《环境生物学污染物的生物转运与生物转化.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境生物学污染物的生物转运与生物转化.ppt（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、环境生物学污染物的生物转运与生物转化1 1现在学习的是第1页，共54页l l详细介绍污染物进入生物机体途径、在体详细介绍污染物进入生物机体途径、在体内的生物转化、浓缩、积累、放大及其机内的生物转化、浓缩、积累、放大及其机理理教材：孔繁翔主编，环境生物学，教材：孔繁翔主编，环境生物学，2000，高等教育出版社，北京，高等教育出版社，北京2 2现在学习的是第2页，共54页第三节第三节 污染物在生物体内污染物在生物体内的生物转运和生物转化的生物转运和生物转化3 3现在学习的是第3页，共54页l l生物转运（生物转运（Bio-transportBio-transportBio-transportBio
2、-transport）指环境污染物经各种指环境污染物经各种指环境污染物经各种指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。程的总称。程的总称。程的总称。这些过程具有类似机理：都需要通过细胞的膜结构。这些过程具有类似机理：都需要通过细胞的膜结构。这些过程具有类似机理：都需要通过细胞的膜结构。这些过程具有类似机理：都需要通过细胞的膜结构。生物膜（细胞膜）：包括细胞外层的细胞膜（质膜）、细胞生物膜（细胞膜）：包括细胞外层的细胞膜
3、（质膜）、细胞生物膜（细胞膜）：包括细胞外层的细胞膜（质膜）、细胞生物膜（细胞膜）：包括细胞外层的细胞膜（质膜）、细胞内的内质网膜、线粒体膜和核膜等。内的内质网膜、线粒体膜和核膜等。内的内质网膜、线粒体膜和核膜等。内的内质网膜、线粒体膜和核膜等。生物膜的组成：脂质分子（主要是磷脂类）和蛋白分子。膜的生物膜的组成：脂质分子（主要是磷脂类）和蛋白分子。膜的生物膜的组成：脂质分子（主要是磷脂类）和蛋白分子。膜的生物膜的组成：脂质分子（主要是磷脂类）和蛋白分子。膜的内外表面是亲水端，膜的中心是疏水部分。内外表面是亲水端，膜的中心是疏水部分。内外表面是亲水端，膜的中心是疏水部分。内外表面是亲水端，膜的中
4、心是疏水部分。许多环境污染物的毒作用与生物膜的结构有关。许多环境污染物的毒作用与生物膜的结构有关。许多环境污染物的毒作用与生物膜的结构有关。许多环境污染物的毒作用与生物膜的结构有关。4 4现在学习的是第4页，共54页5 5现在学习的是第5页，共54页（一）污染物透过细胞膜的方式（一）污染物透过细胞膜的方式 特点特点特点特点 方式方式方式方式浓度梯度浓度梯度浓度梯度浓度梯度有无有无有无有无载体载体载体载体是否耗是否耗是否耗是否耗能能能能其它特点其它特点其它特点其它特点被动转运被动转运被动转运被动转运（Passive Passive Passive Passive TransportTranspo
5、rtTransportTransport)简单扩散简单扩散简单扩散简单扩散高浓度高浓度高浓度高浓度低低低低浓度（顺）浓度（顺）浓度（顺）浓度（顺）无无无无否否否否脂溶性有机化合物的主要脂溶性有机化合物的主要脂溶性有机化合物的主要脂溶性有机化合物的主要转运方式转运方式转运方式转运方式滤过过程滤过过程滤过过程滤过过程通过膜上的亲水性孔道；通过膜上的亲水性孔道；通过膜上的亲水性孔道；通过膜上的亲水性孔道；是分子直径小于生物膜亲是分子直径小于生物膜亲是分子直径小于生物膜亲是分子直径小于生物膜亲水性孔道直径的水溶性化水性孔道直径的水溶性化水性孔道直径的水溶性化水性孔道直径的水溶性化合物的主要转运方式。合
6、物的主要转运方式。合物的主要转运方式。合物的主要转运方式。特殊转运特殊转运特殊转运特殊转运主动转运主动转运主动转运主动转运低浓度低浓度低浓度低浓度高高高高浓度（逆）浓度（逆）浓度（逆）浓度（逆）有有有有耗能耗能耗能耗能水溶性大分子化合物的主水溶性大分子化合物的主水溶性大分子化合物的主水溶性大分子化合物的主要方式要方式要方式要方式易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散高浓度高浓度高浓度高浓度低低低低浓度（顺）浓度（顺）浓度（顺）浓度（顺）有有有有否否否否胞饮作用胞饮作用胞饮作用胞饮作用（PinocytPinocytPinocytPinocytosis)osis)osis)osis)胞饮作用胞饮作用胞饮
