環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理課件

環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理2022/10/29環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理2022/10/22環(huán)境化學(xué)污染物的1內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄第三節(jié)生物富集、放大與積累第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化第五節(jié)毒物、毒性環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理2內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)一、毒理學(xué)(Toxicology)二、生態(tài)毒理學(xué)(Ecotoxicology)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)一、毒理學(xué)(Toxic3一、毒理學(xué)ToxicologyToxicology(fromtheGreekwordstoxicosandlogos)isthestudyoftheadverseeffectsofchemicalsonlivingorganisms[1].Itisthestudyofsymptoms,mechanisms,treatmentsanddetectionofpoisoning,especiallythepoisoningofpeople.Toxicologystudiestherelationshipbetweendoseanditseffectsonthelivingorganism.Thechiefcriterionregardingthetoxicityofachemicalisthedose,i.e.theamountofexposuretothesubstance.Almostallsubstancesaretoxicundertherightconditions.RelationshipBetweenDoseandToxicity環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、毒理學(xué)ToxicologyToxicology(f4一、毒理學(xué)ToxicityofMetabolitesManysubstancesregardedaspoisonsaretoxiconlyindirectly.Anexampleis"woodalcohol,"ormethanol,ischemicallyconvertedtoformaldehydeandformicacidintheliver.Itistheformaldehydeandformicacidthatcausethetoxiceffectsofmethanolexposure.Manydrugmoleculesaremadetoxicintheliver,agoodexamplebeingacetaminophen(paracetamol),especiallyinthepresenceofalcohol.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、毒理學(xué)ToxicityofMetabolites5二、生態(tài)毒理學(xué)EcotoxicologyTheterm"ecotoxicology"wascoinedbyTruhautin1969,whodefineditas"thebranchoftoxicologyconcernedwiththestudyoftoxiceffects,causedbynaturalorsyntheticpollutants,totheconstituentsofecosystems,animal(includinghuman),vegetableandmicrobial,inanintegralcontext”(Truhaut,1977).Ecotoxicologyisallegedtobetheintegrationoftoxicologyandecologyor,asChapman(2002)suggested“ecologyinthepresenceoftoxicants”.Itaimstopredicttheeffectsuponnaturalpopulations,communities,orecosystems-‘theecosystem’-ofstressors,betheyanthropogenicinoriginorotherwise.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、生態(tài)毒理學(xué)EcotoxicologyTheterm6內(nèi)容第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的7一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式ADMEADMEisanacronyminpharmacokineticsandpharmacologyforabsorption,distribution,metabolism,andexcretion,anddescribesthedispositionofapharmaceutical

compoundwithinanorganism.1.生物膜的結(jié)構(gòu)70年代(SingerandNicholson,1972)提出的液態(tài)鑲嵌模型：磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的骨架(75-100?)，親水基團(tuán)排列于內(nèi)外兩面；蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌、貫穿(物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體，酶；膜孔)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式ADMEADMEisana8一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式生物膜脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)

環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式生物膜脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)環(huán)境化學(xué)9一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式(1)膜孔過(guò)濾2.物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式脂溶性物質(zhì)從高濃度向低濃度側(cè)擴(kuò)散。擴(kuò)散速率服從費(fèi)克定律。直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，可借助膜兩側(cè)的靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過(guò)。(2)被動(dòng)擴(kuò)散環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式(1)膜孔過(guò)濾2.物質(zhì)通過(guò)生10在高濃度側(cè)與膜上特性性蛋白質(zhì)結(jié)合，通過(guò)生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。它受到膜特異性載體及其數(shù)量的制約，因此有特異性選擇，競(jìng)爭(zhēng)性抑制和飽和現(xiàn)象。(3)被動(dòng)易化擴(kuò)散脂/水分配系數(shù)越大，分子越小，不容易離解的分子，擴(kuò)散系數(shù)越大。被動(dòng)擴(kuò)散不需要耗能，不需要載體參與，沒(méi)有特異性選擇、競(jìng)爭(zhēng)性抑制及飽和現(xiàn)象。一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在高濃度側(cè)與膜上特性性蛋白質(zhì)結(jié)合，通過(guò)生物膜，至低濃度側(cè)解離11一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式在需要消耗一定的代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過(guò)生物膜，至高濃度側(cè)解離出蛋白質(zhì)和原物質(zhì)。所需要的能量來(lái)自于ATP。這種轉(zhuǎn)運(yùn)具有特異性選擇、競(jìng)爭(zhēng)性抑制和飽和現(xiàn)象。例如鉀離子的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。(4)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(ActiveTransport;PassiveTransport)：環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式在需要消耗一定的代謝能量下，一些12一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)具有特殊的親和力，當(dāng)其與膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起膜的外包或內(nèi)陷而被包圍進(jìn)入膜內(nèi)，固體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞吞，液體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞飲?？傊?，物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式取決于膜內(nèi)外環(huán)境、膜的性質(zhì)和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(5)胞吞和胞飲環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)具有特殊13二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收分布排泄生物轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)運(yùn)消除吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外通過(guò)各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過(guò)程。吸收途徑主要是消化道、呼吸道和皮膚。1.吸收環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收污染物質(zhì)在生物轉(zhuǎn)運(yùn)消除吸14二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)口腔食管胃腸消化道被動(dòng)擴(kuò)散被動(dòng)擴(kuò)散污染物質(zhì)的脂溶性血液流速pH與酸堿性呼吸道是吸收大氣污染物的主要途徑被動(dòng)擴(kuò)散濾過(guò)吞噬皮膚：一般分子量低于300，液態(tài)或溶解態(tài)脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)口腔消化道被動(dòng)擴(kuò)散被動(dòng)擴(kuò)散污15二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液運(yùn)送至機(jī)體各組織；或與組織成分結(jié)合；以及在再反復(fù)等過(guò)程。在污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，以被動(dòng)擴(kuò)散為主。血腦屏障胎盤屏障與血漿蛋白結(jié)合金屬硫蛋白結(jié)合2.分布關(guān)鍵：脂溶性大小環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化16二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)3.排泄機(jī)體長(zhǎng)期接觸某些污染物質(zhì)，若吸收超過(guò)其排泄和代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐漸增多的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積時(shí)，污染物質(zhì)的體內(nèi)分布，主要是相對(duì)集中分布于機(jī)體的某些部位。機(jī)體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。有些物質(zhì)的蓄積部位與毒性作用部位不同。蓄積部位的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型的污染物質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的平衡。4.蓄積腎、肝臟(膽汁)、肺、胃腸其它：汗液和唾液、毛發(fā)和指甲、隨同乳汁環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)3.排泄機(jī)體長(zhǎng)期接觸某些17內(nèi)容第三節(jié)生物富集、放大與積累一、生物富集二、生物放大三、生物積累環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第三節(jié)生物富集、放大與積累一、生物富集環(huán)境化學(xué)污18一、生物富集生物富集是指生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難降解性物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度超過(guò)周圍環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。生物富集常用生物富集系數(shù)(生物濃縮系數(shù)、生物富集因子)表示：Bioconcentrationfactors(BCF)BCF－－－生物富集系數(shù)（因子）；Cb－－－平衡時(shí)，某種污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度；Ce－－－平衡時(shí)，某種污染物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度Bioconcentration環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集生物富集是指生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境中19污染物質(zhì)因素：脂溶性、可降解性、（結(jié)構(gòu)）生物因素：生物種類、大小、性別、器官、發(fā)育階段環(huán)境因素：溫度、鹽度、硬度、pH、氧含量、光照水生生物對(duì)水中難降解性物質(zhì)的富集是生物對(duì)其吸收速率、消除速率以及由于生物體的生長(zhǎng)所造成的稀釋速率的總和。影響生物富集因子的因素：動(dòng)力學(xué)：一、生物富集環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理污染物質(zhì)因素：脂溶性、可降解性、（結(jié)構(gòu)）水生生物對(duì)水中難降解20一、生物富集吸收速率：消除速率：稀釋速率：ka,ke,kg------水生生物吸收、消除、生長(zhǎng)速率常數(shù)；Cf------水生生物體內(nèi)污染物的瞬時(shí)狀態(tài)濃度；CW------水中污染物的瞬時(shí)狀態(tài)濃度；環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集吸收速率：ka,ke,kg------水21一、生物富集通常水體足夠大，水中濃度CW可視為恒定。又t=0時(shí)，Cf=0，在此條件下求解上面二式，分別得到：如果富集過(guò)程中生物量增長(zhǎng)不明顯，則kg可以忽略不計(jì)，得環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集通常水體足夠大，水中濃度CW可視為恒定。又22一、生物富集隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，當(dāng)時(shí)，生物富集因子為：環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，當(dāng)23二、生物放大同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物而蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)升高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度也用生物濃縮系數(shù)表示。Biomagnification,alsoknownasbioamplification,orbiologicalmagnificationistheincreaseinconcentrationofasubstance,suchasthepesticide

