环境生物学期末复习

一、名词解释环境生物学（EnvironmentalBiology）：研究生物与受人类干预的环境之间相互作用的规律及其机理的科学。外源性化合物（Xenobiotics）:不是人体的组成成分，也非人体所需的营养物质或维持正常生理功能所必需的物质，但它们可由人类生活环境通过一定环节和途径与人体接触并进入人体，且产生一定的生物学作用，它们是一类“外来生物活性物质”。生态毒理学（Ecotoxicology）:研究环境有毒有害因子对生态系统内的非人类种群和群落的生态学和毒理学效应，以及物质或因素的迁移途径和与环境相互作用规律。优先污染物（Prioritypollutants）:从众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象。持久性有机污染物（PersistentOrganicPollutants，POPs）：指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链（网）累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。生物转运（Biotransport）:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。生物转化（Biotransformation）:污染物经生物体或其酶的作用而发生的化学结构改变或价态变化的过程。微粒体混合功能氧化酶（Mixed-functionoxidase,MFO）超量积累（Hyperaccumulation）：外源化学物在生物体内的积累极限值与其吸收量和清除半衰期成正比，即吸收量越大，清除半衰期越长，则其积累极限值越高。超量积累者（Hyperaccumulator）：生物能够异常高含量积累外源化学物的现象称为超量积累现象，这种能力的生物成为超量积累者。富营养化（Eutrophication）：大量的氮、磷等营养元素物质进入水体，使水中藻类（蓝藻和绿藻，有鱼腥藻属、微囊藻属、颤藻等）等浮游生物和水生植物旺盛增殖，破坏水体的生态平衡的现象。生物标志物（Biomarker）:用于监测和评价能够导致生物有机体的生物化学和生理学改变的化学污染物。活性氧（ActiviatedOxygen或Oxyradicals）:指在生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称。自由基（Freeradical）:又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子。超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutases，SOD）:是一种能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶。过氧化氢酶（Catalases，Ct）:是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，存在于细胞的过氧化物体内三磷酸腺苷酶（ATPase）:ATP酶，又称为三磷酸腺苷酶，是一类能将三磷酸腺苷（ATP）催化水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根离子的酶，这是一个释放能量的反应。乙酰胆碱酯酶（AchE）:活性高,选择性水解Ach的必需酶，能使乙酰胆碱（ACh）水解成胆碱和乙酸。生物大分子（BiologicalMacromolecule）:指核酸(DNA和RNA)和蛋白质以及脂肪酸等。金属硫蛋白（Metallothionein）:由由微生物和植物产生的金属结合蛋白，富含半胱氨酸的短肽，对多种重金属有高度亲和性DNA加合物（DNAAddcuts）:化学物经生物转化后的亲电活性产物与DNA链特异位点上的共价结合物.脂质过氧化（LipidPeroxidation）:强氧化剂如过氧化氢或超氧化物能使油脂的不饱和脂肪酸经非酶性氧化生成氢过氧化物的过程。环境内分泌干扰物（EnvironmentalEndocrineDisrupters、EEDs）:一种外源性物质，该物质会导致未受损伤的有机体发生逆向健康影响，或使有机体后代的内分泌功能发生改变。