污染生态学复习题

《污染生态学》复习题第一章污染物在生物体内的迁移规律1.何谓污染物？它具有什么性质？如何分类？污染物：进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。污染物的性质：a.一种物质称为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。b.污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。污染物的分类：按污染物的来源可分为自然来源和人为来源的污染物；按受污染物影响的环境要素可分为大气、水体和土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体、液体和固体污染物；按污染物的性质可分为化学、物理和生物污染物；按污染物在环境中物理、化学性状的变化可分为一次和二次污染物。2.简述植物对水溶态污染物的吸收过程。植物吸收污染物的主要器官是根，叶片也能吸收污染物。水溶态的污染物到达根表面，主要由两个途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根表面。植物的细胞壁是污染物进入植物细胞的第一道屏障，在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。细胞膜调节物质进出细胞的过程，并与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。污染物通过植物细胞膜进入细胞的过程，目前认为有两种方式：一种是被动的扩散，物质顺着本身的浓度梯度或细胞膜的电化学势流动；一种是物质的主动传递过程，这种过程需要能量。3.简述污染物在植物体内的迁移方式。从根表面吸收的污染物能横穿根的中柱，被送入导管。进入导管后随蒸腾拉力向地上部移动。一般认为穿过根表面的无机离子到达内皮层可能有两种道路：第一条为非共质体通道，即无机离子和水在根内横向迁移，到达内皮层是通过细胞壁和细胞间隙等质外空间；第二条是共质体通道，即通过细胞内原生质流动和通过细胞之间向连接的细胞质通道。污染物可以从根部向地上部运输，通过叶片吸收的污染物也可从地上部向根部运输。4.简述动物体对污染物质的主要吸收途径。主要有三种：经呼吸道吸收，经消化管吸收，经皮肤及其他途径的吸收。5.微生物细胞吸收污染物的机制是什么？三种：离子交换机制，沉淀作用，络合作用。6.影响微生物吸收污染物的因素有哪些？培养液的PH、培养时间、污染物的浓度及培养温度等。7.简述影响植物吸收、迁移污染物的因素。植物种的生物学、生态学特性；污染物的种类及其形态差异；PH；氧化还原电位；土壤阳离子交换量；污染物间的不同效应；土壤性质的影响。8.简述复合污染时污染物联合作用的类型。四种类型：a相加作用：多种化学物质的混合物，其联合作用时所产生的毒性为各单个物质产生毒性的总和；b协同作用：多种化学物质联合作用的毒性，大于各单个物质毒性的总和；c拮抗作用：两种或两种以上化学物质同时作用于生物体，其结果是每一种化学物质对生物体作用的毒性反而减弱，其联合作用的毒性小于单个化学物质毒性的总和；d独立作用：各单一化学物质对机体作用的途径、方式及其机制均不相同，联合作用于某机体时，在机体内的作用互不影响。9.在实践生产中如何减少植物对土壤中污染物的吸收？增加土壤中的有机质，改良土壤质地，添加腐殖质等土壤改良剂等。第二章生物富集1.什么叫生物的富集作用？生物个体或处于同一营养级的许多生物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。2.生物为什么能富集污染物？生物从环境中吸收营养物质以满足其生长发育的同时，还会主动和被动地从环境中吸收许多生长发育所非必需的物质。有些物质在生物体内易于降解，在生物体内存在的时间不长，生物在不断从外界环境中吸收的同时，其分解过程也在不停地进行，因而不易积累；而有些物质在生物体内不易被降解，可在生物体内以原来的形态或其他形态长时间存在。