）生物体内凡是能与污染物形成稳定结合的物质，都能增加生物富集，从而消除或缓解毒害作用。（2)不同器官对污染物的富集有很大差异，不同物种对污染物的吸收积累状况也不同。（3）生物体内污染物的富集量与环境中污染物的浓度成正相关，同时也受作用时间的影响。（4） 生物体内对污染物的富集作用是随着食物链的营养级的增加，富集量逐渐增多，污染物在体内的含量也就越来越多。 第四，污染物对生物的毒害作用必须建立在生物体吸收和富集污染物的基础上。 2、污染物对生物的生理化毒害与遗传（特别是DNA）毒害之间有何关系？ （1）对植物生理化的影响 ①．污染物影响细胞膜的透性，从而影响植物对营养物质的吸收 ②．污染物影响植物的光合作用 ③．重金属中的镉对呼吸作用干扰对呼吸酶的活性干扰 ④．污染物对蒸腾作用有明显影响 ⑤．锌对吲哚乙酸有明显的抑制作用使其活性降低 ⑥．污染物对植物的化学成分有明显的变化 （2）污染物对遗传物质的毒害 ①细胞分裂和染色体的影响：大麦根尖经Hg2+、Cd2+、和Pd2+处理后，在所有浓度范围内一直表现出对细胞分裂的抑制表现为细胞有丝分裂指数不同程度下降。重金属对根生长的抑制主要是由于抑制了细胞的有丝分裂。 ②有丝分裂异常，染色体畸变：断裂、粘联含镉种子萌发时，根尖细胞有丝分裂频率随着种子中镉积累的增加而下降。 根尖细胞有丝分裂频率降低，表现为胚根生长缓慢或停止。有丝分裂频率降低原因，可能是镉的积累破坏了细胞核的结构，抑制了DNA和RNA的合成。 ③对植物开花和雌雄生殖器官发育影响最大。如5.4ug/m3会使花托畸变。4.18，4.28 ug/m3就会使雌蕊和雄蕊的74％和11％发生畸变。 之间的关系：长期的生理化污染使其的遗传物质或者是遗传方式发生改变，这是量变导致质变。 3、金属哪些特征对生物产生的毒害程度起重要作用，为什么？ （1）.离子化电压越高，对生物潜在的毒性就超大。因为离子化电压的值是以物质在神经调节的作用下，能否通过细胞膜作为标准。越是沸点低的金属越易发生弥散；同时金属沸点越低，与一般有机物的沸点差就越小，它们相互间作用的可能性就越大。为了使金属进入机体或与机体发生反应，首先要使分子或原子进行弥散。 离子的毒性和离子的价数有关。金属阳离子的偶数价离子对机体的亲和性高，奇数价的亲和性则相对较低，阴离子正相反。尤其是3价阳离子在正常的生理状态下易被排出体外 例如，As、Hg、Cd、Ad 及Sb 等对Se 的拮抗，其机制可能是重金属与Se 反应生成相应的As?Se?、HgSe、CdSe等难解离的化合物，从而导致Se 的生物活性消失；其表现为Se不能被生物吸收或含Se酶（如谷胱甘肽过氧化物酶）中的Se被夺走，Se无法发挥生物活性作用。 （2）、破坏金属酶的辅基或金属蛋白的蛋白质活性基团而产生拮抗 某元素作用于金属酶的辅基或金属蛋白的蛋白质活性基团，使酶或蛋白质受到破坏，从而实现对酶或蛋白质中有益金属元素的间接拮抗作用 （3）、使金属酶反应体系受阻而产生拮抗 由于某一元素的作用，使金属酶反应体系中的一环受阻，从而产生对另一元素的间接拮抗 如Cu对Mo的拮抗，它们在细胞里的相互关系如图1 从图可见，含Mo的脱氢酶（如黄嘌呤脱氢酶）使代谢物氧化并产生H?O?在正常情况下，H?O?在含Fe的过氧化氢酶的作用下，迅速分解为H?O和O?，而当存在过量Cu 时，便抑制过氧化氢酶，从而造成细胞内H?O?的毒性积累根据诱导和抑制理论，过剩的过氧化氢将反过来抑制破坏含Mo的脱氢酶，从整体上看就造成Cu—Mo 拮抗现象。 （4）、相似原子结构的元素在有机络合物中相互取代而造成的拮抗 在生物体中相似原子结构的元素在有机络合物中相互取代而造成的拮抗作用。 （二）影响化学元素间拮抗和协同关系的因素 在生物体中相似原子结构的元素在有机络合中互相取代而造成的拮抗作用，拮抗元素生成络合物的配位数、离子半径、离子体积以及半径比率等值都非常接近，这就提供了它们之间相互取代的基本条件，所不同的只是它们的晶格能和电离势差别较大，而正是这两个常数的差别，决定了元素间生物拮抗能力的大小、晶格能和电离势数值大，元素生成的络合物