水华（Waterbloom）:就是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，耐污种（Tolerantspecies）:是指只有在污染条件下生存的物种。敏感种（Sensitivespecies）：是指对环境条件变化反应敏感的物种。耐污值（Tolerancevalue，TV）：是指生物对污染因子的忍耐力。生物测试（Bioassay）: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。致突变作用（Mutagenesis）:污染物或其他环境因素引起生物体细胞遗传信息发生突然改变的作用。微核试验（MicronucleusTest，MNTest）:是检测染色体或有丝分裂器损伤的一种遗传毒性试验方法。无着丝粒的染色体片段或因纺锤体受损而丢失的整个染色体，在细胞分裂后期仍留在子细胞的胞质内成为微核。单细胞凝胶电泳（SCGE）或称彗星试验（CometAssay）:当各种内源性和外源性DNA损伤因子诱发细胞DNA链断裂时，其超螺旋结构受到破坏，在细胞裂解液作用下，细胞膜、核膜等膜结构受到破坏，细胞内的蛋白质、RNA以及其他成分均扩散到细胞裂解液中，而核DNA由于分子量太大只能留在原位。在中性条件下，DNA片段可进入凝胶发生迁移，而在碱性电解质的作用下，DNA发生解螺旋，损伤的DNA断链及片段被释放出来。由于这些DNA的分子量小且碱变性为单链，所以在电泳过程中带负电荷的DNA会离开核DNA向正极迁移形成“彗星”状图像，而未受损伤的DNA部分保持球形。致畸作用（Teratogenesis）:致畸物通过母体作用于胚胎而引起胎儿畸形的现象。微宇宙（Microcosm）:亦称微生态系统，微宇宙是一种实验装置，用来模拟自然的或受干扰的生态系统的变化特性和化学物质在其中的迁移、转化、代谢和归宿。生物监测（Biomonitoring）:利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应进行定期、定点分析与测定以阐明环境污染状况的环境监测方法。3S技术:遥感技术(Remotesensing，RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems，GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems，GPS)的统称，浮游生物（Plankton）:指具有很少或没有克服水流的能力、随波逐流地生活于广阔水域或大洋的微型水生生物，包括浮游植物和浮游动物：底栖大型无脊椎动物（BenthicMacroinvertebrate）：栖息在水底或附着在水中植物和石块上肉眼可见的，大小不能通过孔眼为0.595mm（淡水）或1.0mm（海洋）的水生无脊椎动物，包括水生昆虫、大型甲壳类、软体动物、环节动物、扁形动物以及其它水生无脊推动物。微型生物群落（Microbialcommunity）：水生态系统中显微镜下才能看见的微小生物，包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类等，它们占据着各自的生态位，被此间有复杂的相互作用，构成一特定的群落，称之为微型生物群落。PFU法:是应用泡沫塑料块作为人工基质收集水体中的微型生物群落，测定该群落结构与功能的各种参数，以评价水质生物指数（BioticIndex）:根据某类或几类生物数量多少及其比例表达环境质量等级的简单数学形式。生物标志物（Biomarker）:是指衡量环境污染物的暴露及效应的生物反应。接触/暴露生物标志物（ExposureBiomarkers）：指机体生物材料中外源性物质及其代谢产物（内剂量），或外源性物质与其些靶分子之间相互作用的产物（生物有效剂量）。效应生物标志物（EffectBiomarkers）:指机体内能反映生化、生理或其它方面改变的物质。易感性生物标志物（SusceptibilityBiomarkers）:指反映机体先天或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。生态风险（EcologicalRisk，ER）:是指生态系统及其组分所承受的风险，指在一定区域内，具有不确定性的事故或灾害对生态系统及其组分可能产生的作用，这些作用的结果可能导致生态系统结构和功能的损伤，从而危及生态系统的安全和健康。