第五章_生物体内污染物质的运动过程及毒性.
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本章重点：1、污染物的生物富集、放大和堆集2、耗氧和有毒有机物的微生物降解3、元素的微生物转化4、微生物对污染物的转化速率5、毒物的毒性、联合作用、致突变、致癌及按捺酶活性等作用第一节物质通过生物膜的方式一、生物膜的布局：1、生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变更复杂体。
2、蛋白质的生理功能：载体作用，转运膜表里物质催化作用，如酶能量转换作用3、膜孔：带极性，含水的微小孔道二、物质通过生物膜的方式〔共5种〕：1、膜孔滤过动力：膜两侧静水压及渗透压限制条件：直径小于膜孔的水溶性物质2、被动扩散脂溶性物质顺浓度梯度〔高低〕扩散通过生物膜。
3、被动易化扩散：有些物质可在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。
该过程受载体及其数量制约，呈现特异性选择4、主动转运：与被动易化扩散相反特征：消耗代谢能量，具有特异性选择5、胞吞和胞饮：物质与膜上特定蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，膜的外表张力改变，引起膜外包或内陷进入膜内。
固体胞吞液体胞饮小结：物质以何种方式通过生物膜，主要决定于机体各组织生物膜的特性和物质的布局、理化性质。
〔1〕理化性质包罗 物质的脂溶性、水溶性、解离度、分子大小等。
〔2〕营养物质和代谢物质主要以被动易化扩散和主动转运进入生物膜〔3.〕大大都物质以被动扩散方式通过生物膜第二节 污染物质在机体内的转运吸收 转污染物质在机体内 分布 运的运动过程 排泄 消生物转化 除小结：毒物吸收、分布、排泄、蓄积图解呼 吸 摄 吸出 入 入 收尿第三节污染物质的生物富集、放大和堆集一、生物富集生物富集：生物通过非吞食方式从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中的浓度。
生物浓缩系数BCF= C b/Ce影响BCF的因素：物质性质、生物特性、环境因素富集速率的计算：BCF = Cf/Cw=Ka/Ke说明在必然条件下生物浓缩系数有一阈值，此时水生生物富集达到动态平衡。
生物体内污染物质的运动过程及毒性
从水中积累 污染物量
ci cwi ci
右式反应相应的生物积累 和生物放大在生物积累达 到平衡时贡献的大小。
ci ci 1
14
i.i 1 Wi.i 1
kei k gi
第四节 污染物质的生物转化
Biodegradation of Pollutants
CoQH2（还原型CoQ ）
23
4、细胞色素酶系的辅酶
细胞色素酶系是催化底物氧化的一类酶系，主要有细
胞色素b、c1、c、a、a3等几种。它们的酶蛋白部分不同，
但辅酶都是铁卟啉。 +e 3+ cytnFe -e
cytnFe2+
cyt——细胞色素酶系 n—— b、 c1、c、a、a3
24
5、辅酶A（简写为CoASH）
1、糖类的微生物降解
A、多糖水解成单糖
多糖 细胞外水解酶 二糖
糖类Cx(H2O)y
细胞内水解酶
单糖
B、单糖酵解成丙酮酸
C6H12O6 + 2 NAD＋ → 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+
C、丙酮酸的转化 有氧条件 无氧条件
33
C、丙酮酸的转化：有氧条件 丙酮酸通过酶促反应转化成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸 反应转化成柠檬酸。柠檬酸通过一系列转化最后生成草酰乙酸， 接着进行新一轮的转化。这种生物转化的途径称为TCA循环。
NAD＋/NADP＋ NADH/NADPH （氧化型 （还原型 NAD＋/NADP＋ ） NAD＋/NADP＋ ） R——NAD/NADP的其余部分 NADP+（烟酰胺膘嘌呤二核苷酸 ）磷酸 22
3、辅酶Q（又称泛醌）
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性.jsp
2、肝胆 • 污染物质的另一个重要排泄途径，是胆汁排泄。 • 胆汁排泄是指主要由消化管及其他途径吸收的污染 物质，经血液到达肝脏后，与胆汁一起分泌→十二 指肠→小肠→大肠→排出体外的过程。 • 少数是原形物质，多数是原形物质在肝脏经代谢转 化而形成的产物。 • 一般水溶性大、脂溶性小的化合物，胆汁排泄好。 • 有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收， 称为肠肝循环。
（2）呼吸管
• 吸收大气污染物的主要途径。
• 其中的大颗粒部分停留在鼻腔、咽喉等部位，通 过喷嚏、进食、吐痰等排出。 • 细颗粒部分可以进入肺部不易复出，其主要吸收 部位是肺泡。
• 肺泡的膜很薄，数量众多，四周布满壁膜极薄、 结构疏松的毛细血管，因此细颗粒中的可溶性部 分经过肺部毛细血管转运进入血液循环。
第二节 污染物质在机体内的转运
• 污染物质在机体内的运动过程包括吸收、 分布、排泄和生物转化。
一、吸收
（1）消化管：
• 是吸收污染物质最主要的途径。
• 一般通过摄取食物和饮水进入体内。
• 消化管的主要吸收部位在小肠，其次是胃。 • 一般污染物脂溶性越强，浓度越高，被消化道吸收 越快。 • 另外，由于胃酸的分泌，一些弱碱性的有机污染物 在胃中呈极性离子态，水溶性增强，脂溶性变差， 不易被吸收，但是弱酸性的有机污染物在胃中容易 被吸收。
沈国舫院士：加快环境污染与健康研究迫在眉睫 • 中国工程院副院长沈国舫院士在2005年11
