《环境生物学》思考题参考
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1、回答环境生物学定义，怎样理解环境生物学定义的各要素的函义。 回答：环境生物学是研究生物系统与人类干扰的环境之间相互关系的科学。
该定义包含生物系统、人类干扰环境和相互关系三个要素，其中生物系统是生物各级组构水平的总称，包括基因-细胞-器官/组织-个体-种群-群落-生态系统-生物圈；人类干扰包括两方面函义a) 人类活动对生态系统造成的污染；b) 人类活动对生态系统的影响和破坏,即对自然资源的不合理利用；相互关系指的是作用的机理、过程、规律、技术、应用。 提示：
1) 定义中的三个基本要素答全；
2) “生物系统”的函义，不仅指生物各级组构水平的总称，还应该进一步包括基因-细胞
-器官/组织-个体-种群-群落-生态系统-生物圈的详细说明。
2、针对环境生物学的研究任务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和3) 探讨自然保护生物学和恢复生态学、 保护生态学的原理与方法，研究内容可以归纳为：1) 环境污染的生物效应、2) 环境污染的生物净化和3) 保护生态学(生物多样性与生物修复)。
3、了解环境科学和环境生物学的发展史。
第1章 污染物在环境中行为
1、什么是生物污染，生物污染包括哪些内容，生物污染的特点有哪些？
回答：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。
生物污染从生物种类的角度包括：病原微生物、微生物代谢产物(硫化氢气体、酸性矿水、硝酸和亚硝酸、生物毒素等)、外来种入侵和转基因产品等。从污染传播和驻留媒介的角度包括：大气生物污染、水生物污染和土壤生物污染。 生物污染的特点：
(1) 预测难：对外来生物在什么时候、什么地方入侵难以作出预测。
(2) 潜伏期长：一种外来生物侵入之后，其潜伏期长达数年，甚至数十年，因此，难以被发现，难以跟踪观察。
(3) 破坏性大：外来生物的侵入，在破坏了当地生态环境的同时，也破坏了该生态系统中各类生物的相互依存关系，可能造成严重的后果。 提示：
1) 回答生物污染包括的内容时，请指明分类的角度；分类的角度不同，列出的内容也不相同。
2) 回答生物污染的特点时过于简单。
2、以铬为例，说明污染物形态与生物效应的关系。
回答：环境中污染物形态是环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。污染物的形态随环境条件的变化而转化。并且不同形态的污染物在环境中有不同的化学行为，并表现出不同的污染效应。
例如重金属铬常见的有六价和三价两种形态，六价的铬有强烈毒性，而三价铬毒性较弱，小鼠的Cr(III)和Cr(VI)亚慢性和慢性RfD (经口) 无明显反应剂量分别为每天1.47 g/kg和25 mg/kg 重铬酸钾；另外，在海洋环境质量评价中，元素铬的分析和评价包括六价铬和总铬两项指标，说明六价铬对生物产生的毒性更强。 提示：
1) 本题的重点是回答污染物形态与生物效应的关系，所以需要首先说明污染物形态与生物
效应关系的一般观点，然后以铬为例进行说明和分析。
3、你还知道当今哪些生物污染的典型案例？你怎样面对和理解这些生物污染问题？ 4、什么是污染物的生物地球化学循环？其构成的要素有哪两点？其循环过程和循环机理是什么？
回答：生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物在生物体和环境之间周而复始的循环运动。
构成要素有以下两点：一是污染物储库，包括生物体和环境；二是循环途径，包括合成作用和分解/矿化作用。
循环过程指的是地质环境和生物体之间的物质循环/生物小循环。
循环机理包括以下三个方面：(1)根本原因在于生物/人类取食导致污染物在环境(水、土和气)与生物群落之间交换引起污染物的生物地球化学循环；(2)循环过程包括迁移、转化、分散和富集等；(3)过程变化包括形态、化学组成和性质的改变。
第2章 污染物在生物体中的行为
1．根据物质的跨膜转运方式，说明污染物的主要跨膜转运方式及其生物学意义。
回答：一般说来，物质的跨膜转运分为被动转运和特殊转运两大类；被动转运包括简单扩散和滤过过程两种方式，特殊转运包括易化扩散、主动转运和内吞作用三种方式。下面依次为不同种类跨膜转运的具体方式、转运的特点及其转运的物质对象。
1) 被动转运：被动转运的发生，生物膜不起主动作用,不消耗细胞的代谢能量. (1) 简单扩散：简单扩散指物质由浓度高的一边向浓度低的一边迁移。
脂溶性和水溶性是影响化合物简单扩散能力的重要影响因素,还包括化合物的解离度、膜蛋白的浓度和亲和力和化合物分子大小及其空间构型。 转运对象—脂溶性有机物。大部分脂溶性有机污染物。 (2)滤过过程：在生物膜两侧存在流体静压或渗透压差条件下,水或水溶性物质经亲水性膜孔顺压透过生物膜的过程。影响滤过过程的滤过速度的因素为化合物的直径和构象。滤过对象—分子直径小于生物膜亲水性孔道的水溶性化合物。水溶性的小分子污染物。
2)特殊转运—具有特定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复合物进行转运,生物膜有主动选择性.
