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第二章1.生物系统的各级生物学水平：生物分子、细胞器、细胞、器官、器官系统、个体、种群、群落、生态系统2.什么是酶（enzyme）？酶是一种特殊的蛋白质，在生物体内对代谢活动起催化作用，本身不发生变化。受酶作用的物质称为基质（底物），在酶作用下的反应称为酶促反应。3.酶和污染物的相互作用1）污染物进入机体后，一方面在酶的催化下，进行代谢转化，另一方面也导致体内酶活性改变，影响酶的数量和活性。2）另外有些环境污染物对酶有诱导作用。目前已发现多种环境污染物能诱导生物体内一些酶的活性增加，例如：有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、表面活性剂、增塑剂和染料中间体等，均可对酶产生诱导作用。4.污染物对生物体内酶的影响：1）污染物对酶辅助因子的影响；2）对酶活性中心的影响；3）破坏酶的结构；4）与酶激活剂作用；5）污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的作用。5.酶的抑制：不可逆性抑制；非竞争性抑制；竞争性抑制6.污染物对生物大分子的影响主要表现在以下方面：1）干扰正常的受体——配体的相互作用受体（receptor）是许多组织细胞膜上的大分子成分，配体（ligand）是生物体内的一些具有生物活性的化学物。正常情况下，受体与配体结合形成受体－配体复合物，产生一定的生物学效应。2）生物膜损伤不少环境化学物通过改变膜脂流动性，影响膜的通透性和镶嵌蛋白质的活性，改变其结构和稳定性，从而产生生物效应3)干扰细胞内钙稳态正常情况下细胞内的钙浓度较低（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，引起细胞损伤和死亡。4)干扰细胞能量的合成一些环境污染物可干扰糖类的氧化，使细胞不能合成能被生物利用的ATP，ATP使细胞生命活动得不到充足的能量供给5)脂质过氧化(lipidperoxidation)与自由基脂质过氧化是细胞损伤的一种特殊方式,是由于产生了自由基而引起的,正常情况下,生物体内氧化、还原和酶促反应过程中，均可产生少量自由基，一般可被体内存在的抗氧化物质（如维生素C、维生素E）所对抗，对生物危害不大。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。6)与生物大分子共价结合共价结合可改变生物大分子的结构和功能，引起一系列生物学改变，特别是与酶蛋白、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，甚至导致变性和细胞死亡。7.污染物对蛋白质的影响主要表现在以下方面：导致蛋白质化学损伤：细胞膜结构及通透性改变；影响酶的催化功能等诱导生物机体内一些功能蛋白的产生：如应激蛋白（StressProteins）和金属硫蛋白（Metallothionein）的产生，这些蛋白质的产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。8.污染物对DNA的影响:DNA加合物的形成是产生DNA损伤最早期的作用，随后产生的最重要影响是DNA结构的改变，如碱基置换、碱基丢失、链断裂等。外源性化合物及其代谢产物能引起DNA损伤，它们与DNA的相互作用过程有以下四个阶段：•形成DNA加合物（DNAAddcuts）•发生DNA的二次修饰•DNA结构的破坏被固定•当细胞分裂时，外源性化合物造成的危害可导致DNA突变及其基因功能的改变DNA加合物作为一项生物指标来评价环境中化学污染物的遗传毒性的研究日益受到重视。9.污染物对细胞膜的影响主要表现在以下方面：1)污染物引起的脂质过氧化作用导致的损伤;2)污染物可影响膜的离子通透性;3)污染物与膜上的受体结合，干扰正常的生理功能10.污染物对细胞器的影响：1）线粒体：a.线粒体是细胞供能的场所。b.污染物可引起其结构改变，从而影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能2)光面内质网和糙面内质网a.光面内质网和糙面内质网是进行激素和外源性化合物的代谢场所。b.糙面内质网：通过附着或解离核糖体控制蛋白质的合成例：多种化学致癌物如黄曲霉毒素能引起核糖体脱落，导致蛋白质合成控制的改变。11.对组织器官的影响:1)对植物，表现为叶面出现点、片伤害斑，造成叶、蕾、花、果实等的脱落2)对动物，以重金属污染为例：铅可损害造血器官和神经系统，镉可损害肝脏、肾脏，导致骨痛病12.污染物对植物在个体水平上的影响：主要表现为生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰等13.污染物对动物在个体水平上的影响：主要表现为死亡、行为改变、繁殖下降、生长和发育抑制、疾病敏感性增加、代谢率变化14.死亡率：死亡比例的大小，为评价污染物毒性大小的生物学指标。15.致死剂量（LethalDose）或致死浓度（LethalConcentration）：能引起动物死亡的污染物的剂量或浓度。16.半数致死剂量（LD50）或半数致死浓度（LC50）：能引起50％的动物死亡的污染物的剂量或浓度。17.影响致死效应的主要因素：1)污染物的种类及其物理化学性质2)生物的种类3)作用时间、水质条件，如温度、硬度、溶解氧等4)多种污染物的综合作用18.行为毒性（BehavioralToxicity）:指一种污染物或其他因素（如温度、光照、辐射）使得动物一种行为超过正常变化的范围。19.水环境污染可影响的生物行为：回避行为、捕食行为、学习行为、警惕行为、社会行为20.对鸟类行为的影响：1）有机磷农药可影响鸟的神经系统，导致鸟的平衡和协调性的损害。2）受污染的鸟类还可表现出对领地的失控和不能照顾后代。21.污染物对繁殖的影响主要表现为：产卵数、孵化率、幼体存活率下降以及繁殖行为下降等。22.环境激素（EnvironmentalEndocrineDisrupters）：指具有动物和人体激素的活性，能干扰和破坏野生动物繁殖障碍、诱发人类重大疾病的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。23.环境激素的种类包括：天然雌激素、合成雌激素、植物雌激素、具有雌激素活性的环境化学物质。24.