月8日由中国工程院主办、中国环境监测总 站承办的“环境污染与健康国际研讨会” 开幕式上指出，环境污染不仅影响到我国 经济社会的可持续发展，也突出的影响到 人民群众的健康和生活质量。加快环境污 染与健康的研究已迫在眉睫。
生物浓缩系数：
5.生物体内污染物质的运动过程及毒性
二、污染物质的生物宫集、放大和积累
1、生物富集：
生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境(水、土壤、大气)蓄 积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的 现象。 生物富集用生物浓缩系数表示，即:BCF=Cb/Ce Cb—某种元素或难降解物质在机体中的浓度; Ce—某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。 与三个方面的影响因素有关：不同生物、不同物质、不同的环境条件 下，BCF变化很大，可以是个位到万位级，甚至更高。 不同生物的影响因素有生物种类、大小、性别、器官、生物发育阶段 等。如金枪鱼和海绵对铜的浓缩系数，分别是100和1400。 不同物质的主要影响因素是降解性、脂溶性和水溶性。一般，降解性 小、脂溶性高、水溶性低的物质，生物浓缩系数高。如虹鳟
2、生物放大
生物放大是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生 物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高 而增大的现象。 生物放大的程度也用生物浓缩系数表示。可使食物链上高营养级生物 体内这种元素或物质的浓度超过周围环境中的浓度。如1966年有人报 道，美国图尔湖自然保护区内生物群落受到DDT的污染，在位于食物链 顶级，以鱼类为食的水鸟体中DDT浓度，比当地湖水高出约1.0×105～ 1.2×105 倍。在北极地区地衣+北美驯鹿+狼的食物链上，明显存在着 137Cs生物放大现象。
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第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性一、选择题两种毒物死亡率分别是M1和M2，其联合作用的死亡率M＜M1＋M2，这种联合作用属于（）。
A．协同作用B．相加作用C．独立作用D．拮抗作用【答案】D【解析】拮抗作用是指联合作用的毒性小于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
即其中某一毒物成分能促进机体对其他毒物成分的降解加速、排泄加快、吸收减少或产生低毒代谢物等，使混合物毒性降低。
如果用死亡率作为毒性指标，两种毒物单独作用的死亡率分别为M1和M2，则其拮抗作用的死亡率为M＜M1＋M2。
二、填空题1．确定生物富集过程中的BCF值的方法有______、______。
【答案】平衡法；动力学法【解析】生物浓缩系数公式为：BCF＝c b/c e。
式中，BCF为生物浓缩系数；c b为某种元素或难降解物质在机体中的浓度；c e为某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。
在控制条件下的实验中，可用平衡方法测定水生生物体内及水中的物质浓度，也可用动力学方法测定k a，k e和k g，然后用BCF＝c f/c w＝k a/（k e＋k g）或BCF＝c f/c w＝k a/k e算得BCF 值。
2．生物转化中的受氢体包括______、______、______三类。
【答案】分子氧；有机底物转化的中间产物；无机含氧化合物【解析】生物转化中，有氧氧化中以分子氧为直接或间接受氢体的氢传递；无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的氢传递；无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的氢传递。
3．含碳化合物的厌氧分解过程中，在______细菌的作用下，生成______中间产物，然后在______细菌的作用下，生成______。
【答案】产氢菌和产乙酸；乙酸、甲酸、氢气、二氧化碳；产甲烷；甲烷【解析】在无氧氧化条件下糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。
如果条件允许，这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌作用下，可被转化为乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳，进而经产甲烷菌作用产生甲烷。
《环境化学》生物体内污染物质的运动过程及毒性
湖水藻类鱼水鸟
第三节 污染物质的生物富集、放大和积累
三、生物积累：生物从周围环境和食物链 蓄积某种元素或难降解物质，使其在 机体中的浓度超过周围环境中浓度的 现象。
生物积累包括生物富集和生物放大
水生生物对某物质的积累速率
=从水中吸收的速率+从食物吸收的速率+本身消除稀释速率
第四节 污染物质的生物转化
污染物在环境中的三大转换类型： 1. 生物转化：物质在生物作用下经受的化学变化 2. 化学转化 3. 光化学转化
第四节 污染物质的生物转化
一、生物转化中的酶
酶：一类由细胞制造和分泌的、以蛋白 质为主要成分的、具有催化活性的生物 催化剂。
底物：在酶催化下发生转化的物质。
酶促反应：在酶催化作用下底物发生的 转化
重点要求: ✓ 污染物的生物富集、放大和积累 ✓ 耗氧和有毒有机物的微生物降解 ✓ 元素的微生物转化 ✓ 微生物对污染物的转化速率 ✓ 毒物的毒性、联合作用和致突变等作用
第一节 物质通过生物膜的方式
生物膜:蛋白质镶嵌的磷 脂双分子层.
