污染生態(tài)學第三章課件.ppt

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1、污染生態(tài)學第三章污染物的毒害作用及機理環(huán)境中污染物數(shù)量不斷增加，相加的生物體內(nèi)的毒物含量也逐漸積累。當富集到一定數(shù)量后，生物就開始出現(xiàn)受害癥狀：生理、生化過程受阻，失長發(fā)育停滯，最后可能導致死亡。污染物對生物產(chǎn)生什么樣的毒害作用，生物又怎樣作出相應的反應以及毒害機制是什么，這是污染生態(tài)學研究的主要內(nèi)容。第三章污染物的毒害作用及機理第一節(jié)污染物的毒害作用一、污染物對植物的影響(一)對植物吸收的影響污染物能影響植物根系對土壤中營養(yǎng)元素的吸收，原因：1、污染物能改變土壤微生物的活性，也能影響酶的活性。土壤微生物和酶活性的變化，影響

2、土壤中某些元素的釋放和可給態(tài)量。第一節(jié)污染物的毒害作用第一節(jié)污染物的毒害作用第一節(jié)污染物的毒害作用鎘能明顯影響玉米對氯、磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、鋅和銅的吸收第一節(jié)污染物的毒害作用一、污染物對植物的影響(一)對植物吸收的影響污染物能影響植物根系對土壤中營養(yǎng)元素的吸收，原因：鎘對的吸收影響可能是：a、抑制植物根系亞硝酸還原酶的活性，如氮、磷、鋅b、影響速效態(tài)，如速效氮、速效磷、代換性鋅c、微生物的分解作用，如硝化作用d、形成難溶物質(zhì)，如Cd－Zn碳酸鹽e、離子間的拮抗作用，如，鋅、鎳、鈷、鉛影響磷的吸收第一節(jié)污染物的毒害作用一、

3、污染物對植物的影響(二)對植物細胞超微結(jié)構(gòu)的影響植物在受到重金屬或其他污染物對植物的傷害在出現(xiàn)可見癥狀之前，生理生化和亞細胞顯微結(jié)構(gòu)等微觀方面的就已經(jīng)發(fā)生了變化。鎘、鉛影響為例：1、對根、葉細胞核的影響傷害隨著濃度的增加而加重：Cd：10mg/kg、25mg/kgPd：100、500、1000mg/kg第一節(jié)污染物的毒害作用在25ppm鎘處理時，可觀察到核的變形腫脹，核仁碎裂趨邊。除主核外，還可發(fā)現(xiàn)一小核、產(chǎn)生根尖微核化。2、根、葉細胞線粒體變化5ppm鎘處理玉米5天后，線粒體結(jié)構(gòu)無明顯變化，10pPm鎘處理5天后，線粒體出

4、現(xiàn)受害癥狀，表現(xiàn)為凝聚性線粒體，膜擴張，內(nèi)腔中瘠突消失，出現(xiàn)顆粒狀內(nèi)含物，中心區(qū)出現(xiàn)空泡。第一節(jié)污染物的毒害作用3、對葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響葉綠體呈橢圓形，由許多基核片層及基質(zhì)片層組成。葉綠體有完好的外膜，基粒片層清晰，垛疊有規(guī)則，層次多，貫穿其間的基質(zhì)片層密布，與基核片層形成連續(xù)的膜系統(tǒng)。但經(jīng)鎘、鉛污染后，葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。在低濃度處理時(10ppm鎘100ppm鉛處理5天)葉綠體首先表現(xiàn)出基粒片層稀疏，層次減少，分布不均。經(jīng)25ppm鎘處理后，基粒片層很多都消失，類囊體空泡基粒垛疊混亂，已不見基質(zhì)片層，葉綠體內(nèi)出現(xiàn)許

5、多大的脂類小球第一節(jié)污染物的毒害作用鎘脅迫對水車前葉片亞顯微結(jié)構(gòu)的影響4、對細胞分裂和染色體的影響A、大麥根尖經(jīng)Hg2+、Cd2+、和Pd2+處理后，在所有濃度范圍內(nèi)一直表現(xiàn)出對細胞分裂的抑制，表現(xiàn)為細胞有絲分裂指數(shù)不同程度下降。重金屬對根生長的抑制主要是由于抑制了細胞的有絲分裂。B、有絲分裂異常，染色體崎變：斷裂、粘連。第一節(jié)污染物的毒害作用第一節(jié)污染物的毒害作用一、污染物對植物的影響(三)對種子活力的影響1、鎘對種子萌發(fā)的影響種子的發(fā)芽率隨著種子重鎘的積累量的增加而顯著下降。種子中積累的鎘(內(nèi)源性)對種子萌發(fā)的抑制效應比

6、外源性鎘強的多。第一節(jié)污染物的毒害作用(三)對種子活力的影響2、種子萌發(fā)時幾種酶活性的變化Cd擬制蛋白質(zhì)酶水解酶；對淀粉酶抑制物質(zhì)供應脫氫酶呼吸作用（能量供應）第一節(jié)污染物的毒害作用(三)對種子活力的影響3、種子萌發(fā)根尖細胞有絲分裂變化含鎘種子萌發(fā)時，根尖細胞有絲分裂頻率隨著種子中鎘積累的增加而下降。根尖細胞有絲分裂頻率降低，表現(xiàn)為胚根生長緩慢或停止。有絲分裂頻率降低原因，可能是鎘的積累破壞了細胞核的結(jié)構(gòu)，抑制了DNA和RNA的合成。第一節(jié)污染物的毒害作用(四)對水生生物生物量的影響第一節(jié)污染物的毒害作用（五）對植物生長的影

7、響1、對根生長的影響不同濃度的Hg2+對水稻種于胚根生長有明顯的抑制作用。和重金屬的濃度有關(guān)，低濃度刺激，高濃度抑制。如：Hg2+0.1～0.5mg/kg，刺激1～15、20mg/kg，抑制2、地上部分生長影響植物地上部分生長和環(huán)境中污染物濃度直接相關(guān)，如F濃度。第一節(jié)污染物的毒害作用（六）對植物發(fā)育的影響對植物開花和雌雄生殖器官發(fā)育影響最大。如5.4μg/m3會使花托崎變。4.18，4.28μg/m3就會使雌蕊和雄蕊的74％和11％發(fā)生崎變。第一節(jié)污染物的毒害作用（七）對植物生理生化的影響污染物對植物生長發(fā)育的珍響，主要是

8、通過生理生化過程實現(xiàn)的。1、對細胞膜透性的影響污染物能影響細胞膜的透性，從而影響植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。如SO2，破壞蛋白質(zhì)的二硫鍵，使蛋白質(zhì)變性。O3氧化膜蛋白。Cd對水生植物。第一節(jié)污染物的毒害作用（七）對植物生理生化的影響1、對細胞膜透性的影響2、對光合作用的影響3、對呼吸作用的影響4