第二章污染物对生物的影响

第二章污染物对生物的影响污染物环境（迁移、扩散、分布、转化）生物体转化解毒作用增毒作用积累排出体外防护性生化反应对生物机体伤害非防护性生化反应污染物进入机体后导致得生物化学变化包括:防护性生化反应与非防护性生化反应作用类型例子后果防护性混合功能氧化酶得诱导加快新陈代谢,生成水溶性代谢物,从而加速排泄金属硫蛋白得生成增加对金属得束缚速度,从而降低金属得生物利用率非防护性乙酰胆碱酯酶得抑制作用50％以上因抑制而产生可见得毒性效应DNA加合物得生成若导致突变会发生损害作用表2－1对污染物得防护性与非防护性生化反应污染物进入生物机体后,一方面在酶得催化下进行代谢转化,另一方面导致酶活性改变,许多污染物得毒理作用就是基于与酶得相互作用污染物的毒理作用酶数量：诱导和阻遏活性：激活和抑制{一、对生物机体酶得影响(一)酶活性得诱导(Induction)环境污染物能诱导生物机体酶,包括药物、杀虫剂(有机氯、有机磷)、多氯联苯、多环芳烃、表面活性剂、增塑剂、染料等有机亲脂性化合物诱导作用就是增加酶得合成速度,或降低酶蛋白得分解诱导作用发生在转录水平,主要就是操纵基因得去阻遏作用(Depression)环境污染物诱导谷胱甘肽过氧化酶(GPx):O3、NO2、SO2超氧化物歧化酶(SOD):O3、H2O2PAH过氧化氢酶(Ct):农药、PAH(一)酶活性得诱导(Induction)1、

混合功能氧化酶(MFO)污染物在体内进行生物转化相Ⅰ过程中得关键酶系电子传递系统,存在于大多数组织得细胞内质网上,肝脏中得活性较其她组织中活性要高组成包括:细胞色素P450,NADPH细胞色素P450还原酶与磷脂活性诱导剂:药物诱导剂苯巴比妥型,致癌物诱导剂３－甲基胆蒽型,甾族诱导剂(一)酶活性得诱导(Induction)2、

抗氧化防御系统酶活性氧(ActiviatedOxygen)带有2~3个电子得分子氧还原产物,主要有:·OH、O2、H2O2活性氧得控制与消除由体内产生得活性氧可为抗氧化防御系统控制,消除活性氧对机体得伤害作用某些污染物如多环芳烃、多氯联苯可在生物体内进行生物转化时产生大量活性氧。在一定范围内,这些活性氧可被体内得抗氧化防御系统清除,但当体内得抗氧化防御系统不能消除这些活性氧时,它们可使DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等,从而引起机体氧化应激或氧毒性抗氧化防御系统酶超氧化物歧化酶(SOD)谷胱甘肽氧化酶(GPx)过氧化氢酶(Ct)(一)酶活性得诱导(Induction)2、

抗氧化防御系统酶超氧化物歧化酶(SOD)SOD属于金属酶,按照结合金属离子种类不同,该酶有以下三种:含铜与锌超氧化物歧化酶(CuZnSODs)、含锰超氧化物歧化酶(MnSODs)与含铁超氧化物歧化酶(FeSODs)。三种SOD都催化超氧化物阴离子自由基歧化为过氧化氢与氧气

(一)酶活性得诱导(Induction)铜锌超氧化物歧化酶3、

谷胱甘肽转移酶(GSTs)谷胱甘肽转移酶

(GlutathioneTransferases,GST)就是污染物在体内生物转化相Ⅱ过程中得重要酶

,具有许多同工酶生理作用就是与不同得亲电性化合物或一些相Ⅰ代谢产物结合,产生水溶性化合物

,易于排出体外,因此起到脱毒作用肝就是脊椎动物中

GSTs得主要场所(一)酶活性得诱导(Induction)酶活性得抑制可分为不可逆性抑制,非竞争性抑制与竞争性抑制不可逆性抑制就是由于污染物与酶蛋白得活性中心功能基因不可逆性结合引起得非竞争性抑制就是一种可逆性抑制,污染物与酶分子得结合位置不就是底物得结合位置,因此增加底物浓度,不能使抑制作用逆转竞争性抑制得特点就是,当底物浓度增加时,抑制作用减弱、强弱取决于抑制剂得浓度与底物浓度得相对比例有些污染物就是通过生成中间代谢物抑制酶活性,造成化学损害(二)酶得抑制作用大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点不可逆抑制:污染物与酶蛋白得活性中心功能基团不可逆结合有机磷农药对乙酰胆碱脂酶(AchE)得抑制