DDT,thatoccursinafoodchainasaconsequenceof:Foodchainenergetics；Low(ornonexistent)rateofexcretion/degradationofthesubstance.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、生物放大同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)24三、生物積累生物放大或生物富集是屬于生物積累的一種情況。所謂生物積累，就是生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解性物質(zhì)，使其在機(jī)體中濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物積累也用生物濃縮系數(shù)表示。Bioaccumulationisthegeneraltermdescribingaprocessbywhichchemicalsaretakenupbyaplantoranimaleitherdirectlyfromexposuretoacontaminatedmedium(soil,sediment,water)orbyeatingfoodcontainingthechemical.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、生物積累生物放大或生物富集是屬于生物積累的一種情況。25水生生物對(duì)某物質(zhì)的積累速率等于從水中的吸收速率，從食物鏈上的吸收速率及其本身消除、稀釋速率的代數(shù)和。Cw－－－生物生存的水環(huán)境中某物質(zhì)濃度；Ci－－－食物鏈i級(jí)生物中某物質(zhì)的濃度；Ci-1－－－食物鏈i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的濃度；Wij-1－－－i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物的攝食率；αi,i-1－－－i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的同化率；Kai－－－i級(jí)生物對(duì)該物質(zhì)的吸收速率常數(shù)；Kei－－－i級(jí)生物體中該物質(zhì)的消除速率常數(shù);Kgi－－－i級(jí)生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)。三、生物積累環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理水生生物對(duì)某物質(zhì)的積累速率等于從水中的吸收速率，從食物鏈上的26三、生物積累當(dāng)t∞時(shí)，通常Wi,i-1>kgi，對(duì)于同種生物，kei越小，αi,i-1越大的物質(zhì)，生物放大越顯著。Cw：生物生存的水環(huán)境中某物質(zhì)濃度；Ci：食物鏈i級(jí)生物中某物質(zhì)的濃度；Ci-1：食物鏈i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的濃度；Wij-1：i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物的攝食率；αi,i-1