7、作用胞饮作用内吞物质为液体内吞物质为液体内吞物质为液体内吞物质为液体吞噬作用吞噬作用吞噬作用吞噬作用内吞物质为固体物质内吞物质为固体物质内吞物质为固体物质内吞物质为固体物质6 6现在学习的是第6页，共54页（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（Absorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of Pollutant）指污染物指污染物指污染物指污染物在多种因素影响下，自接触部位透过体内细胞膜进入血液循环在多种因素影响下，自接触部位透过体内细胞膜进入血
8、液循环在多种因素影响下，自接触部位透过体内细胞膜进入血液循环在多种因素影响下，自接触部位透过体内细胞膜进入血液循环的过程。的过程。的过程。的过程。l l多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤肤1 1 1 1）呼吸系统吸收）呼吸系统吸收）呼吸系统吸收）呼吸系统吸收l l吸收对象主要针对气体、蒸汽、气溶胶、颗粒状物质等形式的吸收对象主要针对气体、蒸汽、气溶胶、颗粒状物质等形式的吸收对象主要针对气体、蒸汽、气溶胶、颗粒状物质等形式的吸收对象主要针对气体、蒸汽、气溶胶、颗粒状物质等形式的污染物。污染物。污染物。污染物。l l吸收方式多以被动扩散的方式
9、，通过呼吸膜吸收入血。吸收方式多以被动扩散的方式，通过呼吸膜吸收入血。吸收方式多以被动扩散的方式，通过呼吸膜吸收入血。吸收方式多以被动扩散的方式，通过呼吸膜吸收入血。l l气体、蒸汽的吸收速度与肺泡和血液中毒物的浓度（分压）气体、蒸汽的吸收速度与肺泡和血液中毒物的浓度（分压）气体、蒸汽的吸收速度与肺泡和血液中毒物的浓度（分压）气体、蒸汽的吸收速度与肺泡和血液中毒物的浓度（分压）差呈正比；气溶胶和颗粒状物质的吸收情况与颗粒大小有明差呈正比；气溶胶和颗粒状物质的吸收情况与颗粒大小有明差呈正比；气溶胶和颗粒状物质的吸收情况与颗粒大小有明差呈正比；气溶胶和颗粒状物质的吸收情况与颗粒大小有明显差异，有生
10、物学意义的颗粒大小是显差异，有生物学意义的颗粒大小是显差异，有生物学意义的颗粒大小是显差异，有生物学意义的颗粒大小是0.1-10 0.1-10 0.1-10 0.1-10 m m m m。l l主要吸收部位：如，肺。肺泡数量多，表面积大，遍布毛细血管，主要吸收部位：如，肺。肺泡数量多，表面积大，遍布毛细血管，主要吸收部位：如，肺。肺泡数量多，表面积大，遍布毛细血管，主要吸收部位：如，肺。肺泡数量多，表面积大，遍布毛细血管，便于污染物经肺迅速吸收进入血管。便于污染物经肺迅速吸收进入血管。便于污染物经肺迅速吸收进入血管。便于污染物经肺迅速吸收进入血管。7 7现在学习的是第7页，共54页（二）污染物
11、的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（Absorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of Pollutant）l l多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤2 2 2 2）消化管吸收）消化管吸收）消化管吸收）消化管吸收l l吸收对象主要为饮水和由大气、水、土壤进入食物链中的污吸收对象主要为饮水和由大气、水、土壤进入食
12、物链中的污吸收对象主要为饮水和由大气、水、土壤进入食物链中的污吸收对象主要为饮水和由大气、水、土壤进入食物链中的污染物。染物。染物。染物。l l吸收方式多以简单扩散方式通过细胞膜而被吸收。吸收方式多以简单扩散方式通过细胞膜而被吸收。吸收方式多以简单扩散方式通过细胞膜而被吸收。吸收方式多以简单扩散方式通过细胞膜而被吸收。l l污染物在消化管吸收的多少与其浓度和性质有关，浓度越高吸收越多，污染物在消化管吸收的多少与其浓度和性质有关，浓度越高吸收越多，污染物在消化管吸收的多少与其浓度和性质有关，浓度越高吸收越多，污染物在消化管吸收的多少与其浓度和性质有关，浓度越高吸收越多，脂溶性物质较易吸收，水溶性
13、易离解或难溶于水的物质则不易吸收。脂溶性物质较易吸收，水溶性易离解或难溶于水的物质则不易吸收。脂溶性物质较易吸收，水溶性易离解或难溶于水的物质则不易吸收。脂溶性物质较易吸收，水溶性易离解或难溶于水的物质则不易吸收。l l主要吸收部位如胃和小肠。主要吸收部位如胃和小肠。主要吸收部位如胃和小肠。主要吸收部位如胃和小肠。l l哺乳动物的肠道中有特殊的转运系统吸收营养物质和电解质；哺乳动物的肠道中有特殊的转运系统吸收营养物质和电解质；哺乳动物的肠道中有特殊的转运系统吸收营养物质和电解质；哺乳动物的肠道中有特殊的转运系统吸收营养物质和电解质；有些污染物（如铊和铅）可为正常吸收铁和钙的系统所转运。有些污染