生态风险评价（EcologicalRiskAssessment，ERA）:是评估由于一种或多种外界因素导致可能发生或正在发生的不利生态影响的过程。生物传感器（Biosensor）:一种将生物感应元件的专一性与一个能够产生与待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的一种分析装置。 生物修复（Bioremediation）:利用生物加速去除或降解土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物的工程技术系统。生物修复主要利用生物（天然的或接种的），并通过工程措施为生物生长与繁殖提供必要的条件，加速污染物的降解与去除。超积累植物（Hyperaccumulator）:大多数植物会将重金属排除在组织外，其重金属的积累只有0.1-100mg/kg（即0.0001-0.01%）。复垦（Reclamation）:是指对生产建设活动和自然灾害损毁的土地，采取整治措施，使其达到可供利用状态的活动。二、简答题1.什么是环境生物学？2.环境生物学的研究对象是什么？人类的干预（Anthropogenicinterference）包括两个方面：①指人类活动对生态系统造成的污染；②指人类活动对生态系统的影响和破坏，主要是人类对自然资源的不合理利用，如对森林的滥砍滥伐，对草原的过度放牧，不合理的围湖造田和大型水利工程建设等。1.什么是优先控制污染物？我国规定了哪些种类？优先污染物:是指在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象。我国的种类有：挥发性卤代烃类、苯系物、氯代苯类、多氯联苯、酚类、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃、酸酯类、农药、丙烯腈、亚硝胺类、腈化物、重金属及其化合物2.简述生物转运及其在生物体内转运的方式。生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。①被动转运：简单扩散、滤过作用；②特殊转运：异化扩散、主动转运、吞噬作业、胞饮作用3.动物和植物吸收污染物的途径各有哪些？消化道：环境污染物吸收的主要途径，主要在胃和小肠。呼吸道：肺是呼吸道中主要吸收器官。吸收的化学物质不随同门静脉血液进入肝脏，直接进入体循环并分布全身。皮肤：皮肤对环境化学物的通透性较弱，是将机体与外界环境隔离的良好屏障。但有不少外源化学物可以通过皮肤吸收引起全身毒性作用，如四氯化碳（CCl4）和某些有机磷农药。两条途径：①表皮（主要途径）。②毛囊、汗腺及皮脂腺等皮肤附属器。4.污染物进入机体后贮存在哪些部位？①血浆蛋白：环境化学物与血浆蛋白的结合大部分为可逆性的非共价结合，可以解离出来，随血液循环进行分布或再分布。②肝和肾：肝和肾组织成分可与许多化学物结合，肝和肾的细胞中含有特殊的结合蛋白，能将与血浆蛋白结合的环境化学物夺过来。肝细胞中有一种配体蛋白（Ligandin）能与多种有机酸、有机阴离子、皮质类固醇及偶氮染料致癌物等结合，使这些物质进入肝脏。肝、肾还含有金属硫（或巯）蛋白（Metallothionein）能与锌、镉、汞、铅等重金属结合。③脂肪组织：许多环境有机化学物是脂溶性的，易于吸收并贮存在体脂内而不呈现生物学活性。④骨骼组织：骨骼组织中某些成分与环境化学物有特殊亲和力，使骨骼成为这些物质贮存沉积的场所，浓度很高，如氟化物、铅、锶等能与骨基质结合而贮存其中。体内90%的铅贮于骨中。5.机体内的污染物排泄的途径有哪些？①经肾随尿排泄：肾脏是环境污染物最重要的排泄器官，其转运方式是肾小球滤过和肾小管主动转运。有些存在于血浆中的环境污染物可通过肾小管的近曲小管上皮细胞主动转运，而进入肾小管腔，随尿液排出。②经肝随胆汁排泄：有些脂溶性的、易被吸收的外源化学物或其代谢产物，可在小肠中重新被吸收，再经门静脉系统返回肝脏，再随同胆汁排泄。③其它排泄途径：一些气体和挥发物质如CO、醇类等可通过简单扩散的方式经肺排出； 有些化学物可通过简单扩散进入乳汁，然后随同乳汁排出；有些毒物如重金属可通过指甲和毛发排出；经口摄入未被胃肠道吸收的环境化学物可随粪便排泄。6.