：

i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的同化率；Kai：

i級(jí)生物對(duì)該物質(zhì)的吸收速率常數(shù)；Kei：i級(jí)生物體中該物質(zhì)的消除速率常數(shù);Kgi：

i級(jí)生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、生物積累當(dāng)t∞時(shí)，通常Wi,i-1>kgi，27內(nèi)容第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)化中的酶二、若干重要輔酶的功能三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)化中的酶四、有毒有28一、生物轉(zhuǎn)化中的酶物質(zhì)在生物的作用下所經(jīng)受的化學(xué)變化，稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝(轉(zhuǎn)化)。在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中，微生物發(fā)揮了重要作用。通過(guò)生物轉(zhuǎn)化，污染物質(zhì)的毒性發(fā)生了轉(zhuǎn)變。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉(zhuǎn)化類型生物轉(zhuǎn)化化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化Biotransformationisthechemicalmodification(ormodifications)madebyanorganism.IfthismodificationendsinmineralcompoundslikeCO2,NH3+orH2O,thebiotransformationiscalledmineralisation.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶物質(zhì)在生物的作用下所經(jīng)受的化學(xué)變化，稱29一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是又生物細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。根據(jù)催化作用的場(chǎng)所胞外酶胞內(nèi)酶生物轉(zhuǎn)化中的酶①催化專一性高；②催化效率高；③溫和的外部條件；④種類多；特點(diǎn)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是又生物細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為30一、生物轉(zhuǎn)化中的酶單成分酶雙成分酶根據(jù)催化反應(yīng)類型輔基或輔酶的作用是：傳遞電子、原子或某些基團(tuán)。酶蛋白的作用是決定催化專一性和催化效率。輔酶的成分是金屬離子、含金屬的有機(jī)化合物或小分子的復(fù)雜有機(jī)化合物。輔酶約有30種。氧化還原酶；轉(zhuǎn)移酶；水解酶；裂解酶；異構(gòu)酶；合成酶；按酶的成分酶蛋白輔基或輔酶環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶單成分酶根據(jù)催化反應(yīng)類型輔基或輔酶31二、若干重要輔酶的功能黃素單核苷酸(FMN)核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基1.FMN和FAD環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、若干重要輔酶的功能黃素單核苷酸(FMN)核酸核苷酸32FMN或FAD是一些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫原子的功能。黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理FMN或FAD是一些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫33腺嘌呤NADP+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷根)2.NAD+和NADP+NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理腺嘌呤NADP+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷根)2.NAD+和34輔酶Q又稱為泛醌，簡(jiǎn)寫為CoQ，是某些氧化還原反應(yīng)的輔酶。在酶促反應(yīng)起到傳遞氫的作用。3.輔酶Q二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理輔酶Q又稱為泛醌，簡(jiǎn)寫為CoQ，是某些氧化還原反應(yīng)的輔酶。在35細(xì)胞色素酶系是催化底物氧化的一類酶系，主要有細(xì)胞色素b,c1,c,a,a3等幾種。輔酶都是鐵卟啉環(huán)。4.細(xì)胞色素酶系的輔酶細(xì)胞色素(Cytochromes)細(xì)胞色素類是含鐵的電子傳遞體。鐵原子處于卟啉的結(jié)構(gòu)中心，構(gòu)成血紅素(heme)。細(xì)胞色素類都以血紅素作為輔基.二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理細(xì)胞色素酶系是催化底物氧化的一類酶系，主要有細(xì)胞色素b,c136二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理37輔酶A是泛酸的一個(gè)衍生物，簡(jiǎn)寫為CoASH，結(jié)構(gòu)是：CoASH+CH3CO+CH3CO-SCoA+H+5.輔酶A腺核苷3‘-磷酸焦磷酸泛酸氨基乙硫醇二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理輔酶A是泛酸的一個(gè)衍生物，簡(jiǎn)寫為CoASH，結(jié)構(gòu)是：CoAS38在生物氧化中有機(jī)物質(zhì)的氧化多為去氫氧化。脫落的氫(H++e)由相應(yīng)的氧化還原酶按一定順序傳遞至受體。這一氫原子或電子的傳遞過(guò)程稱為氫傳遞或電子傳遞過(guò)程，其受體為受氫體或電子受體。受氫體如果為細(xì)胞內(nèi)的分子氧，就是有氧氧化，若為非分子氧，則為無(wú)氧氧化。有氧氧化與無(wú)氧氧化三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在生物氧化中有機(jī)物質(zhì)的氧化多為去氫氧化。脫落的氫(H++e39只有一種酶作用于有機(jī)底物，脫落底物的氫(H++e)，其中電子由該酶的輔酶直接傳遞給分子氧，形成激活態(tài)O2-，與H+化合形成水。1.有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的傳遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理只有一種酶作用于有機(jī)底物，脫落底物的氫(H++e)，其中電40幾種酶共同發(fā)揮作用：第一種酶從有機(jī)底物脫落氫，由其余的酶順序傳遞，最后把其中的電子傳遞給分子氧形成激活態(tài)O2-，并與脫落氫中的質(zhì)子結(jié)合成水。2.有氧氧化中分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理幾種酶共同發(fā)揮作用：第一種酶從有機(jī)底物脫落氫，由其余的酶順序41有一種或一種以上酶參與，最后由脫氫酶輔酶NADH+H+將所含來(lái)源于有機(jī)底物的氫，傳給該底物生物轉(zhuǎn)化的相應(yīng)中間產(chǎn)物。兼性厭氧的酵母菌在無(wú)分子氧存在下以葡萄糖為生長(zhǎng)底物時(shí)，用葡萄糖轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物乙醛作為受氫體，乙醛被還原成乙醇。3.無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理有一種或一種以上酶參與，最后由脫氫酶輔酶NADH+H+42在這類氫傳遞過(guò)程中，最常見(jiàn)的受氫體是硝酸根、硫酸根和二氧化碳。它們接受來(lái)源于有機(jī)底物由酶?jìng)鬟f來(lái)的氫，而被分別還原為分子氮(或一氧化二氮)、硫化氫和甲烷。例如：4.無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在這類氫傳遞過(guò)程中，最常見(jiàn)的受氫體是硝酸根、硫酸根和二氧化碳43四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化有機(jī)毒物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化途徑多種多樣，但就其反應(yīng)類型來(lái)講，主要有氧化、還原、水解和結(jié)合反應(yīng)四種。通常將氧化、還原、水解四種反應(yīng)稱為I相反應(yīng)或第一階段反應(yīng)；將結(jié)合反應(yīng)稱為II相反應(yīng)或第二階段反應(yīng)。通過(guò)I相反應(yīng)，將活潑的極性基團(tuán)加到疏水的有機(jī)分子之上，通過(guò)II相反應(yīng)，形成水溶性更高的化合物，容易排除體外。1.有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化類型環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化有機(jī)毒物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化途徑多44四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化是機(jī)體內(nèi)代謝外來(lái)化合物的關(guān)鍵酶系。主要存在于高等生物體內(nèi)。對(duì)于人及動(dòng)物，在肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上含量最高。功能：利用細(xì)胞內(nèi)分子氧，將其中的一個(gè)氧原子與有機(jī)底物結(jié)合，使之氧化，而使另一個(gè)氧原子與氫原子結(jié)合成水。在這一催化過(guò)程中，混合功能氧化酶的成分之一，細(xì)胞色素P450起著關(guān)鍵作用。P450的活性部位是鐵卟啉的鐵原子。2.氧化反應(yīng)類型(1)微粒體混合功能氧化酶(MFO)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化是機(jī)體內(nèi)代謝外來(lái)化合物的關(guān)鍵酶45四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化P450對(duì)底物催化氧化