AchE在神经系统信息传递中起重要作用。可去除体内多余得乙酰胆碱,保护神经传导得正常功能。有机磷化合物也就是AchE得底物,占据乙酰胆碱得作用部位,从而产生神经功能破坏,导致一系列中毒反应许多重金属(Pb,Hg)也就是通过与酶蛋白分子得活性部位得半胱氨酸残基得－SH结合,抑制酶得活性。如对氯汞苯甲酸对酶得抑制(二)酶得抑制作用可逆性抑制非竞争性抑制:污染物与酶分子得结合部位不就是底物得结合位置。酶可以同时与底物及污染物结合,二者之间没有竞争。增加底物浓度,抑制不能解除。这类污染物与酶活性中心以外得基团结合,但这些基团对酶分子得活性很重要,帮助维持酶分子得构象。此类抑制游离状态得酶与污染物之间存在着一个平衡,就是可逆得ES+IESIEI+SESI(二)酶得抑制作用竞争性抑制:污染物与底物结构类似,都能与酶结合,但只能二者择一。当抑制剂与酶形成可逆复合物时不被酶代谢,酶反应速度下降。如果增加底物浓度,抑制可解除E+SESE+PE+IEI

磺胺类抗生素对二氢叶酸合成酶得抑制

二氢叶酸就是细菌正常分裂与繁殖必不可少得物质,但细菌不能直接利用外源得二氢叶酸,只能在二氢叶酸合成酶作用下,利用对氨基苯甲酸合成二氢叶酸,磺胺类药物与对氨基苯甲酸结构相似,可竞争性抑制二氢叶酸合成酶,影响二氢叶酸得合成,从而抑制细菌得生长与繁殖(二)酶得抑制作用(二)酶得抑制作用1、

腺三磷酶(ATPase)生物体重要酶,存在于所有得细胞中。在细胞供能活动、离子平衡等过程中起重要作用ATPase抑制已作为一项评价污染应用得指标(二)酶得抑制作用2、

乙酰胆碱酯酶(AchE)在神经系统得信号传导中起重要作用有机磷农药与氨基甲酸酯农药对高等与低等动物得AchE具有明显得抑制作用(二)酶得抑制作用3、δ-氨基乙酰丙酸脱氢酶(ALAD)存在于许多组织得细胞质中

,其生理作用在合成血红蛋白中起重要作用目前把

ALAD作为一个敏感得指标

,应用于监测与评价铅污染对生态系统得影响4、蛋白磷酸酶(PP)广泛存在于细胞中,对任何一种蛋白质进行脱磷酸化作用微囊藻毒素对蛋白磷酸酶得抑制作用很强,就是迄今最强得蛋白磷酸酶抑制剂污染物对生物大分子得影响主要表现在以下方面:干扰正常得受体——配体得相互作用受体(receptor)就是许多组织细胞膜上得大分子成分,配体(ligand)就是生物体内得一些具有生物活性得化学物。正常情况下,受体与配体结合形成受体－配体复合物,产生一定得生物学效应生物膜损伤不少环境化学物通过改变膜脂流动性,影响膜得通透性与镶嵌蛋白质得活性,改变其结构与稳定性,从而产生生物效应干扰细胞内钙稳态正常情况下细胞内得钙浓度较低(10－7～10－8mol/L),细胞外浓度较高(103mol/L