14、物（如铊和铅）可为正常吸收铁和钙的系统所转运。有些污染物（如铊和铅）可为正常吸收铁和钙的系统所转运。有些污染物（如铊和铅）可为正常吸收铁和钙的系统所转运。l l胃酸、胃肠道消化液和肠道微生物都可使化学物质降解或发生胃酸、胃肠道消化液和肠道微生物都可使化学物质降解或发生胃酸、胃肠道消化液和肠道微生物都可使化学物质降解或发生胃酸、胃肠道消化液和肠道微生物都可使化学物质降解或发生其他变化，使其被吸收的情况以及毒性作用与原来化合物不同。其他变化，使其被吸收的情况以及毒性作用与原来化合物不同。其他变化，使其被吸收的情况以及毒性作用与原来化合物不同。其他变化，使其被吸收的情况以及毒性作用与原来化合物不同。
15、8 8现在学习的是第8页，共54页（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（Absorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of PollutantAbsorption of Pollutant）l l多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤多数动物吸收的主要途径：呼吸系统、消化管和皮肤3 3 3 3）皮肤吸收：如有机磷农药可透过完整皮肤引起中毒。）皮肤吸收：如有机磷农药可透过完整皮肤引起中毒。）皮肤
16、吸收：如有机磷农药可透过完整皮肤引起中毒。）皮肤吸收：如有机磷农药可透过完整皮肤引起中毒。l l污染物经皮肤吸收的两条途径：污染物经皮肤吸收的两条途径：污染物经皮肤吸收的两条途径：污染物经皮肤吸收的两条途径：1 1 1 1）通过表皮脂质屏障是主要的）通过表皮脂质屏障是主要的）通过表皮脂质屏障是主要的）通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径；吸收途径；吸收途径；吸收途径；2 2 2 2）通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过）通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过）通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过）通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过表皮屏障随意直接进入真皮。但这不是主要吸收途径。表皮
17、屏障随意直接进入真皮。但这不是主要吸收途径。表皮屏障随意直接进入真皮。但这不是主要吸收途径。表皮屏障随意直接进入真皮。但这不是主要吸收途径。l l污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：1 1 1 1）第一阶段）第一阶段）第一阶段）第一阶段穿透相，污穿透相，污穿透相，污穿透相，污染物透过表皮进入真皮。主要以简单扩散方式透过，透过速度与染物透过表皮进入真皮。主要以简单扩散方式透过，透过速度与染物透过表皮进入真皮。主要以简单扩散方式透过，透过速度与染物透过表皮进入真皮。主要以简单扩散方式透过，透过速度与污染物的
18、脂溶性有关；污染物的脂溶性有关；污染物的脂溶性有关；污染物的脂溶性有关；2 2 2 2）第二阶段）第二阶段）第二阶段）第二阶段吸收相，污染物由真皮进吸收相，污染物由真皮进吸收相，污染物由真皮进吸收相，污染物由真皮进入乳头层毛细血管。毒物的扩散速度取决于本身的水溶性。入乳头层毛细血管。毒物的扩散速度取决于本身的水溶性。入乳头层毛细血管。毒物的扩散速度取决于本身的水溶性。入乳头层毛细血管。毒物的扩散速度取决于本身的水溶性。l l影响皮肤吸收的因素：皮肤完整与否、皮肤的部位、污染物的理影响皮肤吸收的因素：皮肤完整与否、皮肤的部位、污染物的理影响皮肤吸收的因素：皮肤完整与否、皮肤的部位、污染物的理影响
19、皮肤吸收的因素：皮肤完整与否、皮肤的部位、污染物的理化性质、化合物与皮肤接触的条件（接触的面积、持续时间等）。化性质、化合物与皮肤接触的条件（接触的面积、持续时间等）。化性质、化合物与皮肤接触的条件（接触的面积、持续时间等）。化性质、化合物与皮肤接触的条件（接触的面积、持续时间等）。9 9现在学习的是第9页，共54页（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收（Absorption of PollutantAbsorption of Pollutant）l l植物吸收的主要途径：植物吸收的主要途径：1 1 1 1）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分，有）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部