S－OS(底物)P450P450P450P450P450(Fe2+)(Fe2+)O2O2SSS2H+H2O(Fe3+)(Fe3+)(Fe3+)OeesNADPH+H+（氧化型底物）環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化P450對(duì)底物催化氧化46四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化①碳雙鍵環(huán)氧化重排環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化①碳雙鍵環(huán)氧化重排環(huán)境化學(xué)47四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化②碳羥基化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化②碳羥基化環(huán)境化學(xué)污染物的生48四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化③氧脫烴④硫脫烴、硫-氧化及脫硫環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化③氧脫烴④硫脫烴、硫-氧化49四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化⑤氮脫烴、氮-氧化及脫氮環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化⑤氮脫烴、氮-氧化及脫氮環(huán)50四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理51四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理52四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化脫氫酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移，以非分子氧為受體的酶。醇氧化成醛；醇氧化成酮；醛氧化成羧酸；氧化酶是伴隨氫或電子轉(zhuǎn)移，以分子氧為直接受氫體的酶類。(2)脫氫酶脫氫氧化(3)氧化酶氧化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化脫氫酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移53四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(1)可逆脫氫酶加氫還原(2)硝基還原酶還原(3)偶氮還原酶還原3.還原反應(yīng)類型環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(1)可逆脫氫酶加氫還原(254四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化還原脫氯酶能使含氯化合物脫氯，或脫HCl而被還原。(4)還原脫氯酶還原環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化還原脫氯酶能使含氯化合物脫氯，55四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化4.水解反應(yīng)類型(1)羧酸脂酶使脂肪脂水解(2)芳香脂酶使芳香族脂水解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化4.水解反應(yīng)類型(1)羧酸56四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(3)磷酸酯酶使磷酸酯水解(4)酰胺酶使酰胺水解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(3)磷酸酯酶使磷酸酯水解(57四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(1)葡萄糖醛酸結(jié)合在葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶作用下，生物體內(nèi)尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖醛酸中，葡萄糖醛酸基可轉(zhuǎn)移至含羥基的化合物上，形成O-葡萄糖苷酸結(jié)合物。5.若干重要結(jié)合反應(yīng)類型環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(1)葡萄糖醛酸結(jié)合5.若58四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(2)硫酸結(jié)合在硫酸基轉(zhuǎn)移酶的催化下，可將3'-磷酸-5'-磷硫酸酰苷中硫酸基轉(zhuǎn)移到酚或醇的羥基上，形成硫酸酯結(jié)合物。++PAPS—3’–磷酸—5’—磷硫酸腺苷環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化(2)硫酸結(jié)合++PAPS—59四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化在相應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶催化下，谷胱甘肽中的半胱氨酸及乙酰輔酶A的乙?；瑢⒁訬-乙酰半胱氨酸基形式加到有機(jī)鹵(氟除外)化合物、環(huán)氧化物、強(qiáng)酸酯、芳香烴、烯等親電化合物的碳原子上，形成巰基尿酸結(jié)合物。親電化合物如果與細(xì)胞蛋白或核酸上的親核基團(tuán)結(jié)合，常引起細(xì)胞壞死、腫瘤、血液功能紊亂和過(guò)敏現(xiàn)象，谷胱甘肽的結(jié)合，有力地解除了對(duì)機(jī)體有害的親電化合物的毒性。(3)谷胱甘肽結(jié)合環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化在相應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶催化下，谷胱甘肽60四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化谷胱甘肽結(jié)合反應(yīng)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化谷胱甘肽結(jié)合反應(yīng)環(huán)境化學(xué)污染物61五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解生成醇、醛及脂肪酸，最終降解成二氧化碳和水。1.烴類碳原子數(shù)大于1的正烷烴烷烴末端氧化次末端氧化雙端氧化最常見(jiàn)烯的飽和末端氧化烯的不飽和末端雙鍵環(huán)氧化環(huán)氧化合物二醇飽和脂肪酸開環(huán)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解生成醇、醛及脂肪酸，最終降62五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解烷烴末端氧化降解過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解烷烴末端氧化降解過(guò)程環(huán)境化63五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解烯烴微生物降解途徑加氧酶加氧酶環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解烯烴微生物降解途徑加氧酶加64五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解第一，降解前期，帶側(cè)鏈芳香烴往往先從側(cè)鏈開始分解，并在但加氧酶的作用下使芳環(huán)羥化形成雙醇中間產(chǎn)物。第二，形成的雙酚化合物在高度專一性的雙加氧酶作用下，環(huán)的二個(gè)碳原子各加一個(gè)氧原子，使環(huán)鍵在鄰酚位或間酚位分裂，形成相應(yīng)的有機(jī)酸。第三，得到的有機(jī)酸逐步轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，琥珀酸等，從而進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后降解成CO2,H2O。苯及其衍生物的微生物降解過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解第一，降解前期，帶側(cè)鏈芳香65五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解苯的微生物降解途徑環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解苯的微生物降解途徑環(huán)境化學(xué)66五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理67五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解2.農(nóng)藥微生物降解2,4-D乙酯基本途徑環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解2.農(nóng)藥微生物降解2,468五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理69五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解微生物降解DDT的簡(jiǎn)要途徑環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解微生物降解DDT的簡(jiǎn)要途徑70六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化1.氮的微生物轉(zhuǎn)化氮在環(huán)境中主要有三種形態(tài)分子氮蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)氮化合物銨鹽、硝酸鹽等無(wú)機(jī)氮氮在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過(guò)程：同化、氨化、硝化、反硝化、固氮等。同化：綠色植物和微生物吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，組成機(jī)體中的蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物的過(guò)程。氨化：所有生物殘?bào)w中的有機(jī)氮化合物，經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過(guò)程。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化1.氮的微生物轉(zhuǎn)化氮在環(huán)境中71六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化反硝化：硝酸鹽在通氣不良的條件下，通過(guò)微生物作用而還原的過(guò)程稱為反硝化。硝化：氨在有氧條件下，氧化成硝酸鹽的過(guò)程成為硝化。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化反硝化：硝酸鹽在通氣不良的條件72六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化包括細(xì)菌、真菌、放線菌在內(nèi)的多種微生物，能將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。兼性厭氧假單胞菌屬、色桿菌屬等能使硝酸鹽還原成氮?dú)?。梭狀芽孢桿菌等常將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化包括細(xì)菌、真菌、放線菌在內(nèi)的多73六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化固氮：通過(guò)微生物作用把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過(guò)程，此時(shí)，氨不釋放到環(huán)境中，而是繼續(xù)在機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)化，合成氨基酸，組成蛋白質(zhì)等。2.硫的微生物轉(zhuǎn)化環(huán)境中硫的存在形式單質(zhì)硫無(wú)機(jī)硫化合物有機(jī)硫化合物：含硫的氨基酸、磺氨酸等。硫化氫和單質(zhì)硫在微生物作用下進(jìn)行氧化，最后生成硫酸的過(guò)程成為硫化。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化固氮：通過(guò)微生物作用把分子氮轉(zhuǎn)74六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化在好氧微生物作用下，降解產(chǎn)物是硫酸；在厭氧條件下，產(chǎn)物是硫化氫。硫酸鹽和亞硫酸鹽在微生物作用下還原，最后生成硫化氫的過(guò)程稱為反硫化。含硫有機(jī)物降解環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化在好氧微生物作用下，降解產(chǎn)物是75六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化3.汞的微生物轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有三種金屬汞無(wú)機(jī)汞化合物有機(jī)汞化合物毒性大小：有機(jī)汞>金屬汞>無(wú)機(jī)汞化合物，其中烷基汞是已知毒性最大的汞化合物。水俁病、甲基汞（脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易被生物吸收，能夠被生物放大。）微生物參與汞形態(tài)轉(zhuǎn)化主要有：甲基化作用和還原作用。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化3.汞的微生物轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中76六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化：在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物使二價(jià)無(wú)機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^(guò)程。微生物、酶(甲基鈷氨氮氨酸轉(zhuǎn)移酶)、輔酶(甲基鈷胺素、甲基維生素B12)。甲基鈷氨素簡(jiǎn)式二甲基苯并咪唑環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化：在好氧或厭氧條77六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化途徑環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化途徑環(huán)境化學(xué)污染78六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物去甲基化：在水體底質(zhì)中還存在一類抗汞微生物，能使甲基汞或無(wú)機(jī)汞化合物變成金屬汞，這是微生物以還原作用轉(zhuǎn)化汞的途徑。