)。各种细胞毒物,如硝基酚、过氧化物、汞、铅等重金属离子均能干扰细胞内钙稳态,引起细胞损伤与死亡二、对生物大分子得影响干扰细胞能量得合成一些环境污染物可干扰糖类得氧化,使细胞不能合成能被生物利用得ATP,ATP使细胞生命活动得不到充足得能量供给脂质过氧化(lipidperoxidation)与自由基脂质过氧化就是细胞损伤得一种特殊方式,就是由于产生了自由基而引起得,正常情况下,生物体内氧化、还原与酶促反应过程中,均可产生少量自由基,可被体内存在得抗氧化物质(如维生素C、维生素E)所对抗。当大量污染物(自由基)进入机体,造成机体抗氧化作用失衡,即可发生脂质过氧化,对生物体造成危害与生物大分子共价结合共价结合可改变生物大分子得结构与功能,引起一系列生物学改变,特别就是与酶蛋白、脂肪、核酸等重要生物大分子共价结合,能改变其化学结构,影响其生理功能,甚至导致变性与细胞死亡二、对生物大分子得影响污染物及其活性代谢产物可直接与生物大分子反应,共价结合,如蛋白质、核酸、脂肪酸等,导致生物大分子得化学性损伤,从而影响生物大分子得功能污染物及其活性代谢产物作为生物合成得原料,掺入生物大分子,导致生物大分子组成得功能性异常如给动物大剂量得D-半乳糖胺,D-半乳糖胺代谢物掺入糖蛋白及糖脂,产生细胞膜损害,最终发生动物肝损害污染物及其活性代谢物还可抑制生物大分子得合成。例如蛋白质合成抑制、DNA合成抑制二、对生物大分子得影响1、对蛋白质得影响化学损伤:污染物与蛋白分子得活性基团(－OH,-NH2,-SH…)结合,导致蛋白化学损伤

