第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性优秀课件
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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。
05 生物体内污染物质饿运动过程及毒性12
3、水解反应类型 1）羧酸酯酶使脂肪族脂水解
2）芳香酯酶使芳香族脂水解 3）磷酯酶使磷酸酯水解
4）酰胺酶使酰胺水解
4、若干重要结合反应类型
1）葡萄糖醛酸结合
2）硫酸结合
3）谷胱甘肽结合
六、有毒有机污染物质的微生物降解
1、烃类
1）正烷烃的降解 C原子数大于1的正烷烃，其降解途径以烷烃 末端氧化最为常见。
b. 硝酸盐还原成氮气
2H
N2
- 2H2O
（逸至大气）
4H
4H
2H
2HNO3
-2H2O
2HNO2
-2H2O
2HNO
-H2O
N2O （逸至大气）
-H2O
（3）硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨
2H 2H 2H
HNO3
-H2O
HNO2
-H2O
HNO
H2O
NH(OH)2
-H2O
NH2OH
2H -H2O
NH3
固氮：通过微生物的作用把分子氮转化为氨
+2 H2O
CH(OH)COOH CH2COOH 苹果酸 CHCOOH CHCOOH
-2H
CH2COOH CH2COOH 琥珀酸
-2H、- CO2
CH2
CH2
+ H 2O
C=O COOH α -酮戊二酸
延胡索酸
三羧酸循环
丙酮酸受到完全氧化 总反应为：
CH3COCOOH + 2.5 O2
3CO2 + 2H2O
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
影响生物浓缩系数的有关因素： 1、在物质性质方面：降解性、脂溶性、水溶性 2、在生物特征方面：生物种类、大小、性别、
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性讲解
机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。
第三节
污染物质的生物富集、放大 和积累
一、生物富集(Biological Concentration)：
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浓度 的现象。 生物浓缩系数(Bioconcentration Factor) ： 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。
第四节
污染物质的生物转化
二、若干种重要辅酶的功能
1、FMN和FAD 黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸 在酶促反应中担任传递氢任务
2、NAD+和NADP+ 辅酶I和辅酶Ⅱ 3、辅酶Q（泛醌）：简写CoQ 4、细胞色素酶系的辅酶 在反应中担当传递电子作用
5、辅酶A：简写CoASH 在酶促反应中起着传递酰基的作用
氢传递过程的几种分类 (Classification of Hydrogen Transfor Process)
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
有氧条件下，经ß-氧化，最后进入TCA循环 无氧条件下，转化成为有机酸、醇、二氧化碳
第四节
污染物质的生物转化
3、蛋白质的微生物降解 (Microbial Degradation of Protein)
基本途径：
（1）蛋白质水解成氨基酸 （2）氨基酸脱氨成脂肪酸 总而言之，蛋白质通过微生物作用， 有氧条件——二氧化碳、水、氨；（降解彻底） 无氧条件——简单有机酸、醇、二氧化碳。（降解不彻底）
生物体内污染物运动过程及毒性PowerPointP
第九页，共46页。
第二节 污染物质在机体(jītǐ)内的转运
▪ 一、吸收 (Adsorption)
▪
吸收是污染物质从机体外，通过(tōngguò)
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；
嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变动复杂体。
▪ 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
▪ 膜孔：带极性，含水的微小孔道
第五页，共46页。
第一节 物质(wùzhì)通过生物膜的方式
第六页，共46页。
第一节 物质通过(tōngguò)生物膜的方式
▪ 二、物质通过生物膜的方式 ▪ 1、膜孔滤过 ▪ ▪ 2、被动(bèidòng)扩散 ▪ ▪ 3、被动(bèidòng)易化扩散
第三节 污染物质的生物(shēngwù)富 集、放大和积累
▪ 一、生物富集(Biological Concentration)：
▪
生物通过非吞食方式，从周围环境蓄积某种元
素或难降解(jiànɡ jiě)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(Bioconcentration Factor) ：
第四节 污染(wūrǎn)物质的生物转化
▪ 1、糖类的微生物降解
▪ ( Microbial Degradation of Carbohydrate)
▪ 降解过程：
▪
TCA循环(xúnhuán)，生
成二氧化碳和水 （有氧）
▪ 多糖 单糖 丙酮酸
第二节 污染物质在机体(jītǐ)内的转运
▪ 一、吸收 (Adsorption)
▪
吸收是污染物质从机体外，通过(tōngguò)
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；
嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变动复杂体。
▪ 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
▪ 膜孔：带极性，含水的微小孔道
第五页，共46页。
第一节 物质(wùzhì)通过生物膜的方式
第六页，共46页。
第一节 物质通过(tōngguò)生物膜的方式
▪ 二、物质通过生物膜的方式 ▪ 1、膜孔滤过 ▪ ▪ 2、被动(bèidòng)扩散 ▪ ▪ 3、被动(bèidòng)易化扩散
第三节 污染物质的生物(shēngwù)富 集、放大和积累
▪ 一、生物富集(Biological Concentration)：
▪
生物通过非吞食方式，从周围环境蓄积某种元
素或难降解(jiànɡ jiě)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(Bioconcentration Factor) ：
第四节 污染(wūrǎn)物质的生物转化
▪ 1、糖类的微生物降解
▪ ( Microbial Degradation of Carbohydrate)
▪ 降解过程：
▪
TCA循环(xúnhuán)，生
成二氧化碳和水 （有氧）
▪ 多糖 单糖 丙酮酸
环境化学-5章污染物质的毒性
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。
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第二节
污染物质在机体内的转运
四、蓄积 (Accumulation)
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。