生长指示器（ScopeforGrowth）是反映生物机体能量获取利用和代谢的综合指标。25.种群（Population）：是指在一定时空中同种个体的组合。26.污染物对种群的影响表现为：1）种群数量的密度改变；2）结构和性别比例的变化：年龄结构、种群大小、性逆转；3）遗传结构的改变：在进化过程中通过改变基因频率以适应环境的改变。4）竞争关系的改变27.污染物对群落的影响表现在：1）群落组成和结构改变；2）对物种多样性的影响28.联合作用：指两种或两种以上化学污染物共同作用所产生的综合生物学效应。29.联合作用的类型：1）相加作用（AdditiveEffect）：污染物的总作用强度等于其各个成分单独作用强度的总和。2）协同作用（SynergisticEffect）：污染物的总作用强度大于其各个成分单独作用强度的总和。3）独立作用（IndependentEffect）各污染物对机体的侵入途径、方式、作用部位、产生毒作用的机理各不相同，因此产生的生物学效应彼此无关。4）拮抗作用（AntagonisticEffect）：污染物的总作用强度小于其中任何一种成分的单独作用强度。第三章1.生物测试：指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时所导致的影响或危害。2.生物测试的分类：1）水污染生物测试（毒性试验）；大气污染生物测试（植物人工熏气）2）静止式生物测试；流动式生物测试3）短期生物测试；中期生物测试；长期生物测试短期生物测试（ShortTermBioassays）主要用于测定LC50、IC50、EC50，用来快速估计污染物的毒性，评定几种不同毒物或废物对某种生物的相对毒性或评定不同生物对不同条件如温度、pH的相对敏感性等。多数采用静止式。中期生物测试（IntermediateTermBioassays）时间为8d到90d，多数情况下为流动式。长期生物测试（LongTermBioassays）包括全部生活史的生物测试（CompleteLife－cycleBioassays）和部分生活史的生物测试（PartialLife－cycleBioassays）目的是要测定出在持续情况下不造成有害效应的毒物最大浓度或最大允许毒物浓度（MATC）只能采用流动式，要保证试验的环境条件和自然界的季节变化相符合。3.影响生物测试结果的因素：受试生物；试验条件；实验室差异4.毒物（Toxicant）毒物与非毒物之间不存在绝对的界限，通常一种物质只有达到中毒剂量时才是毒物。5.中毒（Intoxication）中毒是各种毒性作用的综合表现，包括急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒。6.毒性（Toxicity）指一种物质引起机体损伤的能力。7.效应（Effect）也称为作用，指接触一定剂量化学物后，使机体产生的生物学改变。效应是对个体而言的，这种改变可用一定的计量单位表示。8.反应（Response）指接触一定剂量化学物后，产生某种效应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。反应是对群体而言的，用百分率或比值来表示，如发病率、死亡率等。9．剂量－效应关系和剂量－反应关系•以剂量为横坐标，以表示效应强度的计算单位或表示反应的百分率或比值为纵坐标绘制散点图所得到的曲线，即为剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线。•不同的化学物或同一化学物在不同条件下，其剂量与效应或反应的相关关系不同，可呈现不同类型的曲线。10.致死剂量或致死浓度（LethalDose，LethalConcentration）绝对致死剂量或致死浓度（LD100、LC100）；半数致死剂量或浓度（LD50、LC50）；最小致死剂量或浓度（MLD、MLC）；最大耐受剂量或浓度（LD0、LC0）；最大无作用剂量（MaximumNo－effectLevel）每日容许摄入量（AcceptableDailyIntake）；最高容许浓度（MaximumAllowableConcentration）毒作用带急性毒作用带（Acute－toxicEffectZone）；慢性毒作用带（Chronic－toxicEffectZone）半数效应浓度（EC50）和半数抑制浓度（IC50）11．急性毒性试验概念研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引起的毒性的试验。其目的是短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。12.急性毒性试验类型：哺乳动物急性毒性试验；水生生物急性毒性试验；蚯蚓急性毒性试验13.蓄积毒性试验蓄积系数法（CumulativeCoefficientMethod）：用来评价环境污染物蓄积作用的方法。14.基本概念：突变（Mutation）；基因突变（GeneMutation）和染色体畸变（ChromosomeMutation）；致突变作用（Mutagenesis）和致突变物（Mutagen）#看书#15.致突变试验的目的：为了确定受试物对生物体是否具有致突变作用。16.致突变试验方法：1）基因突变试验，例如Ames试验，下文以鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法为例介绍。2）染色体畸变试验3）DNA损伤试验17．概念：畸形（Malformation）、畸胎（Terate）、致畸作用（Teratogenesis）、致畸物（Teratogen）#看书#18.化学致畸作用机理：1）突变引起胚胎发育异常；2）对细胞的生长分化较为重要的酶类受到抑制；3）母体正常代谢过程被破坏；4）细胞分裂过程的障碍19.致畸试验的目的是检测环境污染物能否通过妊娠母体引起胚胎畸形。20.致畸作用的评价：注意与自然变异区分；注意种属差异；注意试验的阈剂量与人类实际可能摄入量之间的差别。21.概念：化学致癌作用（ChemicalCarcinogenesis）、化学致癌物（ChemicalCarcinogen）22.癌变过程：引发阶段、促长阶段、浸润和转移阶段23.致癌试验是检验受试物及其代谢产物是否具有致癌效应或诱发肿瘤作用的慢性毒性试验法。24.微宇宙（Microcosm）是研究污染物在生物种群、群落、生态系统和生