污染物對(duì)生物的影響及物理因素對(duì)生物體的損傷-課件

1、污染物對(duì)生物的影響及物理因素對(duì)生物體的損傷污染物對(duì)生物的影響提綱第一節(jié)污染物在生化與分子水平上的影響第二節(jié)污染物在細(xì)胞與器官水平上的影響第三節(jié)污染物在個(gè)體水平上的影響第四節(jié)污染物在種群與群落水平上的影響第五節(jié)污染物對(duì)生物多樣性的影響第六節(jié) 污染物對(duì)人類健康的影響提綱第一節(jié)污染物在生化與分子水平上的影響污染物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的生物化學(xué)變化包括:防護(hù)性生化反應(yīng)與非防護(hù)性生化反應(yīng)作用類型例子后果防護(hù)性混合功能氧化酶的誘導(dǎo)加快新陳代謝,生成水溶性代謝物,從而加速排泄金屬硫蛋白的生成增加對(duì)金屬的束縛速度,從而降低金屬的生物利用率非防護(hù)性乙酰膽堿酯酶的抑制作用50以上因抑制而產(chǎn)生可見的毒性效應(yīng)DNA加合物的

2、生成若導(dǎo)致突變會(huì)發(fā)生損害作用表21 對(duì)污染物的防護(hù)性與非防護(hù)性生化反應(yīng)污染物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的生物化學(xué)變化包括:防護(hù)性生化反應(yīng)與非防乙酰膽堿酯酶簡稱AchE,具有羧肽酶與氨肽酶的活性。乙酰膽堿酯酶參與細(xì)胞的發(fā)育與成熟,能促進(jìn)神經(jīng)元發(fā)育與神經(jīng)再生。有機(jī)磷酸酯類與氨基甲酸酯類殺蟲劑抑制乙酰膽堿酯酶的活性,從而使神經(jīng)元間傳導(dǎo)質(zhì)乙酰膽堿無法分解成膽堿與乙酸,阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)而使昆蟲致死。乙酰膽堿酯酶簡稱AchE,具有羧肽酶與氨肽酶的活性。乙酰膽堿 第一節(jié)污染物在生化與分子水平上的影響1、1對(duì)生物機(jī)體酶的影響1、2對(duì)生物大分子的影響第一節(jié)污染物在生化與分子水平上的影響1、1對(duì)生物機(jī)體酶的影1、1 污染物對(duì)生物

3、機(jī)體酶的影響A、酶的誘導(dǎo)污染物誘導(dǎo)酶活性的機(jī)制去阻遏作用操縱基因結(jié)構(gòu)基因（酶基因）阻遏蛋白污染物轉(zhuǎn)錄操縱基因結(jié)構(gòu)基因（酶基因）阻遏蛋白轉(zhuǎn)錄X1、1 污染物對(duì)生物機(jī)體酶的影響A、酶的誘導(dǎo)操縱基因結(jié)構(gòu)基因混合功能氧化酶(MFO)組成:細(xì)胞色素P450、細(xì)胞色素還原酶、磷脂功能:解毒、致毒在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用:生物標(biāo)記物抗氧化防御系統(tǒng)酶組成:SOD 、GPx、Ct、GSTs 、GSH 、VC、VE等功能:消除活性氧(自由基),解毒混合功能氧化酶(MFO)a、混合功能氧化酶(MFO) MFO是污染物在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化相I過程中的關(guān)鍵酶系,它們對(duì)人工化學(xué)品解毒中發(fā)揮了重要作用。 MFO引起的生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)

4、特征相同,但底物、產(chǎn)物的化學(xué)特性差別特別大,即具有多種催化功能。a、混合功能氧化酶(MFO)混合功能氧化酶(MFO)的作用: MFO存在于所有的脊椎動(dòng)物與大部分的無脊椎動(dòng)物中,其作用是代謝非極性的親脂性有機(jī)化合物,包括內(nèi)源性化合物與外源性化合物。 從解毒作用來看,許多外源性化合物進(jìn)入體內(nèi),經(jīng)MFO作用后發(fā)生各種變化,大多數(shù)被轉(zhuǎn)化成低毒易溶的代謝產(chǎn)物排出體外。但有的則變成高毒甚至致癌物?；旌瞎δ苎趸?MFO)的作用: MFO存在于所有的b、抗氧化防御系統(tǒng)酶需氧生物發(fā)展出的防御過氧化損害的酶系統(tǒng)。 超氧化物歧化酶(SOD) 谷胱甘肽氧化酶(G P x) 過氧化氫酶(Ct)活性氧(Activiat