说明污染物在生物体内的转化反应的主要类型及相互关系氧化反应、还原反应、水解反应、综合反应。7.简述结合反应的毒理学意义和主要类型。8.什么是水体富营养化，它有什么后果？水体富营养化：大量的氮、磷等营养元素物质进入水体，使水中藻类（蓝藻和绿藻，有鱼腥藻属、微囊藻属、颤藻等）等浮游生物和水生植物旺盛增殖，破坏水体的生态平衡的现象。后果：①水体外观呈色，变浊②散发出不良气味③溶解氧含量下降④水生生物死亡⑤产生藻毒素吗⑥污染饮用水源1.生物机体受到外源性化学物诱导的酶类有哪些？①生物转化过程中的Ⅰ相和Ⅱ相酶：混合功能氧化酶系（MFO）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、尿苷二磷酸葡萄糖转移酶（UDPGT）②抗氧化防御系统的酶系：超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）③动物血清中的酶类：丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰氨基转移酶(GGT)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(ALP)、酸性磷酸酶(ACP)等，人体：谷草转氨酶AST、谷丙转氨酶ALT2.简述机体抗氧化防御系统的组成及作用机理。机体抗氧化防御系统的组成:A水溶性组分：如谷胱甘肽(GSH)、维生素CB.脂溶性组分：如维生素E、β-胡萝卜素、谷胱甘肽过氧化酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)。作用机理：在生理状态下，许多体内的代谢可产生活性氧（ActiviatedOxygen或Oxyradicals）（或称自由基），活性氧是带有2～3个电子的分子氧还原产物，主要有·OH、O2-·和H2O2。由体内代谢产生的活性氧可被抗氧化防御系统控制，消除活性氧对机体的伤害作用。3.三种典型的抗氧化防御系统酶有什么特点？超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutases，SOD）：高诱导性，有三种典型的同工酶，并具不同的金属中心（CuZnSODs、MnSODs和FeSODs），属金属酶类。可清除自由基。在细菌和少数高等植物中研究较多。谷胱甘肽过氧化酶（GlutathionePeroxidase，GPx）：催化H2O2形成H2O；催化有机过氧化氢物还原成相应的醇。在植物中研究较多。过氧化氢酶（Catalases，CAT）：催化H2O2形成H2O；催化有机过氧化氢物还原成相应的醇。在动物中研究较多。4.机体哪些酶容易受到外源化学物的抑制？三磷酸腺苷酶(或腺三磷酶,ATPase)：有机氯农药（如DDT）、增塑剂、多氯联苯、金属、炼油废水等。乙酰胆碱酯酶(AchE)：有机磷农药和氨基甲酸酯农药，对AchE的抑制具有较高的专一性和敏感性。破坏生物的神经功能。δ-氨基乙酰丙酸脱氢酶(ALAD)：铅能直接抑制鱼类、鸟类和哺乳类ALAD活性。ALAD作为一个敏感的指标，应用于监测和评价铅污染对生态系统的影响。蛋白磷酸酶(PP)：A、促癌物豆蔻酸乙酸大戟二萜酯(TPA)；B、微囊藻毒素—迄今最强的蛋白磷酸酶抑制剂。5.污染物是如何作用于生物大分子的？污染物作用于生物大分子的方式有两种：①共价结合；污染物及其活性代谢产物可直接与生物大分子进行共价结合，导致生物大分子的化学性损伤，从而影响生物大分子的功能，引起一系列生物学反应，产生毒性效应。②抑制生物大分子的合成；包括蛋白质合成抑制、RNA合成抑制和DNA合成抑制等。 6.污染物所引起的脂质过氧化的后果是什么？哪些污染物可以引起脂质过氧化？污染物所引起的脂质过氧化的后果：①导致各种亚细胞结构的损伤，如细胞膜的通透性、流动性改变；光面内质网扩张；糙面内质网上核糖体脱落；线粒体崩解；溶酶体破裂等。②脂质过氧化使多种与脂蛋白结合的酶活性降低或消失，如微粒体上混合功能氧化酶破坏。易引起脂质过氧化的物质：O3、NO2、CCl4、PCB、PAH、Cd等。1.生物测试可以分为哪些类型？有何特点？按测试时间长短进行划分：①短期生物测试（Short-termbioassay）②中期生物测试（Intermediate-termbioassay）：在生物整个生活史中的最敏感几个阶段来进行，又称为部分生活史的生物测试（Partiallife-cyclebioassays）。