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物去甲基化：在水體底質(zhì)中79內(nèi)容第五節(jié)毒物、毒性一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系二、毒物的聯(lián)合作用三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第五節(jié)毒物、毒性一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)80一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系進(jìn)入生物機(jī)體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，并引起暫時(shí)性或持久性的病理?yè)p害，甚至危及生命的物質(zhì)。1.毒物toxicant毒物與非毒物之間并不存在絕對(duì)界限。外來(lái)化合物、外源性物質(zhì)(Xenobiotics)。Anthropogenic(人為的、與人類起源有關(guān)的)化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)；毒物所處的基體因素；機(jī)體暴露于毒物的情況；生物因素；環(huán)境條件；毒性(toxicity)影響因素環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系進(jìn)入生物機(jī)體后能使體液81計(jì)量指標(biāo):用測(cè)量值表示毒性強(qiáng)度的差別。如有機(jī)磷農(nóng)藥抑制膽堿酯酶的程度，用膽堿酯酶的活性表示。計(jì)數(shù)指標(biāo):這類毒性效應(yīng)只有"有或無(wú)"的差別，沒(méi)有性質(zhì)和強(qiáng)度的差別。計(jì)數(shù)指標(biāo)主要用于群體，所得到的測(cè)定值是非連續(xù)性的，通常以一個(gè)群體中某效應(yīng)的出現(xiàn)率表示，常用于生態(tài)毒理研究及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之中。2.毒性指標(biāo)一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理計(jì)量指標(biāo):用測(cè)量值表示毒性強(qiáng)度的差別。如有機(jī)磷農(nóng)藥抑制膽82指外源化合物的劑量與出現(xiàn)某種效應(yīng)的個(gè)體在群體中所占比例的關(guān)系。劑量-反應(yīng)關(guān)系:劑量-效應(yīng)關(guān)系外源化合物的劑量與在個(gè)體中引起某種效應(yīng)(計(jì)量指標(biāo))的強(qiáng)度改變的關(guān)系。一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理指外源化合物的劑量與出現(xiàn)某種效應(yīng)的個(gè)體在群體中所占比例的關(guān)系83①直線關(guān)系，在這種關(guān)系中，劑量改變與效應(yīng)強(qiáng)度或反應(yīng)率成正比，這種關(guān)系是少見(jiàn)的(線a)。②對(duì)數(shù)曲線關(guān)系，是一條先銳后鈍的曲線，當(dāng)將劑量換算成對(duì)數(shù)劑量時(shí)，可轉(zhuǎn)換成直線(線c)。③S狀曲線，當(dāng)群體中的全部個(gè)體，對(duì)某一化合物的敏感性變異，呈對(duì)稱正態(tài)頻數(shù)分布時(shí)，劑量與反應(yīng)率關(guān)系成S狀曲線(線b)。如果將效應(yīng)強(qiáng)度或發(fā)生率用概率單位表示，劑量用對(duì)數(shù)來(lái)表示，S形曲線亦變成直線。劑量-反應(yīng)(效應(yīng))曲線：一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理①直線關(guān)系，在這種關(guān)系中，劑量改變與效應(yīng)強(qiáng)度或反應(yīng)率成正比84半數(shù)有效量：半數(shù)有效量是指實(shí)驗(yàn)生物有50%出現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果時(shí)所需的毒物的劑量。如果用水體或空氣中有機(jī)污染物的濃度表示劑量，則相應(yīng)的毒性指標(biāo)便為半數(shù)致死濃度(LC50)。半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)。為什么通常以半數(shù)有效量表示毒性大??？一、劑量-反應(yīng)關(guān)系與劑量-效應(yīng)關(guān)系環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理半數(shù)有效量：半數(shù)有效量是指實(shí)驗(yàn)生物有50%出現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果時(shí)所85二、毒物的聯(lián)合作用1.聯(lián)合作用類型獨(dú)立作用協(xié)同作用(含相加作用和加強(qiáng)作用)拮抗作用相加作用簡(jiǎn)單相似作用、復(fù)雜相似作用、獨(dú)立作用、依賴作用、2.聯(lián)合作用評(píng)價(jià)方法(毒性單位、加河指數(shù)、相似指數(shù))MOA：MechanismofAction,ModeofAction3.聯(lián)合作用的定量預(yù)測(cè)(CA,IA,TSP…)毒性作用方式：描述負(fù)面生物效應(yīng)的生理和行為跡象的集合；毒性作用機(jī)制：關(guān)鍵的生物化學(xué)過(guò)程或者是潛在于已知作用方式之下的外源性物質(zhì)與生物間的相互作用；環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、毒物的聯(lián)合作用1.聯(lián)合作用類型獨(dú)立作用簡(jiǎn)單相似作用86三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制1.酶活性抑制(激活)4.干擾細(xì)胞能量產(chǎn)生某些有機(jī)化合物與酶的共價(jià)結(jié)合；某些重金屬離子與含巰基的酶的強(qiáng)烈結(jié)合；某些金屬取代金屬酶中的不同金屬；2.細(xì)胞膜損傷3.自由基與脂質(zhì)過(guò)氧化5.與生物大分子共價(jià)結(jié)合環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制1.酶活性抑制(激活)4.干87三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制基因突變?nèi)旧w突變基因突變是指DNA堿基對(duì)排列順序發(fā)生改變。包括堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換、顛換、插入和缺失四種類型。6.致突變作用：指生物細(xì)胞內(nèi)DNA改變。轉(zhuǎn)換是同型堿基之間的置換；顛換是異型堿基之間的置換；顛換和轉(zhuǎn)換統(tǒng)稱為堿型置換。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制基因突變基因突變是指DNA堿基對(duì)88插入和缺失分別是DNA堿基對(duì)順序種增加和減少一對(duì)堿基或幾對(duì)堿基，使遺傳讀碼格式發(fā)生改變，這兩種突變統(tǒng)稱為移碼突變。如果上述改變只限于基因范圍，就是基因突變；若涉及到整個(gè)染色體，就是染色體畸變。染色體畸變屬于細(xì)胞水平的變化，基因突變屬于分子水平上的變化。三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理插入和缺失分別是DNA堿基對(duì)順序種增加和減少一對(duì)堿基或幾對(duì)堿897.致癌作用物理致癌物生物性致癌物確證致癌物可疑致癌物潛在致癌物遺傳毒性致癌物非遺傳毒性致癌物其它致癌物直接致癌物間接致癌物促癌物助致癌物癌就是體細(xì)胞不受控制的瘋長(zhǎng)。人類癌癥80-85%與化學(xué)致癌物有關(guān)。化學(xué)致癌物三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理7.致癌作用物理致癌物確證致癌物遺傳毒性致癌物直接致癌物促90近30年來(lái)，國(guó)內(nèi)癌癥的發(fā)病率和死亡率都呈明顯上升的趨勢(shì)。在城鎮(zhèn)居民中，癌癥已經(jīng)成為死因的首位。目前，我國(guó)癌癥的發(fā)病率每年遞增2.5%，死亡率每年遞增1.8%；農(nóng)村的上升速度明顯高于城市。20世紀(jì)70~80年代，胃癌、食管癌、肝癌、肺癌和宮頸癌，目前：肺癌、肝癌、胃癌、食管癌和結(jié)/直腸癌。其中，男性的前三位為肺癌、肝癌和胃癌，女性的前三位為乳腺癌、肺癌和肝癌。全國(guó)三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理近30年來(lái)，國(guó)內(nèi)癌癥的發(fā)病率和死亡率都呈明顯上升的趨勢(shì)。在91持久性有機(jī)污染物(POPs)；持久性有毒物質(zhì)(PTS)；環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs);……心理、心態(tài)；物理因素生物因素化學(xué)因素(80-85%)致癌因素三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理持久性有機(jī)污染物(POPs)；心理、心態(tài)；致癌因素三、毒92人或動(dòng)物在胚胎發(fā)育過(guò)程中由于各種原因所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，稱為先天性畸形或畸胎。遺傳因素、物理因素、化學(xué)因素、生物因素，母體營(yíng)養(yǎng)缺乏或內(nèi)分泌障礙都可引起先天性畸形，稱為致畸作用。8.致畸作用20世紀(jì)60年代，歐美、日本，妊娠鎮(zhèn)靜，導(dǎo)致104名畸形胎兒。甲基汞。反應(yīng)停三、毒作用的生物化學(xué)機(jī)制環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理人或動(dòng)物在胚胎發(fā)育過(guò)程中由于各種原因所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，稱93演講完畢，謝謝聽講!再見(jiàn)，seeyouagain3rew2022/10/29環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理演講完畢，謝謝聽講!再見(jiàn)，seeyouagain3rew94環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理2022/10/29環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理2022/10/22環(huán)境化學(xué)污染物的95內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄第三節(jié)生物富集、放大與積累第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化第五節(jié)毒物、毒性環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理96內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)一、毒理學(xué)(Toxicology)二、生態(tài)毒理學(xué)(Ecotoxicology)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第一節(jié)毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)一、毒理學(xué)(Toxic97一、毒理學(xué)ToxicologyToxicology(fromtheGreekwordstoxicosandlogos)isthestudyoftheadverseeffectsofchemicalsonlivingorganisms[1].Itisthestudyofsymptoms,mechanisms,treatmentsanddetectionofpoisoning,especiallythepoisoningofpeople.Toxicologystudiestherelationshipbetweendoseanditseffectsonthelivingorganism.Thechiefcriterionregardingthetoxicityofachemicalisthedose,i.e.theamountofexposuretothesubstance.Almostallsubstancesaretoxicundertherightconditions.RelationshipBetweenDoseandToxicity環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、毒理學(xué)ToxicologyToxicology(f98一、毒理學(xué)ToxicityofMetabolitesManysubstancesregardedaspoisonsaretoxiconlyindirectly.Anexampleis"woodalcohol,"ormethanol,ischemicallyconvertedtoformaldehydeandformicacidintheliver.Itistheformaldehydeandformicacidthatcausethetoxiceffectsofmethanolexposure.Manydrugmoleculesaremadetoxicintheliver,agoodexamplebeingacetaminophen(paracetamol),especiallyinthepresenceofalcohol.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、毒理學(xué)ToxicityofMetabolites99二、生態(tài)毒理學(xué)EcotoxicologyTheterm"ecotoxicology"wascoinedbyTruhautin1969,whodefineditas"thebranchoftoxicologyconcernedwiththestudyoftoxiceffects,causedbynaturalorsyntheticpollutants,totheconstituentsofecosystems,animal(includinghuman),vegetableandmicrobial,inanintegralcontext”(Truhaut,1977).Ecotoxicologyisallegedtobetheintegrationoftoxicologyandecologyor,asChapman(2002)suggested“ecologyinthepresenceoftoxicants”.Itaimstopredicttheeffectsuponnaturalpopulations,communities,orecosystems-‘theecosystem’-ofstressors,betheyanthropogenicinoriginorotherwise.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、生態(tài)毒理學(xué)EcotoxicologyTheterm100內(nèi)容第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第二節(jié)吸收、分布、代謝、排泄一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的101一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式ADMEADMEisanacronyminpharmacokineticsandpharmacologyforabsorption,distribution,metabolism,andexcretion,anddescribesthedispositionofapharmaceutical