5、ed Oxygen) 帶有2-3個(gè)電子的分子氧還原產(chǎn)物,主要有:OH、O2-、H2O2b、抗氧化防御系統(tǒng)酶需氧生物發(fā)展出的防御過氧化損害的酶系統(tǒng)。活性氧的控制與消除由體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧可為抗氧化防御系統(tǒng)控制,消除活性氧對(duì)機(jī)體的傷害作用。某些污染物如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯可在生物體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化時(shí)產(chǎn)生大量活性氧。在一定范圍內(nèi),這些活性氧可被體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)清除。但當(dāng)體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)不能消除這些活性氧時(shí),它們可使DNA鏈斷裂、脂質(zhì)過氧化、酶蛋白失活等,從而引起機(jī)體氧化應(yīng)激或氧毒性?；钚匝醯目刂婆c消除由體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧可為抗氧化防御系統(tǒng)控制,超氧化物歧化酶(SOD) O2- SOD H2O2+O2

6、 2H+谷胱甘肽氧化酶(G P x) 2GSH+H2O2 GPX GSSG+2H2過氧化氫酶(Ct) 2H2O2 Ct 2H2O+O2超氧化物歧化酶(SOD)c、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GSTs)是相過程中的重要酶,具多種同工酶?？捎捎袡C(jī)氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等誘導(dǎo)。生理作用:與不同的親電性化合物或一些代謝產(chǎn)物結(jié)合成水溶性化合物,易于排出。 c、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GSTs)是相過程中的重要酶,具多種同B酶的抑制作用不可逆性抑制可逆性抑制非競爭性抑制競爭性抑制B酶的抑制作用不可逆性抑制 不可逆性抑制作用的抑制劑以共價(jià)鍵與酶的活性中心功能基團(tuán)結(jié)合,使酶的活性降低或喪失。喪失活性的酶不能用透析、過濾等物理

7、的方法解除。 不可逆性抑制 不可逆性抑制作用的抑制劑以共如某些重金屬( Hg+、Ag+、Pb 2+ )對(duì)巰基酶的作用,有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制。 不可逆抑制如某些重金屬( Hg+、Ag+、Pb 2+ )對(duì)巰基酶的作用可逆性抑制:抑制劑以非共價(jià)鍵與酶結(jié)合,可用物理的方法解除。非競爭性抑制:抑制劑可逆地與酶活性中心以外的基團(tuán)結(jié)合(不與底物競爭酶的活性中心),故酶與抑制劑形成 EI 后,還可結(jié)合底物形成 EIS 。競爭性抑制:抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與酶作用的底物十分類似,它們都能與酶的活性中心結(jié)合,兩者對(duì)酶的結(jié)合有競爭作用?？赡嫘砸种?抑制劑以非共價(jià)鍵與酶結(jié)合,可用物理的方法解除。非污染物對(duì)酶輔助因子的

8、影響一些污染物能與酶的輔助因子金屬離子作用,從而使輔助因子失活,影響到酶的活性。例如:氰化物等能與細(xì)胞色素酶中的鐵離子結(jié)合,形成穩(wěn)定絡(luò)合物,抑制細(xì)胞色素的酶活性,使其不能傳遞電子,則細(xì)胞內(nèi)的氧化代謝過程中斷,使機(jī)體不能利用氧,出現(xiàn)內(nèi)窒息性缺氧。對(duì)酶活性中心的影響污染物還能與酶的其它活性基團(tuán)結(jié)合,如汞與砷與某些酶的活性基團(tuán)結(jié)合就特別牢固,從而使酶失去活性。小結(jié):污染物對(duì)生物體內(nèi)酶的抑制方式污染物對(duì)酶輔助因子的影響小結(jié):污染物對(duì)生物體內(nèi)酶的抑制方式破壞酶的結(jié)構(gòu)有些污染物能夠取代酶分子中的某些成分,從而使酶失去活性。如鈹?shù)亩咀饔脵C(jī)理就是能取代某些酶分子中的鎂與錳,破壞了酶的正常結(jié)構(gòu),使酶失去活性。與

9、酶激活劑作用有些酶需要激活劑才能表現(xiàn)活性。酶激活劑往往是金屬離子,凡是能與激活劑作用的污染物都能抑制酶的活性。破壞酶的結(jié)構(gòu)1、2 污染物對(duì)生物大分子的影響污染物對(duì)生物大分子的影響機(jī)制共價(jià)結(jié)合學(xué)說:污染物及其活性代謝產(chǎn)物與核酸、蛋白質(zhì)與脂質(zhì)等結(jié)合后,產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)1、2 污染物對(duì)生物大分子的影響污染物對(duì)生物大分子的影響機(jī)制1、2 污染物對(duì)生物大分子的影響污染物對(duì)蛋白質(zhì)的影響導(dǎo)致蛋白質(zhì)的化學(xué)損傷誘導(dǎo)機(jī)體生成功能蛋白對(duì)抗污染物(如金屬硫蛋白)污染物對(duì)DNA的影響導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)改變(如堿基置換、丟失、鏈斷裂)DNA損傷的修復(fù)(如光修復(fù)、切除修復(fù)、SOS修復(fù))脂質(zhì)的過氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜與亞細(xì)胞膜的受損