(1)主动转运--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,消耗细胞代谢能量。
转运对象--水溶性大分子化合物。主动转运已吸收的污染物,使之从体内排出体外。e.g.肾,肝,中枢神经系统的血脑屏障等处,其细胞膜都具有主动转运有机酸/碱的载体,从而可以转运相应的毒物。
(2)易化扩散/促进扩散/载体扩散：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;不能逆浓度梯度,也不消耗细胞代谢能。 影响因素包括膜上载体的数量和亲和力(载体与化合物)。 转运对象:水溶性大分子。
(3)内吞作用：颗粒或液体借形成液泡而通过生物膜被成批摄取的过程。
内吞作用，由于生物膜具有可塑性和流动性，因此细胞可以通过细胞膜变形移动和收缩,将颗粒状物质和液粒包围起来,摄入细胞内由。进入细胞后的颗粒或液泡由于胞质环境变化，或者与溶酶体融合，被消化，其输运的营养物质被释放，其生物膜部分重新与细胞膜融合。 内吞作用的意义在于：转运毒物或污染物到细胞内，再消化降解。e.g.1.血液中的白细胞吞噬作用；e.g.2.肝,脾网状内皮系统清除血液中的毒物。
2． 举例说明内吞作用对清除某些污染物的意义。
内吞作用：颗粒或液体借形成液泡而通过生物膜被成批摄取的过程。
内吞作用，由于生物膜具有可塑性和流动性，因此细胞可以通过细胞膜变形移动和收缩,将颗粒状物质和液粒包围起来,摄入细胞内由。进入细胞后的颗粒或液泡由于胞质环境变化，或者与溶酶体融合，被消化，其输运的营养物质被释放，其生物膜部分重新与细胞膜融合。 内吞作用的意义在于：转运毒物或污染物到细胞内，再消化降解。
内吞作用的意义：清除某些颗粒态污染物。e.g.1.血液中的白细胞吞噬作用；e.g.2.肝、脾网状内皮系统清除血液中的毒物；e.g.3.网状人皮系统的吞噬细胞清除肺泡内的尘粒和血液中的某此有毒物质。
3. 植物和动物对污染物的吸收行为和运输行为通过哪些途径进行？ 回答：
1) 吸收：污染物通过各种途径透过生物机体的生物膜进入体液的过程。 陆生哺乳动物的吸收途径包括：呼吸系统吸收气体、蒸气和气溶胶etc.；消化道吸收液(水)、固液混合(食物)和气态(呼吸中的一部分)；皮肤吸收。
高等植物以根为主要吸收器官，吸收N、P、K和HM等溶解态、吸附于胶体表面的可交换态物质；根分泌有机酸，可以溶解土壤中难溶性矿物，利于吸收；叶主要吸收溶液和气体物质。 2) 运输：动物体内运输的途径为循环系统包括血液循环系统和淋巴循环系统。 动物对污染物的运输通过消化道、呼吸道、口腔、直肠和皮肤途径进行。 植物对污染物的运输维管系统进行。
4． 说明生物转化的基本阶段和反应类型。 生物转化的基本阶段和反应类型如下：
第一阶段/I相反应：氧化、还原和水解反应，引入极性基团(-OH、-COOH和-NH2等)或暴露极性基团；第二阶段/II相反应：结合反应(葡萄糖醛酸结合反应)，I相反应产物+内源化合物 →→水溶性化合物(排出体外)。
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