生物膜的结构特点:外侧 为亲水的极性基团，中 央是疏水区。
生物膜的作用:类脂层屏 障，膜上有转运蛋白、 酶或能量转化器。
肝肠循环：物质由胆汁排泄，在肠道运行 中又被重新吸收。
第二节 污染物质在机体内的转
运 四、蓄积：机体对污染物质的吸收超过排泄
及其代谢转化而引起的在体内逐增的现 象，称为生物蓄积。
机体的主要蓄积部位：血浆蛋白、脂肪组织和骨骼
蓄积部位
毒性作用部位
CO 血红蛋白 血红蛋白
DDT 脂肪
神经系统
铅 骨骼
造血系统、神经系统、肠胃
第三节 污染物质的生物富集、 放大和积累
环境化学 生物体内污染物质的运动过程及毒性
第五节
污染物质的毒性
四、毒作用的过程 自机体暴露于某一毒物至其出现毒性，一般 要经过以下三个过程： 过程1，毒物被机体吸收进入体液后，经分布、 代谢转化，并有某一程度的排泄。 过程2，毒物或活性代谢产物与其受体进行原 发反应，使受体改性，随后引起生物化学效 应。 过程3，接着引起一系列病理生理的继发反应。 出现在整体条件下可观察到的毒作用的生理 和(或)行为的反应，即致毒症状。
第五节
污染物质的毒性
毒理学把毒物剂量（浓度）与引起 个体生物学的变化，如脑电、心电、血 象、免疫功能、酶活性等的变化称为效 应； 把引起群体的变化，如肿瘤或其他 损害的发生率、死亡率等变化成为反应。
第五节
污染物质的毒性
物剂量关系到毒物毒作用的快慢。根据剂量 大小所引起毒作用快慢的不同，将毒作用分 为急性、慢性和亚急（亚慢）性三种。 急性毒作用一般用半数有效剂量（ED50）或 半数有效浓度（EC50）来表示。ED50 和EC50分 别是毒物引起一群受试生物的半数产生统一 毒作用所需的毒物剂量和毒物浓度。半数有 效剂量或半数有效浓度，若以死亡率作为毒 作用的观察指标，则称为半数致死剂量 （LD50）或半数致死浓度（LC50）。
第二节污染物质在机体内的转运
二、分布 分布指污染物质被吸收后或其代谢转化物质 形成后，由血液转送至机体各组织，与组织成 分结合，从组织返回血液，再反复等过程。 三、排泄 排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的 转运过程。主要排泄器官有肾、肝胆、肠、 肺、外分泌腺等，尤以肾和肝胆为主。 四、蓄积 蓄积指机体长期接触某污染物，若吸收 超过排泄及其代谢转化，则会出现该污染物 在体内逐增的现象，称为生物蓄积。
一、物质通过生物膜的方式 物质通过生物膜的方式主要有五大类： 1.膜孔滤过 2.被动扩散 3.被动易化扩散 4.主动转运 5.胞饮和胞吞
【医学ppt课件】生物体内污染物质的运动过程及毒性
二、物质通过生物膜的方式
3.被动易化扩散：有些物质可在高浓度侧与膜上特 异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧 解离出原物质，这一转运称为被动易化扩散。
4.主动运输：在需消耗一定的代谢能量下，一些物 质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白质载体 结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质叫 主动运输。
吸收的气态和液态气溶胶污染物质，可以 被动扩散和滤过方式，分别迅速通过肺泡和 毛细血管膜进入血液。
固态气溶胶和粉尘污染物质吸进呼吸道后， 可在气管、支气管及肺泡表面沉积。
皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径。
二、分布
分布是指污染物质被吸收后或其代谢 转化物质形成后，由血液转送至机体各组 织;与组织成分结合；从组织返回血液以及 再反复等过程。
第一节 物质通过生物膜的方式
一、生物膜的结构
二、物质通过生物膜的方式 重点、难点
1.膜孔滤过：直径小于膜孔的水溶性物质， 可借助膜两侧静水压及渗透压经膜孔滤过。
2.被动扩散：
dQ DAc
dt
x
式中： d －物质膜扩散速率；△x －膜厚度；
dt
△c—膜两侧物质的浓度梯度；A－扩散面积；
D－扩散系数。
（3）丙酮酸的转化
无氧条件下：
CH3COCOOH+2[H]
厌氧 乳酸菌
CH3CH(OH)COOH
CH3COCOOH
CO2+CH3CHO
CH3CHO+2[H]
CH3CH2OH
CH3COCOOH+2[H]
兼性厌氧 酵母菌
CO2+ CH3CH2OH
2.脂肪的微生物降解
脂肪是由脂肪酸和甘油合成的酯。
微生物降解脂肪的基本途径如下：