10、(如細(xì)胞器破裂)1、2 污染物對(duì)生物大分子的影響污染物對(duì)蛋白質(zhì)的影響第二節(jié)污染物在細(xì)胞與器官水平上的影響對(duì)細(xì)胞的影響對(duì)組織器官的影響第二節(jié)污染物在細(xì)胞與器官水平上的影響對(duì)細(xì)胞的影響2、1 污染物對(duì)細(xì)胞的影響對(duì)細(xì)胞膜的影響過氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷影響細(xì)胞膜的通透性對(duì)細(xì)胞器的影響線粒體:結(jié)構(gòu)與功能均發(fā)生變化內(nèi)質(zhì)網(wǎng):結(jié)構(gòu)破壞、核糖體脫落其它細(xì)胞器:溶酶體(細(xì)胞自溶)2、1 污染物對(duì)細(xì)胞的影響對(duì)細(xì)胞膜的影響2、2 污染物對(duì)組織器官的影響靶器官:污染物直截了當(dāng)作用的器官效應(yīng)器官:表現(xiàn)出中毒癥狀的器官蓄積器官:污染物在體內(nèi)的蓄積部位2、2 污染物對(duì)組織器官的影響靶器官:污染物直截了當(dāng)作用的器對(duì)組織器官的影響對(duì)

11、植物,表現(xiàn)為葉面出現(xiàn)點(diǎn)、片傷害斑,造成葉、蕾、花、果實(shí)等的脫落對(duì)動(dòng)物,以重金屬污染為例:鉛可損害造血器官與神經(jīng)系統(tǒng),鎘可損害肝臟、腎臟,導(dǎo)致骨痛病。對(duì)組織器官的影響第三節(jié)污染物在個(gè)體水平上的影響污染物對(duì)植物在個(gè)體水平上的影響:主要表現(xiàn)為生長減慢、發(fā)育受阻、失綠黃化、早衰等污染物對(duì)動(dòng)物在個(gè)體水平上的影響:主要表現(xiàn)為死亡、行為改變、繁殖下降、生長與發(fā)育抑制、疾病敏感性增加、代謝率變化第三節(jié)污染物在個(gè)體水平上的影響污染物對(duì)植物在個(gè)體水平上的影導(dǎo)致個(gè)體死亡對(duì)個(gè)體行為的影響對(duì)繁殖的影響對(duì)生長與發(fā)育的影響導(dǎo)致個(gè)體死亡3、1 污染物導(dǎo)致個(gè)體死亡衡量死亡的指標(biāo)死亡率:死亡比例的大小,為評(píng)價(jià)污染物毒性大小的生物

12、學(xué)指標(biāo)不同污染物,同種生物,死亡率不同;同一污染物,不同生物,死亡率不同。50%死亡 枝角類 軟體動(dòng)物銅 5-300 ug/L 40-9000 ug/L汞 0、02-40 ug/L 90-2000 ug/L3、1 污染物導(dǎo)致個(gè)體死亡衡量死亡的指標(biāo)污染物對(duì)生物的影響及物理因素對(duì)生物體的損傷-課件3、1 污染物導(dǎo)致個(gè)體死亡影響致死劑量的因素污染物的種類、理化性質(zhì)及作用時(shí)間生物的種類、狀態(tài)與個(gè)體差異環(huán)境因素:溫度、pH、光照、營養(yǎng)等多種污染物的綜合作用3、1 污染物導(dǎo)致個(gè)體死亡3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響行為毒性(Behavioral Toxicity)指一種污染物或其他因素(如溫度、光照、輻射)

13、使得動(dòng)物一種行為超過正常變化的范圍。水環(huán)境污染可影響的生物行為:回避、捕食、警惕、學(xué)習(xí)、社會(huì)行為3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響行為毒性(Behavioral3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響回避行為的定義:生物主動(dòng)避開污染區(qū)域,遷移到清潔區(qū)域的行為回避行為的效應(yīng):改變生態(tài)系統(tǒng)中的生物分布,打亂原有的生態(tài)平衡影響回避行為的因素:污染物種類、生物種類與狀態(tài)、環(huán)境因素3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響回避行為的定義:生物主動(dòng)避開3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響捕食行為被破壞的效應(yīng)生物機(jī)體獲得的資源減少,生長、發(fā)育與繁殖受阻捕食行為被破壞的原因污染物影響捕食者的感官與策略系統(tǒng)污染物影響捕食者的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)污染物影響