③长期生物测试（Long-termbioassays）：指在低浓度污染物作用下，暴露时间要尽可能长达受试生物的整个生活史的一类生物测试，又称为全部生活史的生物测试（Completelife-cycleBioassays）。2.在进行污染物的生物测试时如何选择受试生物？①敏感性：较高；②代表性：具有广泛的地理分布和足够的数量，容易获得；③生态重要性：是生态系统的重要成分，具有重大的生态学价值；④可操作性：较强，在实验室内易于培养和繁殖；⑤生物学背景资料丰富：包括生活史、生长、发育、生理代谢等；⑥具有测定技术或方法：最好能够标准化；⑦与人类的相关性：经济价值、旅游价值、与人类食物链的关系等。3.测定DNA加合物有什么意义？DNA加合物是化学致癌过程的一个早期、可检测的重要步骤，通过DNA加合物与突变和致癌关系的研究，人们有可能用于肿瘤防治的早期生物监测，对化学致癌机理的探讨及肿瘤病因的研究具有重要意义,并可最终为肿瘤的预防和治疗服务。4.污染物的分子和细胞水平检测中涉及到哪些生物标志物？5.污染物致突变作用检测方法有哪些？简述体外基因突变试验的基本原理。1、体外基因突变试验：①鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法(Ames试验)②哺乳动物体细胞株突变试验2、细胞遗传学试验：①染色体畸变试验②微核试验3、体内基因突变试验：①显性致死突变试验②果蝇伴性隐性致死试验4、DNA损伤试验：①姐妹染色单体交换试验（SCE）②DNA修复合成试验（UDS）6.DNA损伤的检测方法有哪些？姐妹染色单体交换试验（SCE）、DNA修复合成试验（UDS，或称为程序外DNA合成）、单细胞凝胶电泳(SCGE)或称彗星试验(CometAssay)8.检测污染物致癌作用的方法有哪些？①短期筛检—哺乳动物细胞体外转化试验：目前开展得最多、最广泛的是原代（或早期传代）的叙利亚仓鼠胚胎细胞和小鼠C3H/10T1/2和BALB/C－2T3细胞系的转化试验。②长期动物诱癌试验：当一种化学物经短期试验证明其潜在致癌性，或其化学结构与某种已知致癌物十分近似，又在人类社会中有实际应用价值，应进行长期动物诱癌试验。③人群的流行病学观察：要判别是否人类致癌物，流行病学资料是具有决定意义的，甚至只根据完整的人类流行病学材料，即可判断某种物质是否人类致癌物。9.微宇宙有哪些类型？它在环境生物学和生态毒理学研究中有何重要作用？自然微宇宙、人工微宇宙、湿地微宇宙、陆生微宇宙、水生微宇宙重要作用：微宇宙提供了在生态系统水平上研究毒物对生态系统影响和生态系统对毒物适应能力的有用工具。主要作用体现在：用于化学物质在环境中的迁移与归宿的研究；用于毒物的生态毒理学效应研究；生物对毒物的特异性反应；用于生态风险评价；用于修复生态工程的研究与参数设计。 1.大气污染生物监测的方法有哪些？指示植物法、现场调查法、植物群落监测法、现场盆栽定点监测法、地衣、苔藓监测法、微核技术、污染量指数法、大气污染的综合生态指标2.水污染生物监测的方法有哪些？水污染的细菌学监测、水污染的浮游生物检测法、底栖大型无脊椎动物监测法、微型生物群落监测法3.生物指数主要反应什么生态效应。水污染生物监测的指数有哪些？生物指数的生态效应：敏感或耐污种类的出现或却失致群落结构的种类组成变化，群落中生物种类数在污染加重的条件下减少，在水质较好的情况下增加（但过于清洁的条件下由于食物缺乏也会导致种类数的减少）；组成群落的个别种群变化；群落中种类组成比例的变化。监测指数：贝克(Beck)生物指数(BBI)、硅藻生物指数、颤蚓类与全部底栖动物之比、水生昆虫与寡毛类湿重之比、特伦特生物指数、Hilsenhoff生物指数、EPT指数、钱勒(Chandler)计分系统、污染评价均值、污染生物指数4.说明生物标志物的主要特点和优越性。生物标志物有哪些类别？生物标志物的特点：特异性普遍较高、预警性、广泛性优越性：①生物标志物可以作为联系污染物与生物效应之间的纽带，既可以揭示环境样品和生物体内污染物的浓度，还可反映污染物的毒性，可以提供污染物的暴露与效应最灵敏的检测。②作为指示污染物危害效应的早期生物信号，可以用于环境污染的探查和快速筛选。③可用于环境健康的风险性评价，作为污染物长期毒性效应的早期预报系统。