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性PPT.ppt
• 辅酶A是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着 传递酰基的作用
三、生物氧化中的氢传递过程
• 生物氧化是指有机物质在机体细胞内的氧 化，并伴随有能量的释放。放出的能量主 要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三磷酸腺 苷而被暂时存放。反应见下图
腺苷部分的结构间下图
氢传递过程的几种分类
• 1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递 氢过程；
cf
kacw ke kg
1exp(kg ke)t
cf
kacw ke
1exp(ke
)t
• 生物浓缩系数：
BCF c f k a cw ke kg
BCF c f k a cw ke
二、生物放大
• 生物放大：同一食物链上的高营养级生物， 通过吞食低营养级生物富集某种元素或难 降解物质，使其在机体内的浓度随营养级 数提高而增大的现象。
1）脂肪水解成脂肪酸和甘油
2）甘油的转化
3）脂肪酸的转化
• 3、蛋白质的微生物降解 基本途径 1）蛋白质水解成氨基酸 2）氨基酸脱氨成脂肪酸
• 4、甲烷发酵
蛋白质水解成氨基酸 蛋白质水解成氨基酸
甲烷发酵
五、有毒有机污染物质生物转化类型
• 有毒有机物质生物转化的主要反映类型如 下：
• 1、耗氧反应类型 1）混合功能氧化酶加氧氧化 2）脱氢酶脱氢氧化 3）氧化酶氧化
• 分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化 物质形成后，由血液转送至机体各组织； 与组织成分结合；从组织返回血液；以及 再反复等过程。
• 1、脂溶性污染物质易于通过生物膜； • 2、污染物质常与血液中的血浆蛋白结合； • 3、有些污染物质可与血液的红细胞或血管
外组织蛋白向结合；
三、排泄
2020年(生物科技行业)第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性
（生物科技行业）第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本章重点：1、污染物的生物富集、放大和积累2、耗氧和有毒有机物的微生物降解3、元素的微生物转化4、微生物对污染物的转化速率5、毒物的毒性、联合作用、致突变、致癌及抑制酶活性等作用第壹节物质通过生物膜的方式壹、生物膜的结构：1、生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变动复杂体。
2、蛋白质的生理功能：载体作用，转运膜内外物质催化作用，如酶能量转换作用3、膜孔：带极性，含水的微小孔道二、物质通过生物膜的方式（共5种）：1、膜孔滤过动力：膜俩侧静水压及渗透压限制条件：直径小于膜孔的水溶性物质2、被动扩散脂溶性物质顺浓度梯度（高低）扩散通过生物膜。
3、被动易化扩散：有些物质可在高浓度侧和膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。
该过程受载体及其数量制约，呈现特异性选择4、主动转运：和被动易化扩散相反特征：消耗代谢能量，具有特异性选择5、胞吞和胞饮：物质和膜上特定蛋白质有特殊亲和力，当其和膜接触后，膜的表面张力改变，引起膜外包或内陷进入膜内。
固体胞吞液体胞饮小结：物质以何种方式通过生物膜，主要决定于机体各组织生物膜的特性和物质的结构、理化性质。
（1）理化性质包括物质的脂溶性、水溶性、解离度、分子大小等。
（2）营养物质和代谢物质主要以被动易化扩散和主动转运进入生物膜（3.）大多数物质以被动扩散方式通过生物膜第二节污染物质在机体内的转运吸收转污染物质在机体内分布运的运动过程排泄消生物转化除小结：毒物吸收、分布、排泄、蓄积图解呼吸摄吸出入入收尿第三节污染物质的生物富集、放大和积累一、生物富集生物富集：生物通过非吞食方式从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中的浓度。
生物浓缩系数BCF=C b/Ce影响BCF的因素：物质性质、生物特性、环境因素富集速率的计算：BCF=Cf/Cw=Ka/Ke说明在壹定条件下生物浓缩系数有壹阈值，此时水生生物富集达到动态平衡。
5.生物体内污染物质的运动过程及毒性