14、食物的消化3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響捕食行為被破壞的效應(yīng)3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響警惕行為被破壞的結(jié)果容易被捕食,死亡率上升,種群數(shù)量下降對(duì)鳥類行為的影響有機(jī)磷農(nóng)藥可影響鳥的神經(jīng)系統(tǒng),導(dǎo)致鳥的平衡與協(xié)調(diào)性的損害。受污染的鳥類還可表現(xiàn)出對(duì)領(lǐng)地的失控與不能照顧后代。3、2 污染物對(duì)個(gè)體行為的影響警惕行為被破壞的結(jié)果3、3 污染物對(duì)繁殖的影響效應(yīng):產(chǎn)卵(仔)數(shù)、孵化數(shù)、幼體存活率下降, 繁殖行為變化等水環(huán)境污染對(duì)魚類繁殖影響的位點(diǎn)(時(shí)期)配子合子胚胎幼體3、3 污染物對(duì)繁殖的影響效應(yīng):產(chǎn)卵(仔)數(shù)、孵化數(shù)、幼體存概念:環(huán)境激素(Environmental Endocrine Disrupte

15、rs)指具有動(dòng)物與人體激素的活性,能干擾與破壞野生動(dòng)物繁殖障礙、誘發(fā)人類重大疾病的天然物質(zhì)或人工合成物質(zhì)。也叫做外源性雌激素或環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。3、3 污染物對(duì)繁殖的影響概念:環(huán)境激素(Environmental Endocrin3、3 污染物對(duì)繁殖的影響環(huán)境激素的種類與特性天然與合成雌激素植物雌激素具有雌激素活性的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)分布廣泛的主要污染物,可導(dǎo)致野生動(dòng)物的繁殖障礙通過污染飲用水,危害人類的生殖健康,誘發(fā)癌變3、3 污染物對(duì)繁殖的影響環(huán)境激素的種類與特性據(jù)科學(xué)研究初步證實(shí),目前在社會(huì)生活中對(duì)人與動(dòng)物起著類似于激素作用的有害物,差不多發(fā)現(xiàn)至少三百余種。常見的環(huán)境激素包括有機(jī)錫、二乙基人造

16、雌性激素、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、六溴環(huán)十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)、二惡英(dioxin)、雙酚A(Bisphenol A)與其衍生物、多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls ,PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚(APE)、壬基酚(Nonyl phenol,NP)等,另外有研究指出環(huán)境污染物中的鎘 (Cd)、鉛 (Pb)與汞 (Hg)等重金屬產(chǎn)物亦為可疑的內(nèi)分泌干擾物。 據(jù)科學(xué)研究初步證實(shí),目前在社會(huì)生活中對(duì)人與動(dòng)物起著類似于激素海水化學(xué)污染 雄性魚類變性2005年11月16日02:22 現(xiàn)代快報(bào)據(jù)新華社洛杉磯11月14日

17、電 美國科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn),在洛杉磯附近海域捕撈的魚類出現(xiàn)了奇特的“變性”現(xiàn)象,一些雄性魚長出了卵巢甚至帶有卵子。美國加州大學(xué)河邊分校等研究機(jī)構(gòu)14日公布的三項(xiàng)研究成果顯示,在洛杉磯附近橙縣海域捕撈出的大比目魚與鲆魚中,三分之二的雄性魚都產(chǎn)生了雌性魚才有的卵蛋白。生態(tài)學(xué)家施倫克說,洛杉磯周邊地區(qū)每天向附近海域排放大量污水。研究人員在海水中檢測出了幾十種類激素化學(xué)物質(zhì)。這類化學(xué)污染物能產(chǎn)生相當(dāng)于雌性激素的效果,是造成海中雄性魚“雌性化”的罪魁禍?zhǔn)?。海水化學(xué)污染 雄性魚類變性2005年11月16日02:22北極熊性畸變挪威科學(xué)家對(duì)90頭北極熊進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn):有4只幼熊既有雄性生殖器官,又有雌性生

18、殖器官,成了兩性熊。 他們往常也做過調(diào)查,雌雄同體的北極熊也間或見過,但沒有如此之高的比例。經(jīng)過環(huán)境檢測,他們認(rèn)為這種現(xiàn)象與環(huán)境被環(huán)境激素有機(jī)氯農(nóng)藥與多氯聯(lián)苯污染有關(guān)。北極熊與人類一樣,都處在食物鏈的上層。有機(jī)氯農(nóng)藥在海魚內(nèi)臟中積累,海豹食魚,有機(jī)氯農(nóng)藥再沉積在海豹的脂肪之內(nèi),北極熊的主要食物又是海豹,有機(jī)氯農(nóng)藥再積累于北極熊體內(nèi),干擾熊體的內(nèi)分泌系統(tǒng),使生殖系統(tǒng)紊亂,產(chǎn)生熊幼崽兩性畸變。在北極熊的體內(nèi)已檢測出較高水平的有機(jī)氯化合物。 北極熊性畸變報(bào)告稱長江食野生魚可致性早熟 因化學(xué)污染所致2010年8月25日,一家國際環(huán)保組織發(fā)表了24頁紙的題為“毒”隱于江長江魚體內(nèi)有毒有害物質(zhì)調(diào)查的報(bào)告。

