2025年大學《化學生物學》專業(yè)題庫——化學污染對海洋生物的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述生物富集系數（BFC）的概念及其在評估化學污染物生態(tài)風險中的作用。2.以重金屬汞（Hg）為例，簡述其在海洋生物體內可能經歷的生物轉化過程及其潛在的生物學效應。3.解釋什么是內分泌干擾物（EDCs），并列舉至少兩種常見的海洋環(huán)境中存在的EDCs，說明其可能對海洋生物生殖系統造成的影響。4.簡述微塑料（Microplastics）進入海洋生物體內的主要途徑，并說明其在生物體內可能引發(fā)的物理性損傷和化學性協同毒性。5.定義生物標志物（Biomarker），并舉例說明可用于監(jiān)測海洋生物早期化學污染物暴露和效應的生物標志物類型（至少列舉三種，并說明其對應監(jiān)測的方面）。二、論述題（每題15分，共45分）6.論述多氯聯苯（PCBs）作為一種持久性有機污染物（POPs），在海洋生態(tài)系統中的主要環(huán)境行為特征（如分布、遷移、轉化）及其對海洋生物（如頂級捕食者）構成的健康風險，并簡述當前針對POPs污染的主要治理策略。7.結合化學生物學的原理，深入分析化學污染物（如農藥殘留、石油烴）如何干擾海洋浮游生物的生理功能（如光合作用、營養(yǎng)吸收）及其對海洋食物網可能產生的級聯效應。8.選擇一種你感興趣的海洋生物（如珊瑚、貝類、海膽等），論述化學污染（可自選類型，如重金屬、石油污染、富營養(yǎng)化相關毒素等）對其生理、遺傳及種群水平可能產生的主要影響，并探討其對海洋生態(tài)系統服務功能可能帶來的后果。試卷答案一、簡答題（每題8分，共40分）1.答案：生物富集系數（BFC）是指生物體內某污染物的濃度與環(huán)境介質（通常是水）中該污染物濃度的比值。它用于衡量污染物從環(huán)境介質向生物體內轉移和積累的能力。BFC值越大，表示該污染物越容易在生物體內富集。在評估化學污染物生態(tài)風險時，高BFC值通常意味著污染物更容易通過食物鏈傳遞，在頂級捕食者體內達到高濃度，從而引發(fā)嚴重的生物累積和生物放大效應，對生態(tài)系統和人類健康構成潛在威脅。解析思路：首先要清晰定義BFC的概念（生物體濃度/環(huán)境濃度）。其次要闡述其衡量意義（富集能力的大?。?。最后要結合生態(tài)風險，說明BFC的應用價值，特別是與食物鏈、生物累積和生物放大效應的聯系。2.答案：汞（Hg）在海洋生物體內可能經歷多種生物轉化過程。主要的轉化途徑包括：①氧化：無機汞（如二價汞Hg2?）在酶（如細胞色素P450）的作用下被氧化為甲基汞（MeHg）。②甲基化：無機汞或一價汞（Hg?）可在微生物或某些生物酶的作用下轉化為毒性更強的甲基汞。③其他轉化：可能發(fā)生二甲基化等，或在特定條件下還原為元素汞。這些轉化過程使汞在生物體內以不同形態(tài)存在，其中甲基汞具有極強的神經毒性，可通過食物鏈高效傳遞，對海洋哺乳動物、海鳥等頂級捕食者造成嚴重損害，甚至影響人類健康。解析思路：要列出汞的主要轉化途徑（氧化成甲基汞是關鍵）。對每步轉化進行簡要說明（涉及酶、微生物等）。最后要強調轉化產物的毒性（特別是甲基汞）及其通過食物鏈傳遞（生物放大）的風險。3.答案：內分泌干擾物（EDCs）是指能夠干擾生物體內正常內分泌激素功能的一類化學物質。它們可以模擬、拮抗或干擾激素信號傳導，從而影響生物體的生長發(fā)育、生殖功能、行為模式等。常見的海洋環(huán)境中存在的EDCs包括：①多溴聯苯（PBDEs）：用于阻燃劑，可在海洋生物體內積累。②農藥（如DDT及其代謝物DDE）：歷史上廣泛使用，仍可在海水中檢出。③工業(yè)化學品（如雙酚A，BPA）：廣泛存在于塑料制品和工業(yè)排放中。這些EDCs可能對海洋生物的生殖系統造成影響，如導致性別比例失衡、繁殖能力下降、生殖器官發(fā)育異常等。解析思路：先定義EDCs及其作用機制（模擬、拮抗、干擾激素）。然后列舉至少兩種具體的海洋環(huán)境EDCs（PBDEs、DDT/BPA是常見例子）。最后說明其對海洋生物生殖系統的具體影響（性別、繁殖、發(fā)育異常）。4.答案：微塑料進入海洋生物體內的主要途徑包括：①經口攝入：生物直接吞食微塑料顆粒（如附著浮游生物的塑料碎屑、微塑料團聚體）或含有微塑料的食物。②肺部吸入：漂浮的微塑料顆?？赡鼙缓粑到y吸入（主要影響海洋哺乳動物和海鳥）。③皮膚吸收：微塑料可能通過皮膚傷口或鰓等呼吸器官表面進入生物體。微塑料在生物體內可能引發(fā)的物理性損傷包括：消化道堵塞、腸道穿孔、器官負擔增加、內部磨損等?