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本节主要讲述三方面内容：●污染物质的吸收、分布、转化、排泄；●污染物的生物富集、放大和积累；●氮的微生物转化。
一、污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。
前三者统称转运，而排泄与生物转化又称为消除。
1、吸收吸收是污染物质从机体外部环境，通过各种途径通透体膜迸人血液的过程。
对动物而言：吸收途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。
◆消化管✧是吸收污染物质最主要的途径。
✧一般通过摄取食物和饮水进入体内。
✧消化管的主要吸收部位在小肠，其次是胃。
因为食物在这两个器官内停留时间最长。
✧一般污染物脂溶性越强，浓度越高，被消化道吸收越快。
✧另外，由于胃酸的分泌，一些弱碱性的有机污染物在胃中呈极性离子态，水溶性增强，脂溶性变差，不易被吸收，但是弱酸性的有机污染物在胃中容易被吸收。
◆呼吸管✧吸收大气污染物的主要途径。
成人每天吸入10立方-12立方的空气。
✧其中的大颗粒部分停留在鼻腔、咽喉等部位，通过喷嚏、进食、吐痰等排出。
✧细颗粒部分可以进入肺部不易复出，其主要吸收部位是肺泡。
✧肺泡的膜很薄，数量众多，四周布满壁膜极薄、结构疏松的毛细血管，因此细颗粒中的可溶性部分经过肺部毛细血管转运进入血液循环。
◆皮肤✧由于皮肤角质层的阻隔，皮肤吸收污染物的能力较差，许多污染物不能直接通过皮肤吸收或吸收甚微，皮肤只是一些污染物质进人机体的途径。
✧一般水溶性强，分子量低的污染物（例如酚、苯胺）才可以通过皮肤吸收。
✧但是当皮肤毛孔张开时，一些大分子污染物也可以通过毛孔进入人体，夏季高温喷洒农药时，要穿防护服，道理即在于此。
✧最容易被皮肤吸收，如酚、尼古丁、马钱子碱等对植物而言：主要是叶片吸附、叶孔吸收、根部吸收三个途径◆叶片吸附✧可吸附一些颗粒态污染物，植物叶片越粗糙，比表面积越大，越能吸附大量污染物。
✧一些植物叶片分泌一些油脂性物质，增加了对气态污染物的吸附作用。
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性解答.doc
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性一、概念1、生物富集 (bio-concentration)，又称生物浓缩，是生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。
2、生物浓缩系数：生物富集常用富集系数或浓缩系数即生物体内污染物的平衡浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值来表示。
3、生物放大：生物放大指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。
4、生物积累（bioaccumulate）：生物在其整个代谢活跃期内都在通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，以致随生物的生长发育，浓缩系数不断增大，这种现象称为生物积累（又称生物学积累），生物积累的程度用浓缩系数表示。
生物积累、生物浓缩和生物放大三个概念，既有联系，又有区别。
生物积累指同一生物个体在其整个代谢活跃期中的不同阶段，机体内来自环境的元素或难分解化合物的浓缩系数不断增加的现象；生物浓缩指生物机体通过对环境中元素或难分解化合物的浓缩，使这种物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象；生物放大指在同一食物链上，高位营养级生物机体内来自环境的元素或难分解化合物的浓缩系数比低位营养级生物增加的现象。
5、汞的甲基化：汞的甲基化分为生物甲基化和非生物甲基化两种途径。
生物甲基化是指在微生物的存在下，通过甲基钴胺素作用将无机汞转化为甲基汞的过程；非生物甲基化是指在光的作用下，甲基供体(乙酸根、碘甲烷和氨基酸等)将无机汞转化为甲基汞的过程。
甲基汞的毒性比无机汞大，并会在生物体内积累，经食物链的富集而威胁人类健康。
另外，汞的甲基化过程还会引起水质的恶化。
指能导致中毒人员或动物半数死亡6、半致死剂量：又称半数致死剂量，LD50的剂量。
通过呼吸道吸入的半致死剂量单位是毫克•分/升（mg.min/l）；通过口服和皮肤吸收的半致死剂量单位均是毫克/千克（mg/kg）。
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性.