19、調(diào)查報(bào)告顯示,在取自長江上、中、下游不同城市的鯉魚與鯰魚體內(nèi),均測出了被稱為“環(huán)境激素”的壬基酚與辛基酚,這兩種物質(zhì)可導(dǎo)致雌性性早熟等性發(fā)育與生殖系統(tǒng)問題。28日,記者從整篇調(diào)查報(bào)告中發(fā)現(xiàn),該組織在來自重慶、武漢、南京以及馬鞍山四市的野生鯉魚與鯰魚體內(nèi),檢測出了廣受國際關(guān)注的持久性有機(jī)污染物全氟辛烷磺酸,部分魚體內(nèi)還檢測出了汞、鉛與鎘等重金屬?！叭苫优c辛基酚是洗滌劑、紡織產(chǎn)品與皮革涂飾中極為常見的化學(xué)原料,屬于環(huán)境激素,即能夠干擾內(nèi)分泌并影響性發(fā)育水平的內(nèi)分泌干擾素。報(bào)告稱長江食野生魚可致性早熟 因化學(xué)污染所致2010年8月3、4 污染物對(duì)生長與發(fā)育的影響生長指示器(Scope for Gr

20、owth,SFG)P = A - ( R + U ) SFG = 從食物獲得的能量 - (呼吸耗散的能量排泄耗散的能量)生長發(fā)育不良(SFG減小)的原因A減小R(U)增大3、4 污染物對(duì)生長與發(fā)育的影響生長指示器(Scope fo日本海域大量S形海魚禍?zhǔn)俏廴舅氯毡竞Ｓ虼罅縎形海魚禍?zhǔn)俏廴舅?月27日的Science新聞專欄(ScienceNOW)詳細(xì)報(bào)導(dǎo)了北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院胡建英課題組在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)上發(fā)表的研究論文。該文章研究發(fā)現(xiàn),我國I級(jí)保護(hù)動(dòng)物、珍稀瀕危的野生中華鱘(Acipenser sinensis)幼魚中出現(xiàn)了嚴(yán)重的畸形現(xiàn)象,其中眼睛缺陷發(fā)生率有1、2%,軀

21、體畸形發(fā)生率有6、3%。通過一系列的研究,這種畸形現(xiàn)象被證實(shí)與一種廣泛應(yīng)用于船舶涂料、木材防腐的含錫化合物三苯基錫有關(guān)。5月27日的Science新聞專欄(ScienceNOW)詳“一只青蛙一張嘴,兩只眼睛四條腿,兩只青蛙兩張嘴,四只眼睛八條腿”一只青蛙八條腿？“一只青蛙一張嘴,兩只眼睛四條腿,漢江怪物:由于美軍停尸房違規(guī)向漢江中倒入大量變質(zhì)甲醛,導(dǎo)致漢江水質(zhì)受到污染,水中生物發(fā)生變異。幾年后的一天,這個(gè)變異的怪物躍出水面攻擊了周邊的人群。漢江怪物:由于美軍停尸房違規(guī)向漢江中倒入大量變質(zhì)甲醛,導(dǎo)致化學(xué)品未必是危險(xiǎn)的,那如何了解您拿到的東西是不是危險(xiǎn)呢？兩個(gè)安全信息查詢渠道:ICSC(世界衛(wèi)生組

22、織編寫的國際化學(xué)品安全卡片,中文網(wǎng)址)MSDS(材料安全數(shù)據(jù)表,中文網(wǎng)址)。從中能夠了解不同化學(xué)品的安全性、毒性與在化工行業(yè)中的特性?；瘜W(xué)品未必是危險(xiǎn)的,那如何了解您拿到的東西是不是危險(xiǎn)呢？兩個(gè)第四節(jié)污染物在種群與群落水平上的影響對(duì)生物種群的影響對(duì)生物群落的影響第四節(jié)污染物在種群與群落水平上的影響對(duì)生物種群的影響4、1 污染物對(duì)生物種群的影響種群(Population):一定時(shí)空中同種個(gè)體的組合,具有空間、數(shù)量與遺傳特征。污染物對(duì)生物種群的影響對(duì)種群密度的影響:增大或減小結(jié)構(gòu)與性別比例的變化:年齡結(jié)構(gòu)、種群大小、性逆轉(zhuǎn)遺傳結(jié)構(gòu)的改變:在進(jìn)化過程中通過改變基因頻率以習(xí)慣環(huán)境的改變競爭關(guān)系的改變4