compoundwithinanorganism.1.生物膜的結(jié)構(gòu)70年代(SingerandNicholson,1972)提出的液態(tài)鑲嵌模型：磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的骨架(75-100?)，親水基團(tuán)排列于內(nèi)外兩面；蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌、貫穿(物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體，酶；膜孔)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式ADMEADMEisana102一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式生物膜脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)

環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式生物膜脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)環(huán)境化學(xué)103一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式(1)膜孔過(guò)濾2.物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式脂溶性物質(zhì)從高濃度向低濃度側(cè)擴(kuò)散。擴(kuò)散速率服從費(fèi)克定律。直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，可借助膜兩側(cè)的靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過(guò)。(2)被動(dòng)擴(kuò)散環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式(1)膜孔過(guò)濾2.物質(zhì)通過(guò)生104在高濃度側(cè)與膜上特性性蛋白質(zhì)結(jié)合，通過(guò)生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。它受到膜特異性載體及其數(shù)量的制約，因此有特異性選擇，競(jìng)爭(zhēng)性抑制和飽和現(xiàn)象。(3)被動(dòng)易化擴(kuò)散脂/水分配系數(shù)越大，分子越小，不容易離解的分子，擴(kuò)散系數(shù)越大。被動(dòng)擴(kuò)散不需要耗能，不需要載體參與，沒(méi)有特異性選擇、競(jìng)爭(zhēng)性抑制及飽和現(xiàn)象。一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在高濃度側(cè)與膜上特性性蛋白質(zhì)結(jié)合，通過(guò)生物膜，至低濃度側(cè)解離105一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式在需要消耗一定的代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過(guò)生物膜，至高濃度側(cè)解離出蛋白質(zhì)和原物質(zhì)。所需要的能量來(lái)自于ATP。這種轉(zhuǎn)運(yùn)具有特異性選擇、競(jìng)爭(zhēng)性抑制和飽和現(xiàn)象。例如鉀離子的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。(4)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(ActiveTransport;PassiveTransport)：環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式在需要消耗一定的代謝能量下，一些106一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)具有特殊的親和力，當(dāng)其與膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起膜的外包或內(nèi)陷而被包圍進(jìn)入膜內(nèi)，固體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞吞，液體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞飲?？傊镔|(zhì)通過(guò)生物膜的方式取決于膜內(nèi)外環(huán)境、膜的性質(zhì)和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(5)胞吞和胞飲環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)具有特殊107二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收分布排泄生物轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)運(yùn)消除吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外通過(guò)各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過(guò)程。吸收途徑主要是消化道、呼吸道和皮膚。1.吸收環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收污染物質(zhì)在生物轉(zhuǎn)運(yùn)消除吸108二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)口腔食管胃腸消化道被動(dòng)擴(kuò)散被動(dòng)擴(kuò)散污染物質(zhì)的脂溶性血液流速pH與酸堿性呼吸道是吸收大氣污染物的主要途徑被動(dòng)擴(kuò)散濾過(guò)吞噬皮膚：一般分子量低于300，液態(tài)或溶解態(tài)脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)口腔消化道被動(dòng)擴(kuò)散被動(dòng)擴(kuò)散污109二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液運(yùn)送至機(jī)體各組織；或與組織成分結(jié)合；以及在再反復(fù)等過(guò)程。在污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，以被動(dòng)擴(kuò)散為主。血腦屏障胎盤屏障與血漿蛋白結(jié)合金屬硫蛋白結(jié)合2.分布關(guān)鍵：脂溶性大小環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化110二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)3.排泄機(jī)體長(zhǎng)期接觸某些污染物質(zhì)，若吸收超過(guò)其排泄和代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐漸增多的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積時(shí)，污染物質(zhì)的體內(nèi)分布，主要是相對(duì)集中分布于機(jī)體的某些部位。機(jī)體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。有些物質(zhì)的蓄積部位與毒性作用部位不同。蓄積部位的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型的污染物質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的平衡。4.蓄積腎、肝臟(膽汁)、肺、胃腸其它：汗液和唾液、毛發(fā)和指甲、隨同乳汁環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)3.排泄機(jī)體長(zhǎng)期接觸某些111內(nèi)容第三節(jié)生物富集、放大與積累一、生物富集二、生物放大三、生物積累環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第三節(jié)生物富集、放大與積累一、生物富集環(huán)境化學(xué)污112一、生物富集生物富集是指生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難降解性物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度超過(guò)周圍環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。生物富集常用生物富集系數(shù)(生物濃縮系數(shù)、生物富集因子)表示：Bioconcentrationfactors(BCF)BCF－－－生物富集系數(shù)（因子）；Cb－－－平衡時(shí)，某種污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度；Ce－－－平衡時(shí)，某種污染物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度Bioconcentration環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集生物富集是指生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境中113污染物質(zhì)因素：脂溶性、可降解性、（結(jié)構(gòu)）生物因素：生物種類、大小、性別、器官、發(fā)育階段環(huán)境因素：溫度、鹽度、硬度、pH、氧含量、光照水生生物對(duì)水中難降解性物質(zhì)的富集是生物對(duì)其吸收速率、消除速率以及由于生物體的生長(zhǎng)所造成的稀釋速率的總和。影響生物富集因子的因素：動(dòng)力學(xué)：一、生物富集環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理污染物質(zhì)因素：脂溶性、可降解性、（結(jié)構(gòu)）水生生物對(duì)水中難降解114一、生物富集吸收速率：消除速率：稀釋速率：ka,ke,kg------水生生物吸收、消除、生長(zhǎng)速率常數(shù)；Cf------水生生物體內(nèi)污染物的瞬時(shí)狀態(tài)濃度；CW------水中污染物的瞬時(shí)狀態(tài)濃度；環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集吸收速率：ka,ke,kg------水115一、生物富集通常水體足夠大，水中濃度CW可視為恒定。又t=0時(shí)，Cf=0，在此條件下求解上面二式，分別得到：如果富集過(guò)程中生物量增長(zhǎng)不明顯，則kg可以忽略不計(jì)，得環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集通常水體足夠大，水中濃度CW可視為恒定。又116一、生物富集隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，當(dāng)時(shí)，生物富集因子為：環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物富集隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，當(dāng)117二、生物放大同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物而蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)升高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度也用生物濃縮系數(shù)表示。Biomagnification,alsoknownasbioamplification,orbiologicalmagnificationistheincreaseinconcentrationofasubstance,suchasthepesticide

