生物毒理学实验中采用的生物有鱼、大型蚤、绿藻、海洋生物发光菌、酶、细胞等,其中梨形四膜虫是目前生物毒理学实验中最广泛使用的基本生物模型。本文收集了970种有机污染物对梨形四膜虫的抑制生长毒性数据,该数据包含325个脂肪烃和645个芳香烃,我们根据化合物官能团和结构特征将其分为55组,对毒性与化合物的疏水性、极性、电离参数进行构效关系分析后,得出以下结论:1、非极性麻醉型和极性麻醉型化合物的毒性与疏水性具有良好的线性关系,并建立了非极性麻醉型与极性麻醉型化合物的毒性与辛醇/水分配系数的相关方程。2、极性麻醉型化合物比非极性麻醉型化合物毒性大,但二者的区分目前还没有统一的标准,我们认为高疏水性的极性麻醉型可以被看做是非极性麻醉型有机物,因为化合物的极性不仅与其分子上的取代基团有关,还与化合物的总的疏水性相关,在此基础上,我们引入了分子极性参数S,建立了两种麻醉型化合物的毒性数据与辛醇/水分配系数(logP)和极性参数(S)的相关方程。3、可离子化合物的生物毒性随着其离子化程度的增大而增加,但当离子化达到一定程度时,其毒性反而降低,我们认为这是由于其生物吸收能力较低所致,在此理论基础上,我们继续研究了离子化率对毒性的影响,建立了可电离化有机物的毒性与离子化率的相关方程。4、构筑了毒性与化合物疏水性、极性、电离程度的构效关系模型(n=822,R2=0.83),成功的将非极性麻醉型、极性麻醉型、离子化型和反应性化合物囊括在一起。本文构建的构效关系模型使用参数较少,模型透明度较高,从疏水性、极性、离子化等不同层次探讨了各类有机化合物对生物的致毒效应及毒性反应机理。