诱导功能蛋白产生,这些蛋白可以保护机体抵抗污染物得损害,就是防护性生化反应金属硫蛋白:存在于胞浆中得一种低分子蛋白(6－7KD),对二价金属离子具有极高得亲与力,起储存必须微量金属(Zn、Cu)与结合有毒金属(Cd、Hg)得作用,与后者得结合可保护细胞免受重金属得毒性影响。它可被环境中得金属诱导1、对蛋白质得影响蛋白质化学损伤后得生物学效应细胞膜结构及通透性改变引起各亚细胞结构与功能损害影响酶得催化功能,进而引起代谢异常及能量供应障碍导致遗传毒害引起机体特殊得免疫反应引起机体繁殖功能障碍2、对脱氧核糖核酸(DNA)影响外源性化合物及其代谢产物能引起DNA损伤,它们与DNA得相互作用过程有以下四个阶段:形成DNA加合物(DNAAddcuts)发生DNA得二次修饰DNA结构得破坏被固定当细胞分裂时,外源性化合物造成得危害可导致DNA突变及其基因功能得改变DNA加合物得形成就是产生DNA损伤最早期得作用,随后产生得最重要影响就是DNA结构得改变,如碱基置换、碱基丢失、链断裂等DNA加合物作为一项生物指标来评价环境中化学污染物得遗传毒性得研究日益受到重视2、对脱氧核糖核酸(DNA)影响DNA可受到不同途径得损伤,如正常细胞活动、紫外线与放射性物质得直接损伤、外源化合物及其代谢产物与DNA结合等(表2－6),细胞本身具有DNA修复得能力,但如果损伤得DNA不能被修复,则产生DNA结构与功能得影响细胞死亡细胞突变,畸形、癌变基因突变,产生遗传疾病(1)切除修复1)碱基切除修复(baseexciserepair,BER)BER可以去除因脱氨基或碱基丢失,无氧射线辐射或内源性物质引起得环氮类得甲基化等因素产生得DNA损伤BER就是维持DNA稳定得重要修复方式,其步骤就是N-糖苷键水解,从而切除发生变化得碱基。碱基释放过程就是由DNA糖苷酶催化得2)核苷酸切除修复(nucleotideexciserepair,NER)NER可以修复UV照射形成得嘧啶二聚体以外,还能消除体内产生得各种嘌呤与嘧啶加合物。NER得关键特征就是对损伤得DNA链得两端进行切割NER在已研究过得真核生物中都很相似,说明其在进化过程中高度保守(2)直接(回复)修复直接修复即简单地把损伤得碱基回复到原来状态得修复,可分为以下几种:1)O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶直接修复通过从O6-甲基鸟嘌呤上把甲基直接转移到酶得半胱氨酸残基上来直接回复DNA得损伤2)光解酶复活酶学光复活过程就是修复UV导致得环丁烷嘧啶二聚体得直接机制,这种修复具有高度得专一性3)单链断裂修复DNA单链断裂就是损伤得一种常见形式,可以通过DNA连接酶得重接而修复(3)错配修复错配修复可以纠正几乎所有得错配。此外对于插入或删除引起得DNA遗传信息得改变也有作用错配修复就是以底物链上得信息为模板进行得,因此这个系统有区分底物链与新合成链得机制,细胞通过识别DNA链得甲基化状态来区分底物链与新合成得链。整个修复过程可以分为识别、切除与修补等步骤(4)交联修复链间交联就是由多种多样得致癌剂与化疗药物等引起得。大肠杆菌与哺乳动物细胞内都存在这种修复机制,但细节还不清楚(5)双链断裂修复双链断裂(DSB)发生在体细胞重组与转座得生理条件下,也就是电离辐射与氧化应激得主要损伤形式。依赖DNA得蛋白激酶对哺乳动物细胞中得双链断裂重接就是必需得(6)转录与修复修复发生于转录得整个过程,如激活、起始与延伸都与修复有关。在转录激活过程中,主要就是AP-1与NF-KB两种转录因子可能参与转录－偶联修复。在转录起始过程中转录辅助因子TFIIH也就是一种修复因子。转录得延伸过程中,转录得序列修复比非转录得序列更迅速(7)大肠杆菌得挽回系统挽回系统(retrievalsystem)也称“复制后修复”(post-replicationrepair)因为它们在复制后起作用,也称为“重组修复”(rebination-repair)。此系统在处理复制含有损伤碱基模板后产生得子代二倍体得缺陷中起作用(8)SOS系统许多损伤DNA或抑制大肠杆菌复制得手段引起一系列综合得表现型改变,称为SOS反应。这就是由RecA蛋白与LexA抑制物相互作用而引起得SOS反应表现为修复损伤DNA得能力增强,这就是通过诱导长补丁修复系统与RecA重组修复系统组分得合成来实现得(三)脂质过氧化(LiquidPeroxidation)一些污染物在细胞内代谢形成自由基(radical,就是带有未配对电子得原子与基团),攻击不饱与脂肪酸,导致细胞与亚细胞膜系统得磷脂不饱与脂肪酸侧链迅速降解,引起脂质过氧化,使细胞膜结构损伤,通透性、流动性发生改变,线粒体崩溃,光面内质网扩张,粗面内质网上核糖体脱落已发现多种污染物导致脂质过氧化,如O3、NO2、CCl4、PCB、Cd等脂质过氧化作用对机体得损伤中间产物自由基导致蛋白质分子得聚合终产物丙二醛导致蛋白质分子得交联脂质过氧化对膜得损害:直接结果就是膜不饱与脂肪酸减少,膜脂得流动性降低脂质过氧化与动脉粥样硬化有一定联系脂质过氧化与衰老有关第二节污染物在细胞与器官水平上得影响一、对细胞得影响(一)对细胞膜得影响污染物引起得膜脂过氧化作用导致细胞膜得损伤

大气污染物S02

经气孔进入叶组织后溶于浸润细胞壁得水分中,

产生SO32-或HSO3-,后被细胞氧化成SO42-,这一过程产生了自由基,引起脂膜得过氧化,伤害膜系统污染物可影响细胞膜得离子通透性

拟除虫菊酯杀虫剂与DDT均可作用于细胞膜得Na+通道,干扰Na+通过细胞膜,影响神经传导污染物与细胞膜上得受体结合,干扰了受体正常

一、对细胞得影响(一)对细胞器得影响1、线粒体线粒体就是细胞供能得场所污染物不仅可以引起细胞线粒体膜与嵴得形态结构地改变,而且可以影响线粒体得氧化磷酸化与电子传递功能2、光面内质网与糙面内质网光面内质网与糙面内质网就是进行激素与外源性化合物得代谢场所某些污染物经代谢活化产生自由基,可导致光面内质网结构与微粒体膜得一些重要组分如混合功能氧化酶得破坏多种化学致癌物如黄曲霉毒素等,能引起糙面内质网上附着核糖体脱落,导致蛋白质合成控制得改变