DDT,thatoccursinafoodchainasaconsequenceof:Foodchainenergetics；Low(ornonexistent)rateofexcretion/degradationofthesubstance.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、生物放大同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)118三、生物積累生物放大或生物富集是屬于生物積累的一種情況。所謂生物積累，就是生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解性物質(zhì)，使其在機(jī)體中濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物積累也用生物濃縮系數(shù)表示。Bioaccumulationisthegeneraltermdescribingaprocessbywhichchemicalsaretakenupbyaplantoranimaleitherdirectlyfromexposuretoacontaminatedmedium(soil,sediment,water)orbyeatingfoodcontainingthechemical.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、生物積累生物放大或生物富集是屬于生物積累的一種情況。119水生生物對(duì)某物質(zhì)的積累速率等于從水中的吸收速率，從食物鏈上的吸收速率及其本身消除、稀釋速率的代數(shù)和。Cw－－－生物生存的水環(huán)境中某物質(zhì)濃度；Ci－－－食物鏈i級(jí)生物中某物質(zhì)的濃度；Ci-1－－－食物鏈i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的濃度；Wij-1－－－i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物的攝食率；αi,i-1－－－i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的同化率；Kai－－－i級(jí)生物對(duì)該物質(zhì)的吸收速率常數(shù)；Kei－－－i級(jí)生物體中該物質(zhì)的消除速率常數(shù);Kgi－－－i級(jí)生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)。三、生物積累環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理水生生物對(duì)某物質(zhì)的積累速率等于從水中的吸收速率，從食物鏈上的120三、生物積累當(dāng)t∞時(shí)，通常Wi,i-1>kgi，對(duì)于同種生物，kei越小，αi,i-1越大的物質(zhì)，生物放大越顯著。Cw：生物生存的水環(huán)境中某物質(zhì)濃度；Ci：食物鏈i級(jí)生物中某物質(zhì)的濃度；Ci-1：食物鏈i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的濃度；Wij-1：i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物的攝食率；αi,i-1