（4）
（5） （7 （ ） 8）
（9）
（6）
（10） 酶
酶
CH2COOH
（11途径）
(11)三羧酸循环； （12） NO2- ； CO2,H2O （13）硝化。
7.试学作用机理。
8.解释下列名词概念
• 被动扩散：脂溶性物质从高浓度侧向低浓 度侧转移且不需要能量的方式。 • 主动转运：在需要一定的代谢能量下，一 些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性 蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧 解离出原物质。 • 肠肝循环：呈高脂溶性的这些物质由胆汁 排泄，在肠道运行中又重新被吸收的现象 成为肠肝循环。
稳态浓度为 : k a CW
ke kaCW kaCW 0.95 [1 exp(ket )] 得：0.95 × ke = 1－ exp(-2.38k e 10-2t) 0.05 = exp(2.38×10-2t) ;两边取ln得：-2.996 = 2.38×10-2 t ,解得：t = 125.88(h) = 5.25(d)。
第五章 生物体内污染物质 的运动过程及毒性
课后习题讲解
1.解：∵A在鱼体内的起始浓度为零，且在水 中的浓度可视为不变，相当于t→∞时， BCF = Cf/Cw = ka/ke ∴ BCF = ka/ke = 18.76/2.38×10-2 =788.2；
k a CW C f [1 exp(k e t )] ke
2.在通常天然水中微生物讲解丙氨酸的过程如下， 在其括号内填写化学式和生物转化途径名称，并说 明这一转化过程将对水质带来什么影响？
O2 CH3CH(NH2)COOH (1) (3)+(2)
(1) CO2 ；(2) CH3COOH (3) NH3； (4) CoASH; 途 (5) H2O(6)CH3COSCoA 径 (7) HOOCCH2COCOOH ； ） (8) H2O ； (9) CoASH ； (10) CH2COOH ； (13 HOCCOOH
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
物质通过生物膜的方式
1、膜孔滤过 2、被动扩散 3、被动易化扩散 4、主动转运 5、胞吞和胞饮
大多数物质通过生物膜的 方式。
呈现特异性选择；
是正常的营养物质及其代谢产物 通过生物膜的主要方式。
具体以何种方式通过生物膜，主要取决于机第二节 污染物质在机体内的转运
生物降解(Biodegradation)：有机物质通过生物氧化以及其他的 生物转化，可以变成更小、更简单的分子过程。
第四节 污染物质的生物转化
1、糖类的微生物降解
(Microbial Degradation of Carbohydrate)
1）多糖水解成单糖 2）单糖酵解成丙酮酸
3）丙酮酸的转化
三羧酸循环或柠檬酸循环
生物放大并不是在所有条件下都能发生
生物积累 (Bioaccumulation Process)
生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在 机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。
第四节 污染物质的生物转化
物质在生1、物生作物用转下化的中化的酶学；变化，称为生物转化。 其中，微2、生若物干起重着要关辅键酶的作功用能。；
(Transport of Pollutant in Bodies)
污染物质在机体内的运动过程包括 吸收、分布、排泄和生物转化。
吸吸从扩收收口散(被是腔Ad消污中so化染摄rp管物取tio吸质的n)收从食，机物体和主外饮动，水运通中转过的较各污少种染。途物径质通，透主体要膜通进过入被动 血呼液吸的管过吸程收。的气态和液态气溶胶污染物质，可以被动扩散 消和化滤管过是方吸式收，污分染别物迅质速最通主过要肺的泡途和径毛；细血管膜进入血液； 呼吸管是吸收大气污染物的主要途径； 皮皮肤肤吸接收触是的不污少染污物染质物，质常进以入被机动体扩的散途相径继；通过皮肤的表层 及真皮，再滤过真皮中毛细血管壁膜进入血液。
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5.2 毒物的毒性
急性毒作用、慢性毒作用和亚急性毒作用
急性毒作用：环境污染物一次或24小时内多次作用于 人或动物机体所引起的损害作用。 表示方法：半数有效量、半数致死量等。 实验方法：口服、灌胃、吸入、皮肤注射。 实验动物：小鼠、家兔。 例子：伦敦烟雾、洛杉矶光化学烟雾。
5.2 毒物的毒性
5.2 毒物的毒性
5.3 毒物的联合作用
确定毒物联合毒物的方法
1.等效应图法 在试验条件和接触途径相同的情况下，分别求出两 个化学物的LD50及其95％可信限，用纵、横坐标分 别代表两种化学物的剂量并将取得的同一效应的剂量 (LD50)点相连即为等效线，然后再将两化学物的95％ 可信限的上、下限值分别连接。依据混合物实测LD50 在两种化学物可信限上、下连线之间位臵判定联合作 用的特征。