机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。
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（1）磷脂双分子层
磷脂双分子层既有疏水基团，又有亲水基团。
亲水的头部处于水相，疏水的尾部朝向中央。
（2）蛋白质
根据它们与膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列
部位，可以大体分为两类：表在蛋白与内在蛋白。
不同生物膜所具有的不同生物学功能主要是由于所
含膜蛋白的种类和数量不同
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第一节
1、膜孔滤过
一、吸收 (Adsorption) （2）呼吸道（管）
呼吸道是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。 气态污染物不仅危害上呼吸道，也可以在肺泡上积累，并进入 血液中。
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第二节
吸收速率常数Ka越大，越容易富集，吸收速率Ra越
大，Ra = ka . cw
消除速率常数Ke越大，越不易富集，消除速率Re越
大，Re = -ke . cf
稀释速率常数Kg越大，富集浓度越小，稀释速率Rg
越大，Rg = -kg . cf
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于是水生生物富集速率微分方程为：
dcf /dt = ka . cw — ke . cf — kg . cg
第五节污染物质毒性概论PPT课件
M=M1+M2(1-M1)
2021
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拮抗作用 (Antagonism)
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。
M < M1+M2
2021
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四、毒作用的过程 (Process of Toxic Action)
1、进入体液 2、毒物与受体进行原发反应 3、引发一系列的病理生理的继发反应
2021
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(1)Cu 和 Ni (2)Hg 和 Zn (3)As 和 Fe (4)Cd 和 Mn (5)Cr 和 Ag
2021
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小结
1、物质通过生物膜的方式 2、生物富集、放大和积累
3、若干重要辅酶的功能 4、有机污染物质的微生物降解
5、重金属元素的微生物转化
6、污染物质的毒性
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糖类 葡萄糖 丙酮酸
乙酰辅酶A
低级 醇 CO2
有机酸
无O 甘油 脂肪酸
有O 草酰乙酸
延胡索酸
三羧酸循环
柠檬酸
异柠檬酸
脂肪
琥珀酸
蛋白质 氨基酸 NH3
α-酮戊二酸
2021
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作业： 本章课后习题：1、2。
2021
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致突变物(Mutagen)
DDT、二噁英、苯、臭氧、砷酸钠、硫酸镉、 亚硝酸盐、铅盐告
重金属元素在大气圈、水圈及生物圈中 的迁移转化。（可以包括各元素的丰度、分 布、存在形态、迁移转化过程、对环境各圈 层的影响及控制对策）
要求：1、要标出材料的出处
２、不能集中在一两篇文献中查找
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、死亡率等变化称为 反应。
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
• 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。
九、污染物质的生物转化速率
• 1、酶促反应的速率 1）米氏方程：
2）影响酶促反应速率的因数 （1）pH的影响 （2）温度的影响 （3）抑制剂的影响
• 2、微生物反应的速率 1）微生物反应速率方程：L=L0e-kt 2）影响微生物反应速率的因素 链长规律
链分子规律
取代规律
环境条件：pH、温度、营养物质、溶解 氧、共存物质
• 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
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 3）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；
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。
九、污染物质的生物转化速率
• 1、酶促反应的速率 1）米氏方程：
2）影响酶促反应速率的因数 （1）pH的影响 （2）温度的影响 （3）抑制剂的影响
• 2、微生物反应的速率 1）微生物反应速率方程：L=L0e-kt 2）影响微生物反应速率的因素 链长规律
链分子规律
取代规律
环境条件：pH、温度、营养物质、溶解 氧、共存物质
• 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
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 3）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；
环境化学生物体内污染物质的运动过程及毒性ppt课件
谢谢大家
有毒物的化学结构及理化性质；
毒物所处的基体因素(如基体的组成、性质 等)；
机体暴露于毒物的状况(如毒物剂量，浓度， 机体暴露的持续时间、频率、总时间、机体 暴露的部位及途径等)；
生物因素(如生物种属差异、年龄、体重、性 别、遗传及免疫情况、营养及健康状况等)；
生物所处的环境(如温度、湿度、气压、季节 及昼夜节律的变化、光照、噪声等)。
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 ( BCF) 表 示，即：
BCF=cb/ce
第三节污染物质的生物富集、放大和积累
基因突变 基因突变是指DNA中碱基对的排列顺序发生 改变。它包含碱基对的转换、颠换、插入和缺 失四种类型。 染色体畸变 细胞内染色体是一种复杂的核蛋白结构， 主要成分是DNA。在染色体上排列着很多基因。 若其改变只限于基因范围，就是上述的基因突 变。而若涉及整个染色体，呈现染色体结构成 数目的改变，则称为染色体畸变。
其二是有些重金属离子与含巯基的酶强烈结合。
其三是某些金属取代金属酶中的不同金属。
第五节 污染物质的毒性
2．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。这一突变 可以传至后代。
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。
第五节 污染物质的毒性
有关影响因素：
在物质性质方面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；反 之，则低。