；瘜W性協同毒性則源于微塑料表面可能吸附環(huán)境中的持久性有機污染物（POPs），或將自身降解產生的添加劑（如塑化劑）釋放到生物體內，加劇毒性效應。解析思路：清晰列出主要入口途徑（消化道、呼吸道、皮膚/鰓）。分別闡述物理性損傷和化學性協同毒性的機制，并說明協同毒性涉及吸附（POPs）和釋放（添加劑）兩個過程。5.答案：生物標志物（Biomarker）是指能夠敏感、特異地反映生物體暴露于特定環(huán)境壓力（如化學污染物）及其引起的生理、生化和遺傳學效應的可測量的指標?？捎糜诒O(jiān)測海洋生物早期化學污染物暴露和效應的生物標志物類型包括：①生理生化標志物：如酶活性變化（細胞色素P450、ATP酶等）、抗氧化物水平（谷胱甘肽）、氧化損傷指標（MDA）、離子平衡紊亂等，反映早期生理脅迫。②形態(tài)結構標志物：如組織病理學改變（肝細胞變性、鰓絲損傷）、器官重量比例變化（肝臟腫大）、體色變化等，反映較明顯的毒效應。③遺傳分子標志物：如DNA損傷和修復水平（DNA加合物、姐妹染色單體交換）、基因表達變化（相關基因mRNA水平）、遺傳多態(tài)性變化等，反映遺傳層面的影響。解析思路：先定義生物標志物。然后分類列舉，至少三類（生理生化、形態(tài)結構、遺傳分子）。對每類舉出具體例子，并簡要說明其反映的生物學層面（早期暴露/脅迫、較明顯效應、遺傳層面）。二、論述題（每題15分，共45分）6.答案：多氯聯苯（PCBs）作為一種持久性有機污染物（POPs），具有疏水性，易于在環(huán)境中的有機相（如沉積物、生物膜）中富集。其環(huán)境行為特征主要表現為：①長期持久性：結構穩(wěn)定，在環(huán)境中降解極慢，可存在數十年甚至更長時間。②生物累積性：高BFC值，可在生物體內有效富集。③食物鏈生物放大：通過食物鏈逐級傳遞，在頂級捕食者體內濃度遠超環(huán)境濃度。④跨媒體遷移性：可在大氣、水體、土壤、生物體之間進行長距離遷移。PCBs對海洋生物的主要健康風險包括：干擾內分泌系統、損害免疫系統、誘發(fā)腫瘤、影響神經發(fā)育和功能等。治理策略主要包括：①國際公約管控（如《斯德哥爾摩公約》），限制生產和使用，推動淘汰。②環(huán)境監(jiān)測與評估，掌握污染現狀。③污染源控制，減少新的排放。④環(huán)境修復技術，如沉積物疏浚、化學氧化/還原、生物修復等，但需謹慎評估效果和風險。解析思路：分兩部分回答。第一部分詳細闡述PCBs的環(huán)境行為特征（持久性、富集、生物放大、遷移）。第二部分論述其對海洋生物的健康風險（具體生理生化效應）。第三部分列舉當前主要的治理策略（國際公約、監(jiān)測、源頭控制、修復技術）。7.答案：化學污染物（以農藥殘留和石油烴為例）通過多種途徑進入海洋浮游生物，并通過影響其關鍵生理功能，對海洋食物網產生級聯效應。化學生物學原理有助于理解這一過程：①農藥殘留：某些農藥（如殺蟲劑）可能抑制浮游生物的光合作用相關酶（如ATP合成酶、卡爾文循環(huán)酶），導致光合效率下降，影響其生長和繁殖。神經毒性農藥可能干擾神經信號傳導，影響攝食行為和運動能力。②石油烴：石油烴中的多環(huán)芳烴（PAHs）等成分可干擾浮游植物的光合色素（如葉綠素）合成與功能，抑制光合作用。同時，其毒性可影響浮游動物的呼吸系統（如鰓損傷）、消化系統（如腸道菌群失衡、消化酶活性降低）和神經毒性。浮游生物作為海洋食物網的基礎，其生理功能受損會導致其數量下降或質量變差，進而影響以浮游生物為食的浮游動物、小型魚類等，最終傳遞到更大的海洋生物，造成整個食物網的結構和功能紊亂。解析思路：以具體污染物（農藥、石油烴）為例。運用化學生物學原理，分別解釋污染物如何影響浮游生物的關鍵生理功能（光合作用、呼吸、消化、神經）。最后闡述這種影響如何通過食物鏈傳遞，導致級聯效應（從浮游生物到整個食物網的結構和功能紊亂）。8.答案：選擇海洋珊瑚為例，化學污染（以石油污染為例）可能產生多方面影響。①生理水平：石油中的飽和烴、芳香烴等成分可能覆蓋珊瑚蟲的表皮和共生藻（蟲黃藻）的共生組織，阻礙氣體交換和光合作用，導致組織壞死、生長受阻。某些石油成分具有細胞毒性，可直接損傷珊瑚蟲細胞膜、干擾能量代謝（如ATP合成）。②遺傳水平：長期暴露于石油污染物可能導致珊瑚蟲DNA損傷（如DNA斷裂、加合物形成）、基因突變、抗氧化防御系統負擔加重，影響遺傳穩(wěn)定性和種群繁衍能力。③種群水平：嚴重的石油污染可導致珊瑚大量死亡，破壞珊瑚礁結構，導致依賴珊瑚礁生存的魚類、貝類等生物數量銳減，造成珊瑚礁生態(tài)系統崩潰。石油污染還可能降低珊瑚的繁殖