第三章污染物的毒害作用及機(jī)理思考題

1、第三章 污染物毒害作用及機(jī)理思考題一、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述生物對(duì)污染物吸收、富集和污染物對(duì)生物毒害的關(guān)系。第一，生物對(duì)污染物的吸收一生物對(duì)污染物的富集一-污染物對(duì)生物的毒害作用，總 的來(lái)說(shuō)是這樣一個(gè)過(guò)程。第二，生物對(duì)污染物的吸收。（1）植物，葉片氣孔對(duì)大氣污染物的粘附和吸收；植物 的根和葉對(duì)水溶性的污染物的吸收。（2）動(dòng)物,通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚等途徑將少量 的污染物吸收，通過(guò)體內(nèi)肺泡的吞噬，腸道粘膜的吸收等。（3）微生物，吸收污染物的主 要方式是沉淀作用和絡(luò)合作用，將有毒的污染物轉(zhuǎn)化為微毒害或無(wú)毒化合物。第三，在吸收的基礎(chǔ)上，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量無(wú)法轉(zhuǎn)化時(shí)就會(huì)富集。（1）生物體內(nèi)凡是 能與污染物形成穩(wěn)

2、定結(jié)合的物質(zhì)，都能增加生物富集，從而消除或緩解毒害作用。（2）不 同器官對(duì)污染物的富集有很大差異，不同物種對(duì)污染物的吸收積累狀況也不同。（3）生物 體內(nèi)污染物的富集量與環(huán)境中污染物的濃度成正相關(guān)，同時(shí)也受作用時(shí)間的影響。（4）生 物體內(nèi)對(duì)污染物的富集作用是隨著食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增加，富集量逐漸增多，污染物在體 內(nèi)的含量也就越來(lái)越多。第四，污染物對(duì)生物的毒害作用必須建立在生物體吸收和富集污染物的基礎(chǔ)上。2、生物為什么會(huì)受污染物毒害，在什么情況下才會(huì)發(fā)生毒害在對(duì)重金屬毒害機(jī)制進(jìn)行深入研究后，必須深入到分子水平才能解決受害的內(nèi)部機(jī)制。郁建栓從生物活性點(diǎn)位、重金屬對(duì)生物毒性效應(yīng)的分子機(jī)制，以及技術(shù)離子對(duì)

3、生物大分 子活性點(diǎn)位的競(jìng)爭(zhēng)及其與金屬生物毒性的關(guān)系方面對(duì)此進(jìn)行了綜述。第一種解釋是生物活性位點(diǎn)。生物活性位點(diǎn)是生物大分子中具有生物活性的基團(tuán)和物 質(zhì)。當(dāng)污染物（重金屬）和生物大分子上的活性位點(diǎn)結(jié)合，也可以和其他非活性位點(diǎn)結(jié)合 后，在一定的情況下對(duì)生物產(chǎn)生毒性。第二種解釋是匝金屬對(duì)生物毒性效應(yīng)的分子機(jī)制的解釋。當(dāng)污染物（毒金屬離子）進(jìn)入 生物體后，取代生物大分子活性點(diǎn)位上原有的金屬，也可以結(jié)合在該分子的其他位置。當(dāng) 有毒金屬離子與生物大分子上的活性點(diǎn)位或非活性點(diǎn)位結(jié)合后，可以改變生物大分子正常 的生理和代謝功能，使生物體表現(xiàn)中毒現(xiàn)象甚至死亡。第三種解釋是金屬離子對(duì)生物大分子活性點(diǎn)位的競(jìng)爭(zhēng)。進(jìn)入體

4、內(nèi)的重金屬離子在組織器 官和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中重新分配，使重金屬在細(xì)胞質(zhì)大分子之間發(fā)生遷移，從而改變重金屬對(duì) 生物的毒性。現(xiàn)代人類通過(guò)各種工業(yè)活動(dòng)，如開采、冶煉各種金屬、非金屬物質(zhì)，致使一些元素 在環(huán)境中含量大增，當(dāng)其含量超過(guò)了效應(yīng)濃度后，就會(huì)對(duì)生物起到毒害作用。3、簡(jiǎn)述污染物如何影響植物根系對(duì)上壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收污染物能影響植物根系對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，原因之一是污染物能改變土壤 微生物的活性，也能影響酶的活性。二是污染物能抑制植物根系的呼吸作用，影響根系的 吸收能力。4、簡(jiǎn)述污染物對(duì)蒸騰作用的影響污染物對(duì)蒸騰作用有明顯的影響。在低濃度刺激下，細(xì)胞膨脹、氣孔阻力減少，蒸 騰加速。當(dāng)污染物濃度超過(guò)

5、一定值后，可能誘發(fā)脫落酸（ABA）濃度增加，使得氣孔阻力增 加或氣孔關(guān)閉，蒸騰強(qiáng)度降低。如濃度太高，葉傷斑面積擴(kuò)大，導(dǎo)致蒸騰急劇下降。這種 情況下隨毒物濃度升高，蒸騰比率按比例降低。5、簡(jiǎn)述污染物葉綠素的機(jī)制A. 重金屬進(jìn)入葉綠體內(nèi)在局部部位積累過(guò)多，直接破壞葉綠體結(jié)構(gòu)及其功 能；B. 重金屬間接地通過(guò)拮抗作用干擾了植物對(duì)鐵、鋅的吸收、轉(zhuǎn)移，阻礙了 營(yíng)養(yǎng)元素向葉的輸送，使之喪失了合成葉綠素的能力；C. 重金屬使葉綠素酶活性增加而使葉綠素分解。6、金屬有哪些特性對(duì)生物產(chǎn)生的毒害程度起重要作用，為什么金屬中以下特性對(duì)生物產(chǎn)生的毒害程度起重要作用。A. 重金屬離子的價(jià)態(tài)，如3價(jià)碎的毒性遠(yuǎn)比5價(jià)硼高，