生物标志物在早期预测和预报个体水平和个体水平以上的效应，反映生物体从健康到疾病这一连续谱上的确切位置，掌握污染物危害发生前生物标志物的情况就可制定预防性管理措施，及时避免或减轻环境污染的危害。生物标志物类别：暴露(或接触)标志物、效应标志物和易感性标志物5.说明指示重金属、有机磷农药和多环芳烃与多氯联苯的污染的常用生物标志物。重金属：金属硫蛋白MT或MT-mRNA、ALAD、抗氧化酶类—SOD、CAT等、还原性谷胱甘肽GSH、外周血清转氨酶—谷草SGOT和谷丙SGPT有机磷农药：乙酰胆碱酯酶（AChE）、对氧磷酶、烷基磷酸酯、其他标志多氯联苯和多环芳烃：混合功能氧化酶、谷胱甘肽-S-转移酶GST、超氧化物歧化酶SOD和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、DNA加合物、代谢产物6.化学品生态风险评价的科学基础是什么？简述生态风险评价的主要内容和基本程序。科学基础：生态毒理学。生态风险评价的主要内容：暴露评价，即对污染物从污染源排放进入环境到被生物吸收，以及对生态受体发生作用的整个过程的评价；受体分析，确定作为生态风险评价的代表受体和评价终点（即指标）；危害评价，提供不同有害物质对不同生物的毒性作用方面的信息；风险表征，估算各种暴露条件下对受体造成不利影响的概率的过程。基本程序：危害识别→暴露－反应估算→暴露评价→风险表征7.简述放射性物质和射频电磁辐射对人体健康损害的机理。放射性物质对人体健康的作用机理，主要是放射不同类型的射线，如α、β、γ、中子、质子等，对机体均导致电离（Ionization）。电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生。正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。8.简述生物传感器的结构与原理，它用于环境监测有什么优点？生物传感器结构：生物元件：生物体、组织、细胞、细胞器、细胞膜、酶、酶组分、感受器、抗体、核酸、有机物分子。信号传导器：电势测量式、电流测定式、电导率测量式、阻抗测定式、光强测量式、热量测定式、声强测量式、机械式、“分子”电子式。 生物传感器原理：生物传感器的工作原理主要决定于敏感元件（分子识别单元）和待测物质之间的相互作用，有以下四种基本工作原理类型：①将化学变化转化为电信号②将热变化转化为电信号③将光效应转化为电信号④直接产生电信号方式监测优点：①生物传感器是由选择性好的生物材料构成的分子识别元件，一般不需要样品的预处理，它利用优异的选择性把样品中的被测组分的分离和检测统一为一体，测定时一般不需加入其它试剂。②由于它的体积小，可以实现连续在线监测。③响应快（1min），样品用量少，且由于敏感材料是固定化的，可以反复多次使用。④专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响。⑤传感器连同测定仪的成本远低于大型的分析仪器，因而便于推广普及。1、废水的污染和净化度指标有哪些？生物化学需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、固体物质、含氮化合物、PH值、生物污染指标2.说明BOD曲线所反映的污水生物处理过程中的生物学特征。3.活性污泥有什么特点？它是如何降解污染物的？强吸附能力：生活污水在10-30min内，85%-90%的BOD可由活性污泥的吸附作用而去除。强分解、氧化能力：较强的异化和同化能力。具有较长的食物链：从有机物→细菌→原生动物→微型后生动物，食物链越长，作为能量消耗的比例就越大。具有良好的沉降性能：活性污泥因具有絮状结构而有良好的沉降性能，使处理水比较容易地与污泥分离，最终达到废水净化的目的。降解过程：吸附阶段（菌体细胞外）：因微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团，大量絮凝和吸附废水，污水中大部分有机污染物是通过吸附去除的；摄取、分解阶段（菌体细胞内）：细菌将被吸附的污染物摄入细胞内，进行代谢，一部分在氧的作用下，将其转化为菌体本身的结构组分和新的细胞，另一部分则完全被氧化为二氧化碳和水等物质；4.污水处理中生物膜具有什么特征？①微生物多样性高：包括好氧细菌、厌氧细菌、真菌和藻类等，使其在去除污染物方面更具有广谱性。