生物在吸收这类物质后在体内的分解过程却十分缓慢，生物吸收的数量远远大于分解的数量，结果导致这类物质在生物体内积累。生物富集主要决定于生物本身的特性，特别是生物体内存在的、能与污染物相结合的活性物质的活性强弱和数量多寡。生物体内凡是能和污染物形成稳定结合物的物质，都能增加生物富集量。3.污染物在生物体内富集后产生哪些效应，为什么？生物体吸收污染物后，由于其特有的生物学特性，可以降低污染物的毒性，从而使其在体内富集。主要表现在：a污染物和生物体中某些成分结合，不能再参加代谢活动，使污染物失去毒性，从而可以在生物体内富集；b体内污染物在酶的作用下通过氧化、还原、水解、脱烃、脱卤、苯环羟基化和异构化过程，毒性降低，甚至彻底分解，失去毒性，从而加速生物的吸收，增加生物富集量。4.生物富集与生物解毒之间有什么关系？解毒能力越强，富集能力越弱；解毒能力越弱，富集能力越强。5.生物富集与环境之间有什么关系？环境要素通过影响生物的生长发育和污染物的性质来间接影响污染物的生物富集。6.研究生物富集的最佳方法有哪些？模拟研究，调查试验研究。7.通过生态系统食物链的延伸，生物富集将发生什么变化？在生态系统内，污染物沿食物链流动过程中，含量逐级增加，其富集系数在各营养级中均达到很高的程度。8.影响生物富集的因素有哪些？生物种的特性、污染物的性质、污染物的浓度和作用时间、环境特点。第三章污染物的毒害作用及机制1.生物为什么会受污染物毒害，在什么情况下才会发生毒害？环境中污染物数量不断增加，相应的生物体内的毒物含量也逐渐积累。当富集到一定数量后，生物就开始出现受害症状：生理、生化过程受阻，生长发育停滞，最后可能导致死亡。2.生物受害程度决定于毒物的性质、生物和外界条件的特点。外界条件包括pH、光照条件、大气湿度、地形和天气特点。3.有哪些污染物（包括金属元素）有促癌作用，能促进哪些致癌物质致癌？砷能致癌，特别是肺癌。香烟中的亚砷酸的致癌作用很大。SO2有促癌作用。迄今已知的最强致癌物是黄曲霉B1。多环芳烃（PAH）具有致癌、致突变作用。苯并芘是芳烃中致癌性最强的物质，如同时给予焦油，作用更为明显。有不少物质能诱发Bap的致癌作用。偶氮色素是强烈致癌物质。4.重金属对生物毒性的分子机制是什么？关于重金属使生物中毒的分子机制，目前还未弄清楚，但是从大量的生物毒性试验结果可以预测，毒性是由于重金属与生物大分子作用造成的。金属离子既可取代生物大分子活性点位上原有的金属，也可以结合在该分子的其他位置。当有毒金属离子与生物大分子上活性点位或非活性点位结合后，可以改变生物大分子正常的生理和代谢功能，使生物体表现中毒现象或者死亡。第四章生物对环境污染物的抗性1.总体来讲，生物对污染物的抗性通过哪些途径实现？生物对污染物的抗性机制是外部排斥和内部忍耐的综合结果。生物处于污染胁迫条件下，一方面通过形态学机制、生理生化机制、生态学机制等将污染物阻挡于体外；另一方面通过结合固定、代谢解毒、分室作用等过程将污染物在体内富集、解毒，这两方面的综合结果形成抗性。2.植物对土壤污染物的排斥作用有哪些？根际pH的变化，氧化还原性质的改变，根分泌物对污染物的结合、降解作用，根际效应的作用。3.简述动物的抗性机制。动物的抗性机制可以划分为避性、结合钝化、分解转化及排出体外等。避性：动物对污染物的避性可以通过行为或生理的方式表现出来，通常毒物经吸收后方能产生效应。动物具有排斥环境中的污染物，使其不能进入体内的机制，但对于可以自由活动的动物来说，从行为上主动避开污染环境也许是一种更为有效的措施。结合钝化：污染物可经呼吸道、消化管、皮肤和其他一些途径进入体内。毒物有机体内的吸收、分布、代谢和排泄过程是一个极为复杂的过程，涉及许多屏障，其中之一是污染物在动物体内经多种方式被结合、固定下来，使其不能达到敏感位点。分解转化：污染物进入动物体后，在体内经过水解、氧化、还原或加成等一系列代谢过程，改变其原有的化学结构，生理活性也相对减弱，加速了从体内排泄的过程。排泄作用：污染物及其代谢产物从动物体内排出的主要途径是经过肾随尿排出，其次是经过肝、胆通过消化管随粪便排出，还有一个途径是通过皮肤随汗液排出。