第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性PPT.ppt
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• 在磷脂双分子层中，亲水的极性基因排列于内外 两面，疏水的烷链端伸向内侧，所以，在双分子 层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障。
• 膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面 的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在 蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。
第二节 污染物质在机体内的转运
1）混合功能氧化酶加氧氧化
碳羟基化
2）脱氢酶脱氢氧化
• 醇氧化成醛
RC2O HH RCH 2H O
• 醇氧化成酮
R 1CH2 O HR 1 R CH2 O 2H R
• 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；
• 2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递 氢过程；
• 3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受 氢体的递氢过程；
• 4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢 体的递氢过程
1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的 递氢过程
2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的 递氢过程
3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作 受氢体的递氢过程
• 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，转运包括：吸收分布。消除包 括：排泄和生物转化。
• 一、吸收 吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体 膜进入血液的过程 消化管是吸收污染物质最主要的途径； 呼吸管是吸收大气污染物的主要途径； 皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径；
二、分布
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，从走为 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浓度的现象
• 生物浓缩系数： BCFcb/ce
• 影响生物浓缩系数的有关因素： 1、在物质性质方面 2、在生物特征方面 3、在环境条件方面
• 水生生物富集速率方程为：
• 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
• 排泄是污染物质及其代谢物质相机体外的 转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、 外分泌等，而以肾和肝胆为主。
• 1、肾排泄 • 2、肝胆系统的胆汁排泄 • 3、肠道排泄
四、蓄积
• 机体长期接触某污染物质，若吸收超过排 泄及其代谢转化，则会出现该污染物质在 体内逐增的现象，称为生物蓄积。
• 如职业病等现象是典型的生物蓄积和生物 富集现象。
• 机体的主要蓄积部位：血浆蛋白、脂肪组 织和骨骼。
• 蓄积部位中的污染物质，常同血浆中游离 型污染物质保持相对稳定的平衡
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
第四节 污染物质的生物转化
• 本节主要介绍生物转化中的酶学和氢传递 过程的基础内容，以便于了解污染物质的 生物转化。其次，论及：耗氧和有毒有机 污染物质的微生物降解；若干重金属和非 金属元素的微生物转化
一、生物转化中的酶
• 酶是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。
4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受 氢体的递氢过程
四、耗氧有机污染物质的微生物降解
• 耗氧有机污染物质是生物残体、排放废水 和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易 生物降解的有机物质。
• 1、糖类的微生物降解 降解途径： 1）多糖水解成单糖 2）单糖酵解成丙酮酸 Baidu Nhomakorabea）丙酮酸的转化
• 2、脂肪的微生物降解 降解途径： 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；
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。
• 生物放大并不是在所有条件下都能发生
三、生物积累
• 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。
• 水生生物的积累微分速率方程：
d di c tkacw i a i,i 1w i,i 1 ci 1 (ke ikg)c ii
• 当dci /dt=0时，有： ci=cwi+cφi
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性
本章重点
• 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、致突变、致癌及
抑制酶活性
第一节 物质通过生物膜的方式 一、生物膜的结构
• 生物膜主要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。
• 酶 催化作用的特点： 1、催化专一性高 2、酶催化效率高 3、酶催化需要温和的外界条件
二、若干重要辅酶的功能
• 1、FMN和FAD • 2、NAD+和NADP + • 3、辅酶Q • 4、细胞色素酶系的辅酶 • 5、辅酶A
其作用是在酶促反应中担任递氢任务, 其作用见下图
• 细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素b、c1、 c、a和a3等几种在反应中担当传递电子作 用，见下图
• 膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面 的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在 蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。
第二节 污染物质在机体内的转运
1）混合功能氧化酶加氧氧化
碳羟基化
2）脱氢酶脱氢氧化
• 醇氧化成醛
RC2O HH RCH 2H O
• 醇氧化成酮
R 1CH2 O HR 1 R CH2 O 2H R
• 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；
• 2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递 氢过程；
• 3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受 氢体的递氢过程；
• 4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢 体的递氢过程
1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的 递氢过程
2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的 递氢过程
3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作 受氢体的递氢过程
• 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，转运包括：吸收分布。消除包 括：排泄和生物转化。
• 一、吸收 吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体 膜进入血液的过程 消化管是吸收污染物质最主要的途径； 呼吸管是吸收大气污染物的主要途径； 皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径；
二、分布
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，从走为 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浓度的现象
• 生物浓缩系数： BCFcb/ce
• 影响生物浓缩系数的有关因素： 1、在物质性质方面 2、在生物特征方面 3、在环境条件方面
• 水生生物富集速率方程为：
• 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
• 排泄是污染物质及其代谢物质相机体外的 转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、 外分泌等，而以肾和肝胆为主。
• 1、肾排泄 • 2、肝胆系统的胆汁排泄 • 3、肠道排泄
四、蓄积
• 机体长期接触某污染物质，若吸收超过排 泄及其代谢转化，则会出现该污染物质在 体内逐增的现象，称为生物蓄积。
• 如职业病等现象是典型的生物蓄积和生物 富集现象。
• 机体的主要蓄积部位：血浆蛋白、脂肪组 织和骨骼。
• 蓄积部位中的污染物质，常同血浆中游离 型污染物质保持相对稳定的平衡
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
第四节 污染物质的生物转化
• 本节主要介绍生物转化中的酶学和氢传递 过程的基础内容，以便于了解污染物质的 生物转化。其次，论及：耗氧和有毒有机 污染物质的微生物降解；若干重金属和非 金属元素的微生物转化
一、生物转化中的酶
• 酶是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。
4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受 氢体的递氢过程
四、耗氧有机污染物质的微生物降解
• 耗氧有机污染物质是生物残体、排放废水 和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易 生物降解的有机物质。
• 1、糖类的微生物降解 降解途径： 1）多糖水解成单糖 2）单糖酵解成丙酮酸 Baidu Nhomakorabea）丙酮酸的转化
• 2、脂肪的微生物降解 降解途径： 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；
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• 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。
• 生物放大并不是在所有条件下都能发生
三、生物积累
• 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。
• 水生生物的积累微分速率方程：
d di c tkacw i a i,i 1w i,i 1 ci 1 (ke ikg)c ii
• 当dci /dt=0时，有： ci=cwi+cφi
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性
本章重点
• 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、致突变、致癌及
抑制酶活性
第一节 物质通过生物膜的方式 一、生物膜的结构
• 生物膜主要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。
• 酶 催化作用的特点： 1、催化专一性高 2、酶催化效率高 3、酶催化需要温和的外界条件
二、若干重要辅酶的功能
• 1、FMN和FAD • 2、NAD+和NADP + • 3、辅酶Q • 4、细胞色素酶系的辅酶 • 5、辅酶A
其作用是在酶促反应中担任递氢任务, 其作用见下图
• 细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素b、c1、 c、a和a3等几种在反应中担当传递电子作 用，见下图