2污染物对生物的影响

第二章污染物对生物的影响2020/7/16提纲第一节污染物在生化和分子水平上的影响第二节污染物在细胞和器官水平上的影响第三节污染物在个体水平上的影响第四节污染物在种群和群落水平上的影响第五节化学污染物对生物的联合作用生物系统的各级生物学水平生态系统群落种群个体器官系统器官组织细胞细胞器生物分子第一节污染物在生化和分子水平上的影响对生物机体酶的影响对生物大分子的影响1.1污染物对生物机体酶的影响酶活性的诱导–污染物诱导酶活性的机制——去阻遏作用操纵基因结构基因（酶基因）阻遏蛋白污染物转录操纵基因结构基因（酶基因）阻遏蛋白转录X1.1污染物对生物机体酶的影响酶活性的诱导–混合功能氧化酶（MFO）组成：细胞色素P450、细胞色素还原酶、磷脂功能：解毒、致毒在环境监测中的应用：生物标记物–抗氧化防御系统酶组成：SOD、GPx、Ct、GSTs、GSH、VC、VE等功能：消除活性氧（自由基），解毒1.1污染物对生物机体酶的影响酶的抑制作用–不可逆性抑制–可逆性抑制非竞争性抑制竞争性抑制1.2污染物对生物大分子的影响污染物对生物大分子的影响机制–共价结合学说：污染物及其活性代谢产物与核酸、蛋白质和脂质等结合后，产生不同的生物学效应1.2污染物对生物大分子的影响污染物蛋白质的影响–导致蛋白质的化学损伤–诱导机体生成功能蛋白对抗污染物（如金属硫蛋白）污染物对DNA的影响–导致DNA结构改变（如碱基置换、丢失、链断裂）–DNA损伤的修复（如光修复、切除修复、SOS修复）脂质的过氧化–导致细胞膜和亚细胞膜的受损（如细胞器破裂）第二节污染物在细胞和器官水平上的影响对细胞的影响对组织器官的影响2.1污染物对细胞的影响对细胞膜的影响–过氧化导致细胞膜损伤–影响细胞膜的通透性对细胞器的影响–线粒体：结构和功能均发生变化–内质网：结构破坏、核糖体脱落–其它细胞器：溶酶体（细胞自溶）2.2污染物对组织器官的影响靶器官：污染物直接作用的器官效应器官：表现出中毒症状的器官蓄积器官：污染物在体内的蓄积部位第三节污染物在个体水平上的影响导致个体死亡对个体行为的影响对繁殖的影响对生长和发育的影响3.1污染物导致个体死亡致死剂量（浓度）：能够引起生物死亡的剂量（浓度）影响致死剂量的因素–污染物的种类–生物的种类、状态和个体差异–环境因素：温度、pH、光照、营养等3.2污染物对个体行为的影响行为毒性（BehavioralToxicity）的范畴–回避、捕食、警惕、学习、社会行为3.2污染物对个体行为的影响回避行为的定义：生物主动避开污染区域，迁移到清洁区域的行为回避行为的效应：–改变生态系统中的生物分布，打乱原有的生态平衡影响回避行为的因素：–污染物种类、生物种类和状态、环境因素3.2污染物对个体行为的影响捕食行为被破坏的效应–生物机体获得的资源减少，生长、发育和繁殖受阻捕食行为被破坏的原因–污染物影响捕食者的感官和策略系统–污染物影响捕食者的运动系统–污染物影响食物的消化3.2污染物对个体行为的影响警惕行为被破坏的结果–容易被捕食，死亡率上升，种群数量下降3.3污染物对繁殖的影响效应：产卵（仔）数、孵化数、幼体存活率下降，繁殖行为变化等水环境污染对鱼类繁殖影响的位点（阶段）–配子–合子–胚胎–幼体3.3污染物对繁殖的影响环境激素的种类与特性–天然与合成雌激素–植物雌激素–具有雌激素活性的环境化学物质分布广泛的主要污染物，可导致野生动物的繁殖障碍通过污染饮用水，危害人类的生殖健康，诱发癌变3.4污染物对生长和发育的影响生长指示器（ScopeforGrowth，SGF）–P=A-(R+U)–SGF=从食物获得的能量-(呼吸耗散的能量＋排泄耗散的能量)生长发育不良（SGF减小）的原因–A减小–R（U）增大第四节污染物在种群和群落水平上的影响对生物种群的影响对生物群落的影响4.1污染物对生物种群的影响种群（Population）：一定时空中同种个体的组合，具有空间、数量和遗传特征。污染物对生物种群的影响–对种群密度的影响：增大或减小–对性别比例和年龄结构的影响–对种群遗传特征的影响4.2污染物对生物群落的影响群落（Community）：在一定时期内，居住在一定区域或生境的各种生物种群构成的有规律的结构单元4.2污染物对生物群落的影响–优势种：群落中优势度大的物种–耐污种：适应某种污染条件的物种–敏感种：对环境条件变化敏感的物种–种群多样性：群落中物种的数目和各物种的相对密度污染物对群落组成和结构的改变–耐污种逐渐成为优势种，敏感种逐渐消失–狭污性种群被广污性种群取代污染物对种群多样性（SpeciesDiversity）的影响–敏感种绝迹，生物多样性下降污染物对生态系统的影响从分子到生物圈少量有机污染物如何影响整个生物圈？少量有机污染物排入海洋通过对生物大分子的影响诱导溶源病毒进入裂解云量减少，光照加强陆地和海洋的初级生产力受到影响整个生物圈的能量流波动病毒的宿主被裂解活性宿主产出的气体是云的凝结核的主要来源第五节化学污染物对生物的联合作用协同作用相加作用独立作用拮抗作用5.1协同作用SynergisticEffect定义：两种或两种以上的化学污染物同时或顺序与机体接触后，其毒性效应远高于它们单独作用时所产生效应的总和1+125.2相加作用AdditiveEffect定义：多种化学污染物混合所产生的生物学作用强度等于各成分分别作用的总和–通常这些污染物的作用机制相同1＋1=25.3独立作用IndependentEffect定义多种化学污染物各自对机体产生毒性作用的机理不同，互不影响。11＋125.4拮抗作用AntagonisticEffect定义：两种或两种以上的化学污染物同时或顺序与机体接触后，其中的某些成分可以干扰其它成分的生物学毒性，使混合物的总毒性低于任一单独组分的生物学毒性1＋11