砷
砷可以沉积在血管壁上，让血管干瘪， 造成脏器萎缩，小脑萎缩。小脑萎缩了， 你的活动就失衡。我们有很多喝酒的朋友， 酒喝多了，手就这样抖，他就说是喝酒喝 的，告诉你不是，那是因为酒使血液循环 加快，你吃了很多海鲜和VC的食物，造成 小脑萎缩，手就抖了。
镉
镉是剧毒元素，我们吃的蔬菜水果，特 殊是蘑菇里的镉是最多的。新生儿一出生， 体内的铅、汞、镉就超标的，原因是母亲 的血液中是超标的。
镉
镉中毒症状主要表现为动脉硬化、肾萎 缩、肾炎等。镉可取代骨骼中部分钙，引 起骨骼疏松软化而痉挛，严重者引起自然 骨折，另外镉还被发现有致癌和致畸作用。
保鲜膜究竟致癌不致癌？
“PVC食品保鲜膜对人体有比较大的危害， 这种保鲜膜中的有害物质容易析出，随食物进 入人体后，对人体有致癌作用，特别是干扰人 体内分泌，引起妇女乳癌、新生儿先天缺陷、 男性生殖障碍甚至精神疾病等。” 2005年10月13日，《第一财经日报》曝出 《全球禁用———日韩将致癌PVC保鲜膜转道 中国销售》。顿时，媒体、塑料业、卫生部门 及老百姓便像炸开了锅，纷纷关注PVC保鲜膜 是否致癌。
5.6有毒重金属对人体健康的影响
什么是重金属 主要有金、银、铜、铅、锌、镍、钴、 铬、汞、镉等大约45种 。其中对人体毒害 最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉。这些 重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性 放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更 大的有机物。
铅
铅的来源很广泛。各种食品，化妆品， 生活用品中都含有铅。由于铅在环境中的 长期持久性，又对许多生命组织有较强的 潜在性毒性，所以铅一直被列为强污染物 范围。
砷
俗称“砒霜” 。砷慢性中毒皮肤色素 高度沉着和皮肤高度角化、发生龟裂性溃 疡是砷中毒的另一个特点。急性砷中毒多 见于消化道摄入，主要表现为剧烈腹痛、 腹泻、恶心、呕吐。抢救不及时可造成死 亡。
砷
当我们吃了大量的海鲜，再吃含VC的食 品，就形成了砷。砷50%沉积在肝脏，这个 物质在肝里代谢不出去就可以导致肝硬化。 它能让我们的脏器变异，它可以促长自由 基的迅速生成当砷在体内排不掉的时候， 可导致帕金森老年痴呆。
5.5 毒作用的生物化学机制
酶活性的抑制 *有些有机化合物与酶的活性内羟基进行共价结合。 * 重金属离子与含巯基的酶强烈结合。 * 某些金属取代金属酶中的不同金属。
5.5 毒作用的生物化学机制
致突变作用
致突变作用是指生物细胞内DNA改变， 引起的遗传特性突变的作用。具有致突变 作用的污染物质称为致突变物。致突变作 用分为基因突变和染色体突变两类。
* 确定致癌作用方法：动物实验、人群流行病调查。 可分为：确证致癌物、可疑致癌物、潜在致癌物。 * 按致癌机理分： 遗传毒性致癌物：直接致癌物、间接致癌物。 非遗传毒性致癌物：促癌物、助癌物、其他。
5.5 毒作用的生物化学机制
•致癌机制： 第一，致癌物与DNA反应，引起基因突变，导致遗传密码 改变。 第二，促长阶段，主要是突变细胞改变了遗传信息的表 达，增殖为肿瘤。
基因突变： DNA中碱基对的排列顺序发生改变。 常用艾姆斯试验鉴定。包括碱基对的转换、 颠换、插入和缺失四种类型。
5.5 毒作用的生物化学机制
• 转换是同型碱基之间的臵换 , 即嘌呤碱被另一嘧 啶碱取代 ,嘧啶碱被另一嘌呤碱取代。 • 颠换是异型碱基之间的臵换 , 就是嘌呤碱基为嘧 啶碱基取代或反之亦是. • 颠换和转换统称碱型臵换 , 所致突变称为碱型臵 换突变。 • 插入和缺少分别是 DNA 碱基对顺序中增加和减 少一对碱基或几对碱基 , 使遗传读码格式发生改 变 , 自该突变点之后的一系列遗传密码都发生错 误。这两种突变统称为移码突变。
• 当 P/O 比值在1左右的一定范围内为相加作用； 小于此范围为拮抗作用；大于此范围为增强作用。
5.4 毒作用后，经分布、代谢转化，并 有一定程度的排泄。 * 毒物或活性代谢产物与其受体进行原发反应，使其受体 改性，随后引起生物化学效应。 * 接着引起一系列病理生理的继发反应，产生致毒症状。 靶器官：毒物首先在机体中达到临界浓度的器官。 受 体：靶器官中相应毒物分子的专一性作用部位。通 常是酶。
保鲜膜究竟致癌不致癌？
* “PVC（聚氯乙烯）保鲜膜在常温状态下是
较为安全的，只有在加热的情况下才可能 释放出对人体有致癌作用的物质”。 * PVC制成软塑料，比如保鲜膜，就要加入40 ％～50％的增塑剂，增塑剂属于小分子， 活动能力比较强，看保鲜膜是否对人体有 害，要看增塑剂是否对人体有害。 * 国外禁用PVC原因：国外的垃圾处理方式是 焚烧。PVC焚烧后释放出氯气，对金属炉有 腐蚀作用。此外，焚烧PVC释放出的气体对 大气环境有污染。
汞