20、分，有）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分，有）根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分，有两种方式：主动吸收（耗能）和被动吸收（包括吸收、两种方式：主动吸收（耗能）和被动吸收（包括吸收、两种方式：主动吸收（耗能）和被动吸收（包括吸收、两种方式：主动吸收（耗能）和被动吸收（包括吸收、扩散、质量流动）；扩散、质量流动）；扩散、质量流动）；扩散、质量流动）；2 2 2 2）通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物，是）通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物，是）通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物，是）通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物，是植物对大气污染物（如植物对大
21、气污染物（如植物对大气污染物（如植物对大气污染物（如SOSOSOSO2 2 2 2,NO,NO,NO,NOx x x x,O,O,O,O3 3 3 3）吸收的主要方式；）吸收的主要方式；）吸收的主要方式；）吸收的主要方式；3 3 3 3）有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透而摄入）有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透而摄入）有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透而摄入）有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透而摄入体内。体内。体内。体内。1010现在学习的是第10页，共54页（三）污染物的体内分布（三）污染物的体内分布指环境污染物随血液或其它体液的流动，分散到全身指环境污染物随血液或
22、其它体液的流动，分散到全身指环境污染物随血液或其它体液的流动，分散到全身指环境污染物随血液或其它体液的流动，分散到全身各组织细胞的过程。各组织细胞的过程。各组织细胞的过程。各组织细胞的过程。一部分污染物可以和血浆蛋白质（主要是白蛋白）结合一部分污染物可以和血浆蛋白质（主要是白蛋白）结合一部分污染物可以和血浆蛋白质（主要是白蛋白）结合一部分污染物可以和血浆蛋白质（主要是白蛋白）结合（可逆），而不易透过生物膜；一部分呈游离状态，可（可逆），而不易透过生物膜；一部分呈游离状态，可（可逆），而不易透过生物膜；一部分呈游离状态，可（可逆），而不易透过生物膜；一部分呈游离状态，可以到达一定的组织细胞，呈现
23、某种生物学作用。以到达一定的组织细胞，呈现某种生物学作用。以到达一定的组织细胞，呈现某种生物学作用。以到达一定的组织细胞，呈现某种生物学作用。被吸收的环境污染物，有些可在脂肪组织或骨组织中蓄被吸收的环境污染物，有些可在脂肪组织或骨组织中蓄被吸收的环境污染物，有些可在脂肪组织或骨组织中蓄被吸收的环境污染物，有些可在脂肪组织或骨组织中蓄积和沉积，一般对机体的毒性作用较小；例如：积和沉积，一般对机体的毒性作用较小；例如：积和沉积，一般对机体的毒性作用较小；例如：积和沉积，一般对机体的毒性作用较小；例如：90%90%90%90%铅铅铅铅沉积在骨骼中；沉积在骨骼中；沉积在骨骼中；沉积在骨骼中；DDTDD
24、TDDTDDT和六六六等有机氯化合物则大量蓄和六六六等有机氯化合物则大量蓄和六六六等有机氯化合物则大量蓄和六六六等有机氯化合物则大量蓄积在脂肪组织中。积在脂肪组织中。积在脂肪组织中。积在脂肪组织中。但在脂肪或骨组织中蓄积的污染物，在一定的条件下，但在脂肪或骨组织中蓄积的污染物，在一定的条件下，但在脂肪或骨组织中蓄积的污染物，在一定的条件下，但在脂肪或骨组织中蓄积的污染物，在一定的条件下，可被重新释放，进入全身循环中，如饥饿时。可被重新释放，进入全身循环中，如饥饿时。可被重新释放，进入全身循环中，如饥饿时。可被重新释放，进入全身循环中，如饥饿时。1111现在学习的是第11页，共54页（四）污染物