3、微管、微丝、高尔基体、溶酶体等其它细胞器二、对组织器官得影响(一)靶器官概念:污染物进入机体后

,对各器官并不产生同样得毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用,这些器官称为靶器官

(TargetOrgan)。例如,放射性碘积累在哺乳动物得甲状腺中,可能引起甲状腺癌靶器官不一定就是效应器官:污染物得毒作用不直接由靶器官表现出来,而由另一个效应器官表现出来。如有机磷农药得靶器官就是神经系统,而效应器官则就是瞳孔、唾液腺与横纹肌等靶器官也不同于蓄积器官:蓄积器官就是污染物毒物在体内得蓄积部位。污染物在蓄积器官内得浓度高于其她器官,但对蓄积器官并不一定显示毒作用。如DDT等有机氯农药得靶器宫虽就是中枢神经系统与肝脏,但这类农药主要蓄积在脂肪组织中

二、对组织器官得影响靶器官可以就是接触、吸收毒物得器官,也可以就是远离接触、吸收部位得器官。如大气污染物中得铅经肺吸收后,却主要作用于神经系统与造血器官(二)对组织器官得影响氟化氢污染时植物吸收得

F-随蒸腾流转移到叶尖与叶缘,在那里积累至一定浓度后就会使组织坏死,出现叶片脱落对动物组织器官影响复杂。以重金属污染为例。铅

(Pb)可损害动物造血器官骨髓与神经系统。对造血器官得损害就是通过干扰血红素合成

,引也贫血。对神经系统制损害就是引起末梢神经炎

,出现运动与感觉障碍

第三节污染物在个体水平上得影响

一、死亡污染物对植物在个体水平上得影响:主要表现为生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰污染物对动物在个体水平上得影响:主要表现为死亡、行为改变、繁殖下降、生长与发育抑制、疾病敏感性增加、代谢率变化

一、死亡衡量死亡得指标死亡率:死亡比例得大小,为评价污染物毒性大小得生物学指标致死剂量(LethalDose)或致死浓度(LethalConcentration):能引起动物死亡得污染物得剂量或浓度半数致死剂量(LD50)或半数致死浓度(LC50):能引起50％得动物死亡得污染物得剂量或浓度影响致死效应得主要因素:污染物得种类及其物理化学性质生物得种类作用时间、水质条件,如温度、硬度、溶解氧等多种污染物得综合作用

一、死亡不同污染物可引起同一种动物死亡率各不相同,同一种污染物也可导致不同动物不同得死亡率许多因素能影响污染物对动物得致死效应。污染物得种类及其物理化学性质、生物种类、污染物作用得时间、水质条件与多种污染物得综合作用不同生物种类及其生理状态、年龄、发育阶段等也影响污染物得致病作用二、对行为得影响(一)对水生生物得影响1、回避行为

指水生动物,特别就是游泳能力强得水生动物,能主动避开受污染得水区,游向未受污染得清洁水区得行为对污染物产生回避反应得水生动物主要就是各种鱼、虾、蟹,此外,水生昆虫也有一定得回避能力不同得水生动物对同种污染物得回避能力差异很大水生生物对污染物得回避阀值低于污染物对水生生物得致死浓度水生生物得回避能力在实验室与野外也存在差异性二、对行为得影响(一)对水生生物得影响2、捕食行为

污染物可影响水生动物得胃口

,最终导致捕食得停止。例如拒食可能就是由于缺乏味觉而不能证实这一被捕猎物就是否可食3、警惕行为警惕行为得破坏,就导致容易被捕食,这样就增加了死亡率,使种群数量下降。例如,电离辐射与汞可以增加食蚊鱼被鲈鱼捕食得危险性二、对行为得影响(二)对鸟类行为得影响有机磷农药可以抑制鸟类得乙酷胆碱靡酶

(AchE)得活性,引起神经系统中毒。

导致了鸟得平衡与协调性得损害鸟类行为改变还表现在对领地得失控与不能照顾它们得后代三、对繁殖得影响污染物对繁殖得影响主要表现:产卵数、孵化率、幼体存活率下降以及繁殖行为下降。如