与活性污泥相比，生物种的多样性增加，相互作用复杂，构成了稳定的生态系统，也更能够承受环境条件的变动。②各段的微生物类群不同：在多段式的生物膜法处理中，与净化程度相对应，分别出现不同的微生物优势种。微生物群落的种类组成随着废水的净化过程而相应地发生演替的处理法被认为是最合理的生物处理。③食物链较长：食物链长，高营养级的生物多，能量被消耗的比例也大，所产生的污泥大部分可被生物本身所消化，因此，剩余污泥量很少。1.环境生物技术包括哪些内容？环境生物技术要解决的问题有哪些？环境生物技术的内容：高层次是指以基因工程为主导的现代污染防治生物技术，如基因工程菌的构建、抗污染型转基因植物的培育等；中层次是指传统的生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法，及其在新的理论和技术背景下产生的强化处理技术和工艺，如生物流化床、生物强化工艺等；低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术，如氧化塘、人工湿地系统等。主要解决的问题：解决基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，其遗传稳定性、功能高效性和生态安全性等方面的问题；开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋建立无害化生物技术清洁生产新工艺，如生物制浆、生物絮凝剂、煤的生物脱硫、生物冶金等；建立无害化生物技术清洁生产新工艺，如生物制浆、生物絮凝剂、煤的生物脱硫、生物冶金等；发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检测技术。2.简述基因工程实施的基本条件和内容。基本条件：基因、工具酶、载体、受体细胞基本内容：带有目的基因的DNA片段的获取；在体外将带有目的基因的DNA片段连接到载体上，形成重组DNA分子；重组DNA分子导入受体细胞（或称宿主细胞或寄主细胞）；带有重组体的细胞扩增，获得大量的细胞繁殖群体；重组体的筛选；3.举例说明基因工程菌在环境污染生物处理中的应用？基因工程菌应用于环境污染治理时存在哪些问题？降解卤代芳烃 的基因工程菌、分解尼龙寡聚物的基因工程菌、分解多糖的基因工程菌（兼具废物资源化作用）、抗金属的基因工程菌、降解除草剂的基因工程菌等。基因工程菌的生态安全问题：①关于基因工程应用的生态安全性是人们十分关注的问题，目前仍在研究之中。②至今还没有制定出一部广泛使用工程菌的国际化章程。③考查基因工程菌存活情况，基因工程菌新基因的稳定性能，新基因转移到其它生物体中或其它非目标环境之中的规律以及基因工程菌对生态系统的副作用等等，均是紧紧围绕着治理污染基因工程菌的安全性和有效性进行的。4.说明微生物细胞原生质体融合技术的关键步骤。原生质体制备→融合重组→原生质体再生成细胞→融合重组的测定5.固定化酶和固定化细胞有何特点？固定化酶特点：固定化酶比水溶酶稳定、固定化酶适合于连续化、自动化和管道化工艺，还可以回收、再生和重复使用、固定化酶可以设计成不同的形式，如在处理静态水时把酶制成酶片和酶布，处理动态废水时，可以制成酶柱。固定化细胞特点：固定化细胞比游离细胞稳定性高；催化效率比离体酶高；比固定化酶操作简便，成本低廉，能完成多步酶反应，通常能保留某些酶促反应所必须的ATP、Mg、NAD等；固定化细胞内含有庞大而复杂的酶系，其中有些酶对于人们所要求的某些催化反应则是不需要的，有时甚至是有害的。6.废水处理中的常用酶有哪些？含酚废水处理中的酶类：过氧化物酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、聚酚氧化酶造纸废水处理中的酶：过氧化物酶和漆酶、分解纤维素的酶造氰废水处理中的酶类：氰化物酶、氰化物水合酶食品加工废水处理中的酶类：蛋白酶、淀粉酶7.生物活液有什么特点？①无论在有氧或无氧情况下，均可分泌胞外酶，繁殖速度快、代谢能力强，能将不溶性脂肪分解为可溶性的短链脂肪酸和丙三醇，以利进一步厌气发酵或好气处理。②具有较强分解各种有机物的能力并有脱氮作用。③在硝化过程中能将NH3转化为亚硝酸盐。④在硝化过程中能将亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。