6、前者約為后者的5 倍。這是因?yàn)闊o(wú)論是有機(jī)或無(wú)機(jī)3價(jià)碑對(duì)SH基都有很強(qiáng)的親和力，并能阻斷大多 數(shù)SH基酶及脂酸類，特別是有幾臺(tái)3價(jià)神的阻斷能力比無(wú)機(jī)態(tài)的強(qiáng)；而5價(jià)神同 SH基不起反應(yīng)，這是由于它的化學(xué)特性類似于磷酸，在體內(nèi)能和磷酸拮抗，形成 不穩(wěn)定的碎化合物，然后分解。B. 金屬對(duì)生物的影響，還決定與金屬的特性。按照Tranton的法則，以蒸 發(fā)潛熱表示化合物的凝聚力，即越是沸點(diǎn)低的金屬，其凝聚力越小，每個(gè)分子和 原子都易于分離。為了使金屬進(jìn)入機(jī)體或與機(jī)體發(fā)生反應(yīng)，首先要使分子和原子 進(jìn)行彌散。所以，越是沸點(diǎn)低的金屬越易發(fā)生彌散；同時(shí)金屬沸點(diǎn)越低，與一般 有機(jī)物的沸點(diǎn)差就越小，它們相互間作用的可

7、能性就越大。C. 金屬對(duì)生物的毒害還和離子化電壓有關(guān)。因?yàn)殡x子化電壓的值是以物質(zhì) 在神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用下，能否通過(guò)細(xì)胞膜作為標(biāo)準(zhǔn)。如堿性金屬為45V低電壓, 在進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程中，受到細(xì)胞膜的嚴(yán)密調(diào)節(jié)和控制；鋁、稼、鋼等3價(jià)金屬是 5V電壓，也極難進(jìn)入機(jī)體；重金屬中的汞、鎘、鋅之所以容易進(jìn)入機(jī)體是由于 有91 0V的高電壓；貴金屬氣體則有1 12 4 V高壓，它不受任何調(diào)節(jié)能自 由出入機(jī)體。因此，可認(rèn)為離子化電壓越高，對(duì)生物潛在的毒性就越大。D. 離子的毒性和離子的價(jià)數(shù)相關(guān)。金屬陽(yáng)離子的偶數(shù)價(jià)離子對(duì)機(jī)體的親和 性高，奇數(shù)價(jià)的親和性則相對(duì)較低，尤其是3價(jià)陽(yáng)離子在正常的生理狀態(tài)下易被 排出體外；陰離子正

8、相反，奇數(shù)價(jià)的離子親和性高，偶數(shù)價(jià)的則低。從空間結(jié)構(gòu) 看，以正四面體為結(jié)構(gòu)的元素其親和力就高。即使同樣是匹配位的，形成平面結(jié) 構(gòu)的繚白金等卻有致癌、致畸作用。7、研究元素之間的拮抗和協(xié)同關(guān)系有什么重要意義研究元素之間的拮抗和協(xié)同關(guān)系，對(duì)于了解各元素對(duì)生物的毒害作用及解毒機(jī)制, 有極重要的意義。此外，研究元素之間的拮抗和協(xié)同關(guān)系在環(huán)境評(píng)價(jià)工作中也有重要的理 論意義和實(shí)用價(jià)值。二、論述題1、化學(xué)元素之間為什么會(huì)出現(xiàn)拮抗和協(xié)同關(guān)系有哪些因素決定元素之間的拮抗和協(xié)同 關(guān)系化學(xué)元素之間出現(xiàn)拮抗與協(xié)同關(guān)系，目前有四種解釋。(1) 兩元素之間由于直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生拮抗(2) 破壞金屬酶的輔基或金屬蛋白的

9、蛋白質(zhì)活性基團(tuán)而產(chǎn)生拮抗(3) 使金屬酶反應(yīng)體系受阻而產(chǎn)生拮抗(4) 相似原子結(jié)構(gòu)的元素有機(jī)絡(luò)合物中互相取代而造成的拮抗三、填空題：1、污染物對(duì)植物的影響包括影響、對(duì)植物細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響、對(duì)種子生活力的影響、對(duì)植物生長(zhǎng)的影響、對(duì)植物發(fā)育的影響和對(duì)生理生化的 影響。2、生物受污染物毒害的外界條件是pH、 光照條件、 和 大氣濕度3、在封閉式洼地，空氣 流通慢，如果形成 閉合空間,能使生物受害的時(shí)間 變短 和 加重 受害程度。地形開闊，有毒氣體停留時(shí)間 盤 短，生物受害較輕 。4、一般在酸性條件下重金屬大多為 離子態(tài) ，在堿性條件下則和 陰離子結(jié)合，對(duì)生物的毒性較大，與 有機(jī)物結(jié)合毒性明顯降低。四、名詞解釋：1、大氣污染臨界期。植物開花期對(duì)污染物特別是大氣污染物最為敏感，屬于大氣污染的臨界期。五、判斷題