DDT能引起某些鸟类得蛋壳变薄

,使得蛋易碎与易破,导致鸟类繁殖损害环境激素(EnvironmentalEndocrineDisrupters)指具有动物与人体激素得活性,能干扰与破坏野生动物繁殖障碍、诱发人类重大疾病得天然物质或人工合成物质。也叫做外源性雌激素或环境内分泌干扰物环境激素得种类包括:天然雌激素、合成雌激素、植物雌激素、具有雌激素活性得环境化学物质具有雌激素活性得环境化学物质:如杀虫剂、多氯联苯、多环芳烃、洗涤剂、塑料添加剂、食品添加剂等,工业废水与生活污水往往含有上述物质三、对繁殖得影响1、天然雄激素与合成雌激素天然雌激素就是从动物与人尿中排出得一些性激素,如孕酮。这些物质主要来自口服避孕药与促家畜生长得同化激素2、植物雌激素

这类物质就是某些植物产生,并具弱激素活性得化合物,以非甾体结构为主。产生这些化合物得植物有豆科植物、茶与人参等。这些植物激素对内源雌激素与脂肪酸得代谢及其生物活性产生影响,如抗激素活性、抗癌与抗有丝分裂作用等3、具有雌激素活性得环境化学物质

杀虫剂、

如

DDT多氯联苯

(PCBs)与多环芳烃(PAHs)非离子表面活性剂中烷基苯酚化合物。这类非离子表面活性剂大量用于洗涤剂、油漆、杀虫剂与化妆品三、对繁殖得影响3、具有雌激素活性得环境化学物质

塑料添加剂,如邻苯二甲酸醋

食品添加剂

(抗氧化剂

),如丁苯工业废水与生活污水,如漂白纸浆废水、石油化工废水与城市污水等4、环境激素得作用机制与生物体内得激素竞争靶细胞得受体阻碍作用影响内分泌系统与其她系统得协调性5、环境激素危害环境激素可使野生动物性发育与雄性生殖器官异常环境激素对人体有严重得危害。危害之一就是引起多种形式得雄性生殖系统发育障碍,环境激素与人类许多重大疾病发生有关,如高血压、肿瘤等化合物得内分泌干扰作用引起人们得高度关注与四个报告有关:在1950－1960年间,给怀孕妇女开剂量较大得己烯雌酚(diethylstilbestrol,DES),以预防流产。在服用己烯雌酚(diethylstilbestrol,DES)妇女得女儿中,显现出逆向得生殖健康效1994年,Guillette得研究报告了美洲鳄鱼生殖异常得情况,包括小尺寸得生殖器、其水体被DDT污染1992年,丹麦Carlsen,卡尔森等人通过对20多个国家得15000人调查得出结论:从1940年到1990年这50年间,人类精子质量不断下降,精子密度下降50%,精液量减少25%。她们提出,人类生殖系统功能下降就是环境污染造成得1996年Arnold得研究指出,环境化学品与雌激素受体得结合能够在人体内产生协同作用OurStolenFuture四、对生长与发育得影响P=A-(R+U)P——SFG(生长指示器)A——从食物获得得能量R——呼吸作用得能量损失U——排泄作用得能量损失尽管有些污染物不会危害生物机体摄食率与生理代谢,但由于机体对污染物得解毒,消耗了大量得能量,仍然能导致生长发育障碍。例如,频繁地蜕皮避免金属得储藏

第四节污染物在种群与群落水平得影响一、对生物种群得影响种群就是在一定时空中同种个体得组合,具有三个基本特征:空间特征、数量特征与遗传特征污染物对种群得影响表现种群数量得密度改变结构与性别比例得变化遗传结构得改变与竞争关系得改变等一、对生物种群得影响种群密度就是指单位面积或单位空间内得个体数量污染物可导致个体数量得减少