25、的排泄（四）污染物的排泄指进入机体的环境污染物及其代谢产物被机体清除的指进入机体的环境污染物及其代谢产物被机体清除的指进入机体的环境污染物及其代谢产物被机体清除的指进入机体的环境污染物及其代谢产物被机体清除的过程。过程。过程。过程。排泄的主要途径是通过肾脏进入尿液和通过肝脏的胆汁排泄的主要途径是通过肾脏进入尿液和通过肝脏的胆汁排泄的主要途径是通过肾脏进入尿液和通过肝脏的胆汁排泄的主要途径是通过肾脏进入尿液和通过肝脏的胆汁进入粪便，有的环境污染物还可随同呼出的气体、汁液进入粪便，有的环境污染物还可随同呼出的气体、汁液进入粪便，有的环境污染物还可随同呼出的气体、汁液进入粪便，有的环境污染物还可随同
26、呼出的气体、汁液等排出体外。等排出体外。等排出体外。等排出体外。1 1 1 1）肾脏排泄：是污染物最重要的排泄器官，转运方式是）肾脏排泄：是污染物最重要的排泄器官，转运方式是）肾脏排泄：是污染物最重要的排泄器官，转运方式是）肾脏排泄：是污染物最重要的排泄器官，转运方式是肾小球滤过和肾小管主动转运；肾小球滤过和肾小管主动转运；肾小球滤过和肾小管主动转运；肾小球滤过和肾小管主动转运；2 2 2 2）随同胆汁排泄：也是一种主要排泄途径。肠胃道吸收）随同胆汁排泄：也是一种主要排泄途径。肠胃道吸收）随同胆汁排泄：也是一种主要排泄途径。肠胃道吸收）随同胆汁排泄：也是一种主要排泄途径。肠胃道吸收的污染物进入
27、肝脏，被代谢转化，并通过主动转运进入的污染物进入肝脏，被代谢转化，并通过主动转运进入的污染物进入肝脏，被代谢转化，并通过主动转运进入的污染物进入肝脏，被代谢转化，并通过主动转运进入胆汁，随粪便排出；胆汁，随粪便排出；胆汁，随粪便排出；胆汁，随粪便排出；3 3 3 3）其他排泄途径）其他排泄途径）其他排泄途径）其他排泄途径1212现在学习的是第12页，共54页二二二二污染物在体内的生物转化污染物在体内的生物转化污染物在体内的生物转化污染物在体内的生物转化（一）生物转化（一）生物转化（一）生物转化（一）生物转化（BiotransformationBiotransformationBiotransf
28、ormationBiotransformation）的概念）的概念）的概念）的概念生物转化生物转化生物转化生物转化指指指指外源化合物外源化合物外源化合物外源化合物进入生物机体后在有关进入生物机体后在有关进入生物机体后在有关进入生物机体后在有关酶酶酶酶系统系统系统系统的催化作用下的代谢变化过程。的催化作用下的代谢变化过程。的催化作用下的代谢变化过程。的催化作用下的代谢变化过程。其中：其中：其中：其中：1 1 1 1）外源化合物（）外源化合物（）外源化合物（）外源化合物（XenobioticsXenobioticsXenobioticsXenobiotics ）l l指除了营养元素及维持正常生理功
29、能和生命所必需的物质指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的物质指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的物质指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所必需的物质以外，存在于环境之中，可与机体接触并进入机体引起机以外，存在于环境之中，可与机体接触并进入机体引起机以外，存在于环境之中，可与机体接触并进入机体引起机以外，存在于环境之中，可与机体接触并进入机体引起机体发生生物学变化的物质。又叫外来化合物或外源性生物体发生生物学变化的物质。又叫外来化合物或外源性生物体发生生物学变化的物质。又叫外来化合物或外源性生物体发生生物学变化的物质。又叫外来化合物或外源性生物活性物质。例如：药物、日用化学
30、品、食品添加剂、环境活性物质。例如：药物、日用化学品、食品添加剂、环境活性物质。例如：药物、日用化学品、食品添加剂、环境活性物质。例如：药物、日用化学品、食品添加剂、环境污染物等。污染物等。污染物等。污染物等。l l生物生物生物生物外源性物质是指那些人工合成的，具有不被现有降解外源性物质是指那些人工合成的，具有不被现有降解外源性物质是指那些人工合成的，具有不被现有降解外源性物质是指那些人工合成的，具有不被现有降解酶系所识别和作用的分子结构和化学键序列的化合物，简酶系所识别和作用的分子结构和化学键序列的化合物，简酶系所识别和作用的分子结构和化学键序列的化合物，简酶系所识别和作用的分子结构和化学键