23、、1 污染物對(duì)生物種群的影響種群(Population):4、2 污染物對(duì)生物群落的影響群落(munity):在一定時(shí)期內(nèi),居住在一定區(qū)域或生境的各種生物種群構(gòu)成的有規(guī)律的結(jié)構(gòu)單元4、2 污染物對(duì)生物群落的影響群落(munity):4、2 污染物對(duì)生物群落的影響優(yōu)勢種:群落中優(yōu)勢度大的物種耐污種:習(xí)慣某種污染條件的物種敏感種:對(duì)環(huán)境條件變化敏感的物種污染物對(duì)群落組成與結(jié)構(gòu)的改變耐污種逐漸成為優(yōu)勢種,敏感種逐漸消失狹污性種群被廣污性種群取代污染物對(duì)種群多樣性(Species Diversity)的影響敏感種絕跡,生物多樣性下降4、2 污染物對(duì)生物群落的影響優(yōu)勢種:群落中優(yōu)勢度大的物種第五節(jié) 污染

24、物對(duì)生物多樣性的影響生物多樣性的概念與層次生物多樣性的分布生物多樣性的喪失滅絕的群落與種群生物學(xué)理論第五節(jié) 污染物對(duì)生物多樣性的影響生物多樣性的概念與層次5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性(Biodiversity)生命有機(jī)體及其賴以生存的生態(tài)綜合體間的多樣性與變異性。生命有機(jī)體、生命有機(jī)體群體以及它們生存的生態(tài)綜合體之內(nèi)與之間的多樣性與變異性的總與。5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性(Biodivers5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性的層次物種多樣性代表物種演化的空間范圍與對(duì)特定環(huán)境的生態(tài)習(xí)慣性遺傳多樣性種內(nèi)個(gè)體之間或種群內(nèi)個(gè)體之間的遺傳變異的總與染色體水平的多樣性:數(shù)目

25、變異、結(jié)構(gòu)變異DNA水平的多樣性:缺失、重復(fù)、倒位、易位生態(tài)系統(tǒng)多樣性生境(差異)、生物群落、生態(tài)過程(變化)的多樣性5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性的層次5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性的形成(起源與進(jìn)化)新基因的形成基因重復(fù)、基因延長、雜種基因、基因突變新種的形成漸變式:突變自然選擇隔離爆發(fā)式:染色體畸變新生境的形成太陽與地球的物理、化學(xué)作用生物體自身的作用5、1 生物多樣性的概念與層次生物多樣性的形成(起源與進(jìn)化)5、2 生物多樣性的分布影響生物多樣性分布的因素緯度海拔降雨地質(zhì)年齡地質(zhì)復(fù)雜程度5、2 生物多樣性的分布影響生物多樣性分布的因素5、2 生物多樣性的分布生物多樣

26、性的關(guān)鍵區(qū)域熱帶雨林面積大物種豐富群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜能量與物質(zhì)流速特別高海洋面積巨大特有性高生物多樣性高5、2 生物多樣性的分布生物多樣性的關(guān)鍵區(qū)域5、3 生物多樣性的喪失物種的滅絕速度自然滅絕人為滅絕5、3 生物多樣性的喪失物種的滅絕速度5、3 生物多樣性的喪失物種的脆弱性物種受威脅等級(jí)的劃分滅絕種、瀕危種、易危種、稀有種、未定種類群滅絕種瀕危種易危種稀有種未定種總數(shù)植物384332530226749558919078無脊椎動(dòng)物982212341886141355爬行類2137394132170鳥類113111671226241037哺乳類8317214137644975、3 生物多樣性的喪失物種

27、的脆弱性類群滅絕種瀕危種易危種5、3 生物多樣性的喪失物種的脆弱性容易滅絕物種的特性地理分布區(qū)狹窄只有一個(gè)與少數(shù)幾個(gè)種群種群規(guī)模小需要較大生活空間體型較大種群個(gè)體數(shù)增長速率低有效擴(kuò)散能力弱特別少遺傳變異需要特別生態(tài)位必須穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)長期或暫時(shí)群聚經(jīng)濟(jì)價(jià)值高5、3 生物多樣性的喪失物種的脆弱性5、3 生物多樣性的喪失棲息地喪失與片段化對(duì)生物多樣性的影響棲息地喪失生境片段化限制生物的活動(dòng)范圍邊際效應(yīng)過度開發(fā)對(duì)生物多樣性的影響5、3 生物多樣性的喪失棲息地喪失與片段化對(duì)生物多樣性的影5、3 生物多樣性的喪失環(huán)境污染對(duì)生物多樣性的影響水體污染土壤污染空氣污染全球氣候變化溫帶氣候區(qū)向兩極遷移溫度與雨量

28、的變化海平面上升5、3 生物多樣性的喪失環(huán)境污染對(duì)生物多樣性的影響5、3 生物多樣性的喪失外來種對(duì)生物多樣性的影響島嶼上的外來種水生生境的外來種外來病害5、3 生物多樣性的喪失外來種對(duì)生物多樣性的影響專題:物理因素對(duì)生物體的損傷專題:物理因素對(duì)生物體的損傷提綱電離輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)紅外輻射的生物效應(yīng)超聲波的生物效應(yīng)噪聲的生物效應(yīng)提綱電離輻射及其生物效應(yīng)1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射具有足夠的能量以引起物質(zhì)電離的射線。射線類型射線:帶正電,穿透力弱,電離里能力強(qiáng),內(nèi)照射損傷大射線:帶負(fù)電,穿透力較大,體內(nèi)危害次于射線射線 X射線不帶電荷,穿透力特別