挥发性污染物及其代谢物还可以通过呼吸道随呼出气体排出。4.简述微生物的抗性机制。微生物的抗性机制可以划分为避性、分解转化等途径。避性：环境污染物对微生物各个部分都会受到不同程度的影响，而微生物则有避开污染物的能力，这取决于微生物的生理学、形态学和生态学特性。在形态学上有些微生物具有荚膜，它是污染物进入细胞内子重要的屏障。微生物的生理学避性则表现在环境污染胁迫下能够从体内分泌出某些具有络合或分解转化污染物能力的有机物质，是污染物的移动性降低或极性改变，从而不容易进入微生物体内。分解转化：微生物对环境污染物的抗性途径主要是分解和转化，将它们转变成为无毒害或低毒害作用的物质，甚至将污染物作为营养或获得能源的物质。第五章生物对长期污染的生态效应与适应进化1.生物对污染环境的长期生态学效应有哪些？在长期的污染条件下，生物的这种生态效应包括两个方面：其一，不能适应污染的生物，种群衰退，物种消亡，引起生物多样性的丧失；其二，能够适应的生物，在强大的污染选择作用下，将产生快速分化并形成了旨在提高污染适应性的进化取向。2.生物对污染环境的适应将付出哪些代价？为了适应污染环境，生物在生理、生化、遗传进化方面的调整，提高了生物对污染的适应性，但可能降低和制约了生物在其他方面的适应性，这就是适应代价问题。适应代价的表现是多种多样的，可以归纳为生态代价、生理代价、进化代价三种。生态代价主要指对污染适应的生物在进入到正常环境中时，它的竞争力降低；同时，还可能伴随有对温度、水分、病虫害的抵抗能力下降。生理代价是指对污染适应的植物，在某些生理性能上低于正常植物。进化代价反映的是污染适应很好的植物在其他环境中进化发展的灵活性降低，以至于可能失去适应其他环境的可能性。3.污染引起物种多样性降低的机制？三种机制：一、污染物的直接毒害作用，阻碍生物的正常生长发育，使生物丧失生存或繁衍的能力；二、污染引起生境的改变，使生物丧失了生存的环境；三、生态系统中的富集和积累作用，使食物链后端的生物中毒而难以存活或繁育等。4.生态系统水平对长期污染的相应有两个方面，即生态系统多样性的丧失和生态系统复杂性的降低。5.生物对污染的适应，实际上包括两个方面：一是对污染引起的“自然”环境的改变的适应，以及对污染引起生物的生理变化的适应；二是生物对污染物自身的适应。前者是间接性的，后者是直接性的。6.全球性污染条件的环境特点：一、全新的“人造”环境；二、化学物质种类多，多重污染物共同作用时生物适应受到很大的挑战；三、毒害大，选择作用强；四、成为重要的主导因子和限制因子。第六章环境污染的生物监测1.什么是生物监测？如何处理物理监测、化学监测与生物监测三者间的关系？生物监测是利用生物分子、细胞、组织、器官、个体、种群和群落等各层次对环境污染程度所产生的反应来阐明环境状况，从生物学的角度为环境质量的监测和评价提供依据。生物监测是利用生物对特定污染物的抗性或敏感性来综合地反映环境状况，这是任何物理、化学监测所不能比拟的。生物监测能够弥补化学、物理监测的缺陷。如果没有化学、物理监测数据所提供的信息，生物的反应就不能准确地提供污染信息。2.举例说明动物在环境监测中的应用。通过金丝雀、金翅雀、老鼠和鸡等动物的异常反应来探测矿井里的瓦斯毒气；利用对氰氢酸特别敏感的鹦鹉来监测用氰氧化物为原料的制药车间空气中氰氢酸的含量，以来确保工人的生命安全；用金丝雀来监测SO2；利用鸟类和昆虫的分布来反映大气质量的变化等等。3.如何区分指示生物和监测生物？指示生物是指对环境中的污染物能产生各种定性反应，指示环境污染物的存在。监测生物不仅能够反映污染物的存在，而且能够反映污染物的量。监测生物必然是指示生物，同时它还要回答环境中污染物多少的问题。4.简述利用生物细胞遗传学指标监测环境污染的原理和方法。细胞遗传学是研究遗传基因的传递者染色体的行为、形态、机构、数目和组合，并进一步阐明生物遗传现象的科学。目前常采用细胞遗传学的方法来筛选化学诱变因子，监测环境中具有致癌、致畸、致突变的化学物质。目前常采用的方法主要有：微核测定法、染色体畸变分析、姐妹染