31、序列的化合物，简而言之，就是不能被生物降解的化合物。如而言之，就是不能被生物降解的化合物。如而言之，就是不能被生物降解的化合物。如而言之，就是不能被生物降解的化合物。如DDTDDTDDTDDT、六六六、六六六、六六六、六六六、多氯联苯、染料、塑料、合成橡胶等。多氯联苯、染料、塑料、合成橡胶等。多氯联苯、染料、塑料、合成橡胶等。多氯联苯、染料、塑料、合成橡胶等。1313现在学习的是第13页，共54页（一）生物转化（一）生物转化（BiotransformationBiotransformation）的概念）的概念2 2 2 2）内源性化合物：指生物机体正常的生理活动产生的物）内源性化合物：指生物机
32、体正常的生理活动产生的物）内源性化合物：指生物机体正常的生理活动产生的物）内源性化合物：指生物机体正常的生理活动产生的物质。质。质。质。3 3 3 3）酶（）酶（）酶（）酶（EnzymeEnzyme）：是由活细胞产生的，能在体内和）：是由活细胞产生的，能在体内和）：是由活细胞产生的，能在体内和）：是由活细胞产生的，能在体内和体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸
33、。构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。4 4 4 4）生物转化的主要场所是肝脏，其它有肺、胃、肠、）生物转化的主要场所是肝脏，其它有肺、胃、肠、）生物转化的主要场所是肝脏，其它有肺、胃、肠、）生物转化的主要场所是肝脏，其它有肺、胃、肠、皮肤等。皮肤等。皮肤等。皮肤等。1414现在学习的是第14页，共54页二、污染物在体内的生物转化二、污染物在体内的生物转化（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程 相相相相I I I I过程（反应）过程（反应）过程（反应）过程（反应）外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧
34、化、还原或水解外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解外源性化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构，形成某些活性基团（反应改变其化学结构，形成某些活性基团（反应改变其化学结构，形成某些活性基团（反应改变其化学结构，形成某些活性基团（OHOHOHOH、SHSHSHSH、COOHCOOHCOOHCOOH、NHNHNHNH2 2 2 2）或进一步使这些活性基团暴露。）或进一步使这些活性基团暴露。）或进一步使这些活性基团暴露。）或进一步使这些活性基团暴露。相相相相IIIIIIII过程（反应）过程（反应）过程（反应）过程（反应）相相相相I I I I过程产生的一级代
35、谢物在另外的酶系统催化下通过程产生的一级代谢物在另外的酶系统催化下通过程产生的一级代谢物在另外的酶系统催化下通过程产生的一级代谢物在另外的酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合，生成结过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合，生成结过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合，生成结过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合，生成结合产物（二级代谢物）或带有某些基团的外源性化合合产物（二级代谢物）或带有某些基团的外源性化合合产物（二级代谢物）或带有某些基团的外源性化合合产物（二级代谢物）或带有某些基团的外源性化合物与细胞内物质结合反应。物与细胞内物质结合反应。物与细胞内物质结合反应。物与细胞
36、内物质结合反应。1515现在学习的是第15页，共54页二、污染物在体内的生物转化二、污染物在体内的生物转化（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程排出体外排出体外外源性化合物外源性化合物一级代谢物一级代谢物 结合产物结合产物（二级代谢）（二级代谢）毒害作用毒害作用过程过程I（相（相I反应）反应）图图15 生物转化过程示意图生物转化过程示意图过程过程II（相（相II反应）反应）1616现在学习的是第16页，共54页二、污染物在体内的生物转化二、污染物在体内的生物转化（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程1.1.1.