：

i級(jí)生物對(duì)i-1級(jí)生物中該物質(zhì)的同化率；Kai：

i級(jí)生物對(duì)該物質(zhì)的吸收速率常數(shù)；Kei：i級(jí)生物體中該物質(zhì)的消除速率常數(shù);Kgi：

i級(jí)生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)。環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理三、生物積累當(dāng)t∞時(shí)，通常Wi,i-1>kgi，121內(nèi)容第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)化中的酶二、若干重要輔酶的功能三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程四、有毒有機(jī)污染物生物轉(zhuǎn)化五、有毒有機(jī)污染物的微生物降解六、部分污染物的微生物轉(zhuǎn)化環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理內(nèi)容第四節(jié)污染物生物轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)化中的酶四、有毒有122一、生物轉(zhuǎn)化中的酶物質(zhì)在生物的作用下所經(jīng)受的化學(xué)變化，稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝(轉(zhuǎn)化)。在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中，微生物發(fā)揮了重要作用。通過(guò)生物轉(zhuǎn)化，污染物質(zhì)的毒性發(fā)生了轉(zhuǎn)變。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉(zhuǎn)化類型生物轉(zhuǎn)化化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化Biotransformationisthechemicalmodification(ormodifications)madebyanorganism.IfthismodificationendsinmineralcompoundslikeCO2,NH3+orH2O,thebiotransformationiscalledmineralisation.環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶物質(zhì)在生物的作用下所經(jīng)受的化學(xué)變化，稱123一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是又生物細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。根據(jù)催化作用的場(chǎng)所胞外酶胞內(nèi)酶生物轉(zhuǎn)化中的酶①催化專一性高；②催化效率高；③溫和的外部條件；④種類多；特點(diǎn)環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是又生物細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為124一、生物轉(zhuǎn)化中的酶單成分酶雙成分酶根據(jù)催化反應(yīng)類型輔基或輔酶的作用是：傳遞電子、原子或某些基團(tuán)。酶蛋白的作用是決定催化專一性和催化效率。輔酶的成分是金屬離子、含金屬的有機(jī)化合物或小分子的復(fù)雜有機(jī)化合物。輔酶約有30種。氧化還原酶；轉(zhuǎn)移酶；水解酶；裂解酶；異構(gòu)酶；合成酶；按酶的成分酶蛋白輔基或輔酶環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理一、生物轉(zhuǎn)化中的酶單成分酶根據(jù)催化反應(yīng)類型輔基或輔酶125二、若干重要輔酶的功能黃素單核苷酸(FMN)核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基1.FMN和FAD環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、若干重要輔酶的功能黃素單核苷酸(FMN)核酸核苷酸126FMN或FAD是一些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫原子的功能。黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理FMN或FAD是一些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫127腺嘌呤NADP+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷根)2.NAD+和NADP+NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理腺嘌呤NADP+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷根)2.NAD+和128輔酶Q又稱為泛醌，簡(jiǎn)寫為CoQ，是某些氧化還原反應(yīng)的輔酶。在酶促反應(yīng)起到傳遞氫的作用。3.輔酶Q二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理輔酶Q又稱為泛醌，簡(jiǎn)寫為CoQ，是某些氧化還原反應(yīng)的輔酶。在129細(xì)胞色素酶系是催化底物氧化的一類酶系，主要有細(xì)胞色素b,c1,c,a,a3等幾種。輔酶都是鐵卟啉環(huán)。4.細(xì)胞色素酶系的輔酶細(xì)胞色素(Cytochromes)細(xì)胞色素類是含鐵的電子傳遞體。鐵原子處于卟啉的結(jié)構(gòu)中心，構(gòu)成血紅素(heme)。細(xì)胞色素類都以血紅素作為輔基.二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理細(xì)胞色素酶系是催化底物氧化的一類酶系，主要有細(xì)胞色素b,c1130二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理131輔酶A是泛酸的一個(gè)衍生物，簡(jiǎn)寫為CoASH，結(jié)構(gòu)是：CoASH+CH3CO+CH3CO-SCoA+H+5.輔酶A腺核苷3‘-磷酸焦磷酸泛酸氨基乙硫醇二、若干重要輔酶的功能環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理輔酶A是泛酸的一個(gè)衍生物，簡(jiǎn)寫為CoASH，結(jié)構(gòu)是：CoAS132在生物氧化中有機(jī)物質(zhì)的氧化多為去氫氧化。脫落的氫(H++e)由相應(yīng)的氧化還原酶按一定順序傳遞至受體。這一氫原子或電子的傳遞過(guò)程稱為氫傳遞或電子傳遞過(guò)程，其受體為受氫體或電子受體。受氫體如果為細(xì)胞內(nèi)的分子氧，就是有氧氧化，若為非分子氧，則為無(wú)氧氧化。有氧氧化與無(wú)氧氧化三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在生物氧化中有機(jī)物質(zhì)的氧化多為去氫氧化。脫落的氫(H++e133只有一種酶作用于有機(jī)底物，脫落底物的氫(H++e)，其中電子由該酶的輔酶直接傳遞給分子氧，形成激活態(tài)O2-，與H+化合形成水。1.有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的傳遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理只有一種酶作用于有機(jī)底物，脫落底物的氫(H++e)，其中電134幾種酶共同發(fā)揮作用：第一種酶從有機(jī)底物脫落氫，由其余的酶順序傳遞，最后把其中的電子傳遞給分子氧形成激活態(tài)O2-，并與脫落氫中的質(zhì)子結(jié)合成水。2.有氧氧化中分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理幾種酶共同發(fā)揮作用：第一種酶從有機(jī)底物脫落氫，由其余的酶順序135有一種或一種以上酶參與，最后由脫氫酶輔酶NADH+H+將所含來(lái)源于有機(jī)底物的氫，傳給該底物生物轉(zhuǎn)化的相應(yīng)中間產(chǎn)物。兼性厭氧的酵母菌在無(wú)分子氧存在下以葡萄糖為生長(zhǎng)底物時(shí)，用葡萄糖轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物乙醛作為受氫體，乙醛被還原成乙醇。3.無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理有一種或一種以上酶參與，最后由脫氫酶輔酶NADH+H+136在這類氫傳遞過(guò)程中，最常見(jiàn)的受氫體是硝酸根、硫酸根和二氧化碳。它們接受來(lái)源于有機(jī)底物由酶?jìng)鬟f來(lái)的氫，而被分別還原為分子氮(或一氧化二氮)、硫化氫和甲烷。例如：4.無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程三、生物氧化過(guò)程的氫傳遞過(guò)程環(huán)境化學(xué)污染物的生態(tài)毒理在這類氫傳遞過(guò)程中，最常見(jiàn)的受氫體是硝酸根、