汞的用途比较广泛。体温表、血压计、 温度表、荧光灯、电池、补牙材料、化妆 品等。汞是重金属污染中毒性最大的元素。 食入后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视 力破坏极大。积累在体内的汞会侵入神经 中枢系统，破坏脑血管，表现为四肢麻木、 语言失常、视野缩小、听觉失灵等。急性 汞中毒，会诱发肝炎和血尿。
5.3 毒物的联合作用
3、独立作用：各毒物对机体的侵入途径、作用部位、 作用机理等不相同，因而在其联合作用中各毒物 生物学毒性彼此无关、互不影响。独立作用的毒 性低于相加作用，但高于其中单项毒物的毒性。 M＝M1+M2（1－M1）。 4、拮抗作用：联合作用的毒性，小于其中各毒物成 分单独作用毒性的综合。 其中某一毒物成分能促 进机体对其他毒物成分的降解加速、排泄加快、 吸收减少或产生低毒代谢产物等，使混合物毒性 减少。M<M1+M2。
铅
铅超标可引起儿童多动症和生长发育迟 缓，注意力不集中，中老年肾脏损伤，高 血压和心律失常、脑损伤，贫血，神经损 伤，老年痴呆，癌症等等，长期饮用铅超 标的水会引起孕妇流产和胎儿畸形，可以 直接作用于男性的生殖系统核心器官睾丸， 从而影响男性功能
陕西凤翔“儿童血铅超标事件”
凤翔县政府8月13日晚上公布的最新检 测结果显示，731名受检儿童中，615名血 铅超标，其中166名属中度、重度铅中毒， 需要住院进行排铅治疗。
铬
铬主要来自于工业废水、冶金、耐火材 料、化工、电镀、冶炼、制革、纺织品生 产印染等工业污染。 日常生活中的蔬菜水果、饮用的水、汽车 的尾气排放、皮革、艳丽的衣服、染发剂 等也含有大量的铬。
铬
铬通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入 人体。通过呼吸空气中含有不同浓度的铬 时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重 时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经 消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤 侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是 长期或短期接触或吸入时有致癌危险。
5.2 毒物的毒性
剂量-（反）效应关系
效应：把引起个体生物学的变化，如脑电、心电、血 象、免疫功能、酶活性等称为效应。 反应：把引起群体的变化，如肿瘤或其他损害的发生 率、死亡率的变化称为反应。 剂量-效应关系曲线：表示毒物剂量与生物反（效） 应变化之间的关系曲线。通常为S形。即在剂量开始增加 时，反应变化不明显，随着剂量的继续增加，反应变 化趋于明显，到达一定程度后，变化又不明显。
5.5 毒作用的生物化学机制
染色体突变： 细胞内染色体是一种复杂的核蛋白结构， 主要成分为DNA，在染色体上排列着很多 基因。若改变限于基因范围，为上述的基 因突变；若改变涉及整个染色体，呈现染 色体数目或结构的改变，则称为染色体畸 变。 亚硝胺类、苯并芘类、甲醛、苯、砷、铅、 烷基汞、甲基对硫磷等环境污染物。
环境污染物对人 体健康的影响
制作人：牛梦君
目录
5.1
5.2
毒物
毒物的毒性
5.3
5.4
毒物的联合作用
毒作用的过程
5.5
5.6
毒作用的生物化学机制
有毒金属对人体健康的影响
5.1 毒物
毒物的定义
毒物是进入生物机体后能使体液和组织发生生物化 学的变化，干扰或破坏机体的正常生理功能，并引起 暂时性或持久性病理损害，甚至危及生命的物质。
如何理解毒物的定义
“所有的物质都是毒物，没有物质不是毒物，唯 一的区别是它们的剂量”。
5.1 毒物
毒物的分类
按作用机体部位：神经系统、造血系统、心血系 统、呼吸系统、皮肤等毒物； 按物化性质：刺激性、腐蚀性、窒息性、三致性 毒物。
5.2 毒物的毒性
影响毒物毒性的因素
毒物的化学结构及理化性质：毒物的分子立体结构、 分子大小、官能团、溶解度、电离度、脂溶性等； 机体暴露于毒物的状况：毒物剂量，浓度。机体暴露 的持续时间、暴露部位和途径等； 生物因素：生物种类、年龄、性别、遗传、营养状况 等； 环境因素：温度、湿度、季节变化等。
急性毒作用、慢性毒作用和亚急性毒作用
慢性毒作用：低剂量毒物长期逐渐进入机体，累积 到一定程度后而致毒。 表示方法：阀剂量、最高允许剂量。 特点：剂量低、时间长、危害大。 例子：水俣病、骨痛病。
5.3 毒物的联合作用
两种或两种以上毒物同时作用于机体所产生的综 合毒性称为毒物的联合作用。 1、协同作用：联合作用的毒性大于其中各个毒物成 分单独作用毒性的总和，如以死亡率作为毒性的 观察指标，两种毒物单独作用的死亡率分别为M1 和M2，则协同作用的死亡率M>M1+M2。 2、相加作用：指联合作用的毒性等于其中各毒物成 分单独作用毒性的总和，即其中各毒物成分之间 均可按比例取代另一毒物成分，混合物毒性无变 化，M＝M1+M2。