37、1.相相相相I I I I反应反应反应反应（1 1 1 1）氧化反应：在氧化反应：在氧化反应：在氧化反应：在混合功能氧化酶系混合功能氧化酶系混合功能氧化酶系混合功能氧化酶系的催化下进行的反应。的催化下进行的反应。的催化下进行的反应。的催化下进行的反应。在氧化反应中，在氧化反应中，在氧化反应中，在氧化反应中，O O O O2 2 2 2起了起了起了起了“混合混合混合混合”作用，即一个氧原子还原为水，另一个作用，即一个氧原子还原为水，另一个作用，即一个氧原子还原为水，另一个作用，即一个氧原子还原为水，另一个氧原子进入底物中。因此，这些酶称为混合功能氧化酶（氧原子进入底物中。因此，这些酶称为混合功能
38、氧化酶（氧原子进入底物中。因此，这些酶称为混合功能氧化酶（氧原子进入底物中。因此，这些酶称为混合功能氧化酶（Mixed Function Mixed Function Mixed Function Mixed Function Oxidase,MFOOxidase,MFOOxidase,MFOOxidase,MFO）。NADPH2：还原型辅酶：还原型辅酶IINADP：氧化型辅酶：氧化型辅酶IIRH（污染物）（污染物）MFOROH（氧化产物）（氧化产物）O2NADPH2NADPH2O微粒体微粒体（Microsome）非微粒体非微粒体1717现在学习的是第17页，共54页二、污染物在体内的生物转化
39、二、污染物在体内的生物转化（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程1.1.1.1.相相相相I I I I反应反应反应反应（1 1 1 1）氧化反应）氧化反应）氧化反应）氧化反应微粒体微粒体MFO参与的反应参与的反应脂肪族羟化脂肪族羟化芳香族羟化：羟化为酚类芳香族羟化：羟化为酚类N-羟化：毒性与羟化部位有关羟化：毒性与羟化部位有关环氧化：烯烃类转化为环氧化物环氧化：烯烃类转化为环氧化物N-氧化氧化/P-氧化氧化/S-氧化氧化氧化性脱烷基氧化性脱烷基/脱氨脱氨/脱卤脱卤非微粒体非微粒体单胺和二胺氧化单胺和二胺氧化醇、醛氧化醇、醛氧化1818现在学习的是第18
40、页，共54页二、污染物在体内的生物转化二、污染物在体内的生物转化（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程（二）生物转化的过程1.1.1.1.相相相相I I I I反应反应反应反应（2 2 2 2）还原反应）还原反应）还原反应）还原反应微粒体还原微粒体还原（肠道的细菌体内）（肠道的细菌体内）硝基还原硝基还原偶氮还原偶氮还原还原性脱卤还原性脱卤非微粒体还原（醇、醛、酮、硫氧化物、氮氧化物等）非微粒体还原（醇、醛、酮、硫氧化物、氮氧化物等）（3 3）水解作用：污染物含有可被水解的酯键）水解作用：污染物含有可被水解的酯键酯酶酯酶酰胺酶酰胺酶糖苷酶糖苷酶1919现在学习的是第19页，
41、共54页2.2.相相IIII反应：亦称结合反应（反应：亦称结合反应（Conjugation Conjugation Reaction)Reaction)解毒表现解毒表现解毒表现解毒表现 1 1 1 1）使有毒化合物某些功能基团失活；）使有毒化合物某些功能基团失活；）使有毒化合物某些功能基团失活；）使有毒化合物某些功能基团失活；2 2 2 2）大多数化合物通过结合反应，水溶性增加，很快由肾脏排出。）大多数化合物通过结合反应，水溶性增加，很快由肾脏排出。）大多数化合物通过结合反应，水溶性增加，很快由肾脏排出。）大多数化合物通过结合反应，水溶性增加，很快由肾脏排出。反应阶段反应阶段反应阶段反应阶段
42、1 1 1 1）首先是形成一个活化的中间体（需要）首先是形成一个活化的中间体（需要）首先是形成一个活化的中间体（需要）首先是形成一个活化的中间体（需要ATPATPATPATP）2 2 2 2）继而由多种转移酶将活化的中间体的一个化学基团，）继而由多种转移酶将活化的中间体的一个化学基团，）继而由多种转移酶将活化的中间体的一个化学基团，）继而由多种转移酶将活化的中间体的一个化学基团，作为供体转移到另一个化学物（受体），形成结合物。作为供体转移到另一个化学物（受体），形成结合物。作为供体转移到另一个化学物（受体），形成结合物。作为供体转移到另一个化学物（受体），形成结合物。受体受体受体受体外源性化合
43、物及其代谢产物外源性化合物及其代谢产物外源性化合物及其代谢产物外源性化合物及其代谢产物 供体供体供体供体细胞内物质，是细胞代谢的正常产物，如：各种核苷酸衍生细胞内物质，是细胞代谢的正常产物，如：各种核苷酸衍生细胞内物质，是细胞代谢的正常产物，如：各种核苷酸衍生细胞内物质，是细胞代谢的正常产物，如：各种核苷酸衍生物，某些氨基酸（如甘氨酸、谷氨酰胺）及其衍生物（如谷胱甘肽）。物，某些氨基酸（如甘氨酸、谷氨酰胺）及其衍生物（如谷胱甘肽）。物，某些氨基酸（如甘氨酸、谷氨酰胺）及其衍生物（如谷胱甘肽）。物，某些氨基酸（如甘氨酸、谷氨酰胺）及其衍生物（如谷胱甘肽）。2020现在学习的是第20页，共54页2
44、.2.2.2.相相相相IIIIIIII反应：亦称结合反应（反应：亦称结合反应（反应：亦称结合反应（反应：亦称结合反应（Conjugation Reaction)Conjugation Reaction)Conjugation Reaction)Conjugation Reaction)结合反应的主要类型结合反应的主要类型结合反应的主要类型结合反应的主要类型 结合反应类型结合反应类型结合反应类型结合反应类型结合物结合物结合物结合物异物或某一级代谢物异物或某一级代谢物异物或某一级代谢物异物或某一级代谢物葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化UDPGAUDPGA酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇
45、酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇硫酸化硫酸化硫酸化硫酸化PAPSPAPS酚、芳香胺、醇酚、芳香胺、醇酚、芳香胺、醇酚、芳香胺、醇甲基化甲基化甲基化甲基化SAMSAM多元酚、硫醇、胺、多元酚、硫醇、胺、多元酚、硫醇、胺、多元酚、硫醇、胺、N-N-杂环化合物杂环化合物杂环化合物杂环化合物乙酰化乙酰化乙酰化乙酰化乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶A A胺、芳香胺、氨基化合物胺、芳香胺、氨基化合物胺、芳香胺、氨基化合物胺、芳香胺、氨基化合物甘氨酸结合甘氨酸结合甘氨酸结合甘氨酸结合甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸羧酸（以酰基辅酶羧酸（以酰基辅酶羧酸（以酰基辅酶羧
46、酸（以酰基辅酶A A形式）形式）形式）形式）谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽谷胱甘肽谷胱甘肽谷胱甘肽卤化物、硝基化合物、环氧化物卤化物、硝基化合物、环氧化物卤化物、硝基化合物、环氧化物卤化物、硝基化合物、环氧化物2121现在学习的是第21页，共54页微生物对生物外源性物质（人工合成的难降解污微生物对生物外源性物质（人工合成的难降解污染物）的转化作用染物）的转化作用 种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物（如种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物（如种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物（如种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物（如塑料）、杀虫剂、除草剂以
47、及各种工艺流程中的废品塑料）、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品塑料）、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品塑料）、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品等。等。等。等。例子：例子：例子：例子：2222现在学习的是第22页，共54页1 1）氯苯类）氯苯类l l用用用用途途途途：稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂（润润润润滑滑滑滑油油油油、绝绝绝绝缘缘缘缘油油油油、增增增增塑塑塑塑剂剂剂剂、油油油油漆漆漆漆、热热热热载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）l l危害危害危害危害：急性中毒；是一种致癌因子。：急性中毒；是一种致癌因子。：急性中毒；是一种致癌因子。
48、：急性中毒；是一种致癌因子。l l降降降降解解解解菌菌菌菌：产产产产碱碱碱碱杆杆杆杆菌菌菌菌、不不不不动动动动杆杆杆杆菌菌菌菌、假假假假单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、芽芽芽芽孢孢孢孢杆杆杆杆菌菌菌菌以及沙雷氏菌的突变体。以及沙雷氏菌的突变体。以及沙雷氏菌的突变体。以及沙雷氏菌的突变体。l l降降降降解解解解机机机机理理理理：如如如如，对对对对二二二二氯氯氯氯苯苯苯苯的的的的微微微微生生生生物物物物转转转转化化化化，酶酶酶酶的的的的催催催催化化化化脱脱脱脱氯是关键步骤氯是关键步骤氯是关键步骤氯是关键步骤2323现在学习的是第23页，共54页2 2）洗涤剂）洗涤剂）洗涤剂）洗涤剂l l可分为可分为可分
49、为可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。四类。四类。四类。l l我我我我国国国国目目目目前前前前生生生生产产产产的的的的洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂属属属属于于于于阴阴阴阴离离离离子子子子型型型型烷烷烷烷基基基基苯苯苯苯磺磺磺磺酸酸酸酸钠钠钠钠。较较较较早早早早开开开开发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（ABSABSABSABS）：）：）：）：
50、ABSABS甲基分支干扰生物降解，链末端与甲基分支干扰生物降解，链末端与4 4个碳原子个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力更强。相连的季碳原子抗攻击的能力更强。2424现在学习的是第24页，共54页A A A A降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物l l细细细细 菌菌菌菌假假假假单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、邻邻邻邻单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、黄黄黄黄单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、产产产产碱碱碱碱单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、产产产产碱碱碱碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌杆菌、微球菌、大多数固氮菌杆菌、微球菌、大多数固氮菌杆菌、微球菌、大多数固氮菌l l放线菌放线菌放线菌放线菌