⑤具有分解植物性纤维的能力。⑥在厌气状况下具有较强的将碳水化合物转化为糖类的能力。⑦厌光照下生长的一种能产生红色色素的假单胞菌，摇动，菌液呈杜鹃红色，肉眼可见。8.发酵工程在环境污染治理中有哪些应用？发酵技术在环境保护领域中应用十分广泛，废水生物处理装置实际上可以看作一个大型发酵罐，有机污染物在微生物作用下，转化成CO2和水。固体废物的堆肥，垃圾的填埋以及废物资源化等过程均为发酵过程。9.简述生物氧化塘净化污水的机理。生物氧化塘中藻菌共生，细菌主要利用藻类产生的氧，分解流入塘内的有机物，分解产物中的CO2、N、P等无机物，以及一部分小分子有机物又成为藻类的营养源，增殖的菌体与藻类细胞又为微型动物所捕食，氧化塘内好气状态的维持，主要靠藻类的充分生长，而不必另外消耗动力进行曝气。10.简述生物综合塘处理废水的基本生物学原理和工艺流程。原理：①水生维管束植物的生态净化功能，水生植物的净化作用主要是对COD和氮磷的去除。②藻-菌互生生态系统的代谢活性，代谢有机碳、无机磷和氨氮。③放置底栖动物控制出水中藻类过度增殖。工艺流程：进水→沉砂池→厌氧塘→水生植物→藻-菌系统→生态修复11.简述人工湿地处理污水的原理。人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物三种作用。其成熟稳定后，填料表面和植物根系中生长了大量的微生物形成生物膜，废水流经时，固态悬浮物（SS）被填料及根系阻挡截留，有机质通过生物膜的吸附及异化、同化作用而得以去除。湿地床层中因大型植物根系对氧的传递释放，使其周围的微生物环境依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中的氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分直接吸收，还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用而从废水中去除，最后通过湿地基质的定期更换或收割，使污染物从系统中去除。 1.简述生物修复的基本原理和基本类型。生物修复的基本原理:通过提供O2，添加N、P营养盐，接种经驯化培养的高效微生物和培植植物来强化生物自然净化的速度，以去除有毒有害有机污染物，目前大多对已被污染的土壤、地下水和海洋中有毒有害污染物的进行原位生物处理。基本类型：根据生物分类：植物修复、动物修复、微生物修复；根据污染物种类分类：有机污染的生物修复、重金属污染的生物修复、放射性物质的生物修复。2.环境污染的植物修复有何特点？适于植物修复的植物有何特点？特点：①植物具有庞大的叶冠和根系，在水体或土壤中，与环境之间进行着复杂的物质交换和能量流动，在维持生态环境的平衡中起着重要的作用。②在土壤修复中利用适当的植物种类不仅可去除环境的有机污染物，还可去除环境中的重金属和放射性核素。③适用于大面积、低浓度的污染位点。3.简述植物去除重金属和有机污染物的基本方法。①植物固定：利用植物及其它一些添加物质使环境中的金属流动性降低，生物可利用性下降，降低金属对生物的毒性。②植物挥发：利用植物去除环境中的一些挥发性金属污染物，即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。③植物吸收（主要方法）：利用能耐受并能过量积累金属的植物吸收环境中的金属离子，将它们输送并贮存在植物体的地上部分。4.进行矿山废弃地复垦时如何选择植物种类？①如以在矿业废弃地上长期定居，以期获得持久的植被为目的，选择适应当地的气候条件、极端的基质条件具有耐性的乡土种；②如以土壤基质能得到较快的改善并为前一类植物提供隐蔽条件为目的，选择速生性、高生物量的植物。5.垃圾填埋会导致什么环境问题？应采取何种修复技术？产生的环境问题：垃圾填埋场在其漫长的稳定化过程中产生大量的填埋气体和垃圾渗滤液，其从填埋场内的渗漏与释放，将导致包括潜在的健康危害、地下水的污染、大气污染和温室效应、植被破坏、火灾和爆炸以及填埋场本身的沉降等在内的种种环境问题。采用的修复技术：良好的植被重建和生态恢复是控制垃圾填埋场长期的污染物排放的关键。包括最终覆盖层的建造及其基质改良和耐性树种的筛选及其组合等。三、论述题1.环境生物技术的应用前景。2.持久性有机污染物的主要环境问题。