29、大,外照射危害大,內(nèi)照射較小1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射不帶電荷,穿透力特別大,外1、 電離輻射及其生物效應(yīng)具有環(huán)境放射性的人為來源核工業(yè)核爆炸試驗(yàn)其它人為來源煤粉、煤渣、地?zé)崃黧w、 醫(yī)學(xué)診斷、作物育種、科學(xué)研究1、 電離輻射及其生物效應(yīng)具有環(huán)境放射性的人為來源1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的生物化學(xué)效應(yīng)核酸的輻射損傷DNA分子的損傷DNA合成的抑制DNA分解代謝增強(qiáng)染色質(zhì)的輻射效應(yīng)染色質(zhì)的降解組蛋白合成與磷酸化的抑制1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的生物化學(xué)效應(yīng)1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的生物化學(xué)效應(yīng)細(xì)胞膜的輻射效應(yīng)對(duì)膜組分的影響對(duì)細(xì)胞膜物理化學(xué)性質(zhì)的影響對(duì)細(xì)胞器膜通透性

30、的影響對(duì)膜結(jié)合酶活性的影響對(duì)膜受體功能的影響對(duì)膜DNA復(fù)合物的效應(yīng)能量代謝的障礙線粒體氧化磷酸化的抑制細(xì)胞核氧化磷酸化的抑制1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的生物化學(xué)效應(yīng)1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射對(duì)細(xì)胞的影響殺傷細(xì)胞并影響細(xì)胞周期殺傷細(xì)胞:細(xì)胞核改變、染色體畸變、細(xì)胞器改變(線粒體最敏感)、形成多倍體及巨核型細(xì)胞影響細(xì)胞周期(阻斷或延長細(xì)胞周期)1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射對(duì)細(xì)胞的影響1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射對(duì)細(xì)胞的影響細(xì)胞的輻射敏感性Bergonie-Tribondeau定律敏感性與細(xì)胞增殖率與分裂率正相關(guān)敏感性與具有的細(xì)胞核分裂潛能正相關(guān)敏感性與細(xì)胞形態(tài)與功能分化

31、程度負(fù)相關(guān)輻射敏感型細(xì)胞的分類營養(yǎng)性分裂間期細(xì)胞(各類T細(xì)胞,最敏感)分化中的分裂間期細(xì)胞(造血與生殖系統(tǒng)的,特別敏感)多向性結(jié)締組織細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、間葉細(xì)胞,中等敏感)回復(fù)性分裂后細(xì)胞(內(nèi)分泌腺細(xì)胞,不敏感)定型的分裂后細(xì)胞(神經(jīng)細(xì)胞,耐受力最高)1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射對(duì)細(xì)胞的影響1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的軀體效應(yīng)電離輻射對(duì)人及動(dòng)物的損傷致死效應(yīng)急性放射病骨髓型、腸型、腦型放射病電離輻射對(duì)植物的損傷低劑量電離輻射的刺激作用1、 電離輻射及其生物效應(yīng)電離輻射的軀體效應(yīng)2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射污染源人造光源(溫度在2500K以上的物質(zhì)都能發(fā)射紫外輻射)氣體放電:汞

32、燈、金屬鹵素?zé)?、氘燈、焊弧等白熾光?鎢鹵素?zé)魺晒鉄?熒光管等混合光源:碳弧燈等太陽輻射(臭氧空洞加劇)2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射污染源2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射的波段劃分UV-A 320400nm 單獨(dú)作用時(shí)無生物學(xué)效應(yīng)】UV-B 280320nm 極端有害】UV-C 200280nm 未到達(dá)地面】2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射的波段劃分2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)生物組織對(duì)紫外線的吸收與傳輸影響因素紫外線的波長膚色紫外輻射對(duì)軀體的損傷非隨機(jī)效應(yīng)皮膚與眼睛的急性效應(yīng)皮膚長期接受紫外輻射的效應(yīng)2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)生物組織對(duì)紫外線的吸收與傳輸2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外