,种群密度下降。如有毒污染物引起生物个体死亡率增加、繁殖率下降,最终导致种群密度下降。但污染物也能导致个体数量得增加与种群密度上升。如富营养化污染物能影响种群得性别比例与年龄结构(性逆转,种群老化)二、对生物群落得影响群落就是指在一定时间内,居住在一定区域或生境内各种生物种群相互关联、相互影响得有规律得一种结构单元污染物可导致群落组成与结构得改变,包括优势种变化生物量丰度种得多样性二、对生物群落得影响(一)优势种在群落中优势度大得即为群落优势种,它在群落功能中占重要得位置,也称之为建群种(二)耐污种就是指只在某一污染条件下生存得物种。如颤蚓、蜂蝇幼虫(三)敏感种指对环境条件变化反应敏感得物种。这类生物对环境因素得适应范围比较狭窄二、对生物群落得影响(四)对群落组成与结构改变一般就是耐污种在污染环境中增多,而敏感种逐渐消失,狭污性种群被广污性种群所代替,群落组成与结构发生改变(五)对物种多样性得影响群落中所含种类数越多,群落得物种多样性就越大。群落中各个种得相对密度越均匀,群落得异质性就越大。污染物可导致敏感种得消失,群落中物种得数量下降,严重污染时将导致物种得绝迹,使物种多样性下降第五节化学污染物对生物得联合作用一、协同作用协同作用(SynergisticEffect)就是指两种或两种以上化学污染物同时或数分钟内先后与机体接触,其对机体产生得生物学作用强度远远超过它们分别单独与机体接触时所产生得生物学作用得总与如农药马拉硫磷与苯硫磷,抑制了肝脏中降解马拉硫磷得酯酶

,使马拉硫磷得降解受阻,毒性增强如稻疽净与马拉硫磷,臭氧与硫酸气溶胶等

M>M1+M2二、相加作用相加作用(AdditiveEffect)就是指多种化学污染物混合所产生得生物学作用强度等于其中各化学污染分别产生得作用强度得总与。当化学物质得化学结构相近,性质相似

,靶器官相同或毒性作用机理相同时

,其生物学效应往往呈相加作用M=M1+M2三、独立作用独立作用(IndependentEffect)就是指多种化学污染物各自对机体产生毒性作用得机理不同

,互不影响常出现在一种有毒物质作用后使机体得抵抗力下降,而使另一种毒物再作用时毒性明显增强M＝M1+M2(1-M1)或M＝l-(1-M1)(1-M2)四、拮抗作用拮抗作用(AntagonisticEffect)就是两种或两种以上得化学污染物同时或数分钟内先后输入机体,其中一种化学污染物可干扰另一化学污染物原有得生物学作用,使其减弱,或两种化学污染物相互干扰,使混合物得生物作用或毒性作用得强度低于两种化学污染物任何一种单独输入机体得强度如在酸雨地区得土壤中加入钙,防治酸雨得危害;如二氯甲烷与乙醇、铁与锰、Zn-Cd互有拮抗、Zn-PdM<M1+M2五、联合作用得研究方法①过筛试验②等效应图法③计算法④统计学方法⑤如实验结果非常明显

,可直接描述,综合分析,作出判断联合作用类型得评定(1)毒性指数法

MTI=(logM0-LogM)/LogM0MTI效应类型<0拮抗作用=0独立作用0~1部分可加性=1可加性>1效应加强(2)联合作用系数法a,b,c、、、、n—混合物中A,B、、、N化合物所占得重量百分比K与联合作用类型方法拮抗作用相加作用协同作用Smyth法<0、40、4~2、7>2、7Keplinger法<0、570、57~1、75>1、75只能评定两个化合物得联合作用,方法:相同试验条件与接触途径下分,求化合物甲、乙得LD50及其95%可信限,作等效应线相同条件下求甲、乙得等毒性剂量(如各取0、5LD50)混合物得LD50以混合物中甲、乙得实际剂量在图中各做垂线,以交点位置评价类型(3)等效应线图法联合作用得等效应曲线1—拮抗作用2—相加作用3—协同作用甲化合物(mg/kg)乙化合物(mg/kg)LD50LD50上限上限下限下限321第六节转基因生物得环境行为及生物安全生物技术(biotechnology)得迅猛发展,在解决人类面临得食物、健康、资源、环境等重大问题上形成强大得后发趋势,体现出巨大得经济、社会与环境效益。其中转基因技术就是生物技术领域得核心技术它可以突破物种间得界限,使远缘物种之间发生发生基因交换将有特定形状得基因转移到受体生物,使生物发生定向变异,成为人们需要得新品种一、转基因生物遗传改良生物(geneticallymodifiedorganism,GMOs)或遗传工程生物(GEOs)指人类按照自己得意愿有目得、有计划、有预见得运用重组DNA技术,将外源基因整合到受体生物基因组而产生得生物受体