33、輻射對(duì)的損傷嘧啶二聚體的形成合成與復(fù)制的抑制合成的抑制受阻于二聚體的合成及其復(fù)制機(jī)理紫外輻射對(duì)蛋白質(zhì)的影響氨基酸的光化敏感性(芳香族比脂肪族敏感)酶的光化學(xué)鈍化(一級(jí)結(jié)構(gòu)敏感或三級(jí)結(jié)構(gòu)敏感)芳香族氨基酸與蛋白質(zhì)的光離解2、 紫外輻射及其生物效應(yīng)紫外輻射對(duì)的損傷3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻污染源電視與調(diào)頻、調(diào)幅廣播雷達(dá)輻射人造衛(wèi)星通訊系統(tǒng)其它工業(yè)、醫(yī)療、科研射頻微波設(shè)備民用設(shè)備:手機(jī)、微波爐等3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻污染源3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波輻射的熱效應(yīng)熱效應(yīng)的現(xiàn)象影響因素功率密度輻射頻率與輻射源的距離輻射時(shí)間環(huán)境溫度與濕度機(jī)體表面覆蓋情況輻射的器

34、官組織對(duì)象生物體的性別、年齡、生理狀態(tài)生物體的個(gè)體差異3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波輻射的熱效應(yīng)3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射的非熱效應(yīng)(熱外效應(yīng))場力效應(yīng)生物體中的超導(dǎo)電性其他作用機(jī)制細(xì)胞膜的半導(dǎo)體性、諧振吸收等3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射的非熱效應(yīng)(熱3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)與功能的影響對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)與行為的影響對(duì)組織與細(xì)胞的損傷對(duì)血腦屏障的影響行為效應(yīng)對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌的影響下丘腦垂體腎上腺反應(yīng)下丘腦垂體甲狀腺反應(yīng)3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)與功3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射對(duì)機(jī)體結(jié)

35、構(gòu)與功能的影響對(duì)感受器官結(jié)構(gòu)與功能的影響對(duì)眼睛的影響聽覺效應(yīng)對(duì)造血與免疫活性細(xì)胞系統(tǒng)的影響血細(xì)胞生成效應(yīng)免疫應(yīng)答效應(yīng)代謝效應(yīng)對(duì)生殖與發(fā)育的影響對(duì)性腺的影響對(duì)發(fā)育的影響3、 微波與射頻輻射及其生物效應(yīng)微波與射頻輻射對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)與功4、 紅外輻射的生物效應(yīng)對(duì)眼睛的損傷直射可引起白內(nèi)障對(duì)皮膚的損傷限于近紅外線,灼傷、血管擴(kuò)張、色素沉積其他效應(yīng)呼吸道受損、阻滯神經(jīng)傳導(dǎo)、免疫反應(yīng)衰退、染色體斷裂4、 紅外輻射的生物效應(yīng)對(duì)眼睛的損傷5、 超聲波的生物效應(yīng)超聲波:超過人耳聽力上限頻率范圍的機(jī)械振動(dòng)頻率高于20000赫茲的聲波,方向性好,穿透能力強(qiáng),在水中傳播距離遠(yuǎn),可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒

36、等。 5、 超聲波的生物效應(yīng)超聲波:5、 超聲波的生物效應(yīng)分子效應(yīng)純化學(xué)效應(yīng):空化作用機(jī)械降解:斷裂對(duì)細(xì)胞的影響細(xì)胞結(jié)構(gòu):細(xì)胞破裂、細(xì)胞膜與細(xì)胞器的變化細(xì)胞功能:抑制鞭毛運(yùn)動(dòng),刺激蛋白質(zhì)合成對(duì)機(jī)體的影響對(duì)動(dòng)物的致畸作用對(duì)植物組織的損傷5、 超聲波的生物效應(yīng)分子效應(yīng)6、 噪聲的生物效應(yīng)噪聲污染的概念環(huán)境中不協(xié)調(diào)的,使人厭煩并對(duì)人類生活與生產(chǎn)有妨礙的聲音。噪聲污染源工業(yè)噪聲交通噪聲建筑施工噪聲社會(huì)生活噪聲6、 噪聲的生物效應(yīng)噪聲污染的概念6、 噪聲的生物效應(yīng)對(duì)聽覺的影響暫時(shí)性聽覺減退(聽覺疲勞)永久性聽力損傷:耳損傷,耳聾影響因素聲級(jí)、暴露時(shí)間其他生理效應(yīng)失眠、疲勞、頭痛、心電異常、器官出血、痙攣死亡心理效應(yīng)煩躁情緒、睡眠深度、工作效率6、 噪聲的生物效應(yīng)對(duì)聽覺的影響專題:日常中的化學(xué)污染物專題:日常中的化學(xué)污染物一、合成色素危害健康追求外觀的美是人的天性,人們對(duì)吃的食品也需要裝扮。五彩的糖果、誘人的蛋糕、莫不讓人垂涎三尺,然而您明白不?所有這些繽紛多彩的顏色都離不開色素。人工色素是由人工化學(xué)合成所制得的有機(jī)色素,主要以煉焦油中分離出來的苯胺染料為原料制成,因此統(tǒng)稱為煉焦色素或苯胺色素,具有致瀉性、致突性(基因突變)、致癌作用,且在生產(chǎn)過程中會(huì)誤入砷與鉛危害健康。一、合成色素危害健康二、紙巾方便