五篇生物体内污染物质的运动过程与毒市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第五篇第五篇 生物体内污染物质运动过程与毒性生物体内污染物质运动过程与毒性（1）研究化学污染物造成生物效应 （如致畸、致突变、致癌生物化学机理）（2）化学物质结构与毒性相关性（3）各种污染物毒性协同和拮抗作用化学机理（4）污染物食物链作用生物化学过程 1第1页生物体内污染物质运动过程与毒性生物体内污染物质运动过程与毒性 教学要求（1 1）掌握污染物质生物富集、放大和积累。）掌握污染物质生物富集、放大和积累。（2 2）了解有机污染物质微生物降解。）了解有机污染物质微生物降解。（3 3）了解毒物毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用。）了解毒物毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用。（4 4）了解有毒有机污染物质生物转化类型。）了解有毒有机污染物质生物转化类型。2第2页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化污染物质在机体内运动过程 -吸收、分布、排泄和生物转化 吸收、分布和排泄称为转运。排泄与生物转化称为消除。吸收 -污染物质从机体外，通透体膜进入血液过程。吸收路径-机体消化管、呼吸道和皮肤。消化道是吸收污染物质最主要路径。消化管主要吸收部位在小肠，其次是胃。3第3页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化 呼吸道呼吸道 -吸收大气污染物主要路径 （主要吸收部位-肺泡）吸收气态和液态气溶胶污染物质，以被动扩散和滤过方式，分别快速经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，在气管、支气管及肺泡表面沉积。4第4页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化 皮肤吸收 皮肤接触污染物质，以被动扩散相继经过皮肤表皮及真皮，再滤过真皮中毛细血管壁膜进入血液。5第5页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化-分布分布 污染物质被吸收或形成其代谢转化物质，由血液转送至机体组织，与组织成份结合，从组织返回血液以及再重复等过程。污染物质分布过程 -污染物质转运以被动扩散为主。污染物质与血浆蛋白质结合-含有可逆性-动态平衡。污染物质与血液红细胞或血管外组织蛋白相结合。6第6页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化排泄 （污染物质及其代谢物质向机体外转运过程）排泄器官：肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等。肾排泄 -污染物质经过肾随尿而排出过程。胆汁排泄 -主要由消化管及其它路径吸收污染物质，经血液抵达肝脏，以原物或其代谢物和胆汁一起分泌至十二指肠，经小肠至大肠内，再排出体外过程。7第7页污染物质机体积累与转化污染物质机体积累与转化蓄积蓄积 机体接触污染物质（若吸收超出排泄及其代谢转化），污染物质在体内逐增现象。蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄各量代数和。机体主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨酪。污染物质常与血浆蛋白结合而蓄积。蓄积部位中污染物质，常同血浆中游离型污染物质保持相对稳定平衡。8第8页物质经过生物膜方式物质经过生物膜方式-生物膜结构生物膜结构生物膜结构生物膜结构 9第9页物质经过生物膜方式物质经过生物膜方式膜孔滤过膜孔滤过 -直径小于膜孔水溶性物质，借助膜两侧静水压及渗透压经膜孔滤过。被动扩散被动扩散 -顺浓度梯度扩散经过有类脂层屏障生物膜。被动易化扩散被动易化扩散 -物质在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，经过生物膜，至低浓度侧解离出原物质过程。主动转运主动转运 -（消耗代谢能量）物质在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，经过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。胞吞和胞饮胞吞和胞饮 10第10页污染物质生物富集、放大和积累污染物质生物富集、放大和积累 生物富集 生物经过非吞食方式，从周围环境(水、土壤、大气)蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内浓度超出周围环境中浓度现象。生物富集用生物浓缩系数表示，即：BCF=Cb/Ce 式中：BCF：生物浓缩系数 Cb：某种元素或难降解物质在机体中浓度 Ce：某种元素或难降解物质在机体周围环境中浓度。11第11页污染物质生物富集、放大和积累污染物质生物富集、放大和积累生物放大生物放大 同一食物链高营养级生物，经过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其机体内浓度随营养级数提升而增大现象。生物放大程度用生物浓缩系数表示。生物积累生物积累 生物从周围环境(水、土壤、大气)和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中浓度超出周围环境中浓度现象。生物积累也用生物浓缩系数表示。12第12页污染物质生物转化污染物质生物转化 物质在生物作用下化学改变称为生物转化或代谢(转化)。微生物能够催化转化或降解有机污染物。生物转化、化学转化和光化学转化组成污染物质在环境中主要转化类型。水环境微生物类群水环境微生物类群 细菌、真菌和藻细菌分类细菌分类 自养生物和异养生物 好氧细菌及厌氧细菌13第13页污染物质生物转化污染物质生物转化生物转化酶生物转化酶 酶是一类由细胞制造和分泌、以蛋白质为主要成份、含有催化活性生物催化剂。酶种类有2103各种。酶分为胞外酶和胞内酶两大类。（依据催化反应类型）酶-氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。（按照成份）酶-单成份酶和双成份酶两大类14第14页污染物质毒性污染物质毒性毒物毒物-进入生物机体进入生物机体-使体液和组织发生生物化学改变，干扰或破使体液和组织发生生物化学改变，干扰或破坏机体正常生理功效，引发暂时性或持久性病理损害，甚至危及生命坏机体正常生理功效，引发暂时性或持久性病理损害，甚至危及生命物质。物质。按作用于机体主要部位可分为作用于神经系统、造血系统、心血管系统、呼吸系统、肝、肾、眼、皮肤毒物等。依据作用性质，毒物可分为刺激性、腐蚀性、窒息性、致突变、致癌、致畸、致敏毒物等。15第15页污染物质毒性污染物质毒性-毒性影响原因毒性影响原因（1 1）毒物化学结构及理化性质）毒物化学结构及理化性质（2 2）毒物所处基体原因）毒物所处基体原因（3 3）机体暴露于毒物情况）机体暴露于毒物情况（4 4）生物原因）生物原因（5 5）生物所处环境）生物所处环境 16第16页污染物质毒性污染物质毒性 毒物剂量（浓度）与引发个体生物学改变，如脑电、心电、血象、免疫功效、酶活性等改变称为效应；引发群体改变，如肿瘤或其它损害发生率、死亡率等改变称为反应。毒物剂量（浓度）与反（效）应改变之间关系 -剂量反剂量反(效效)应关系应关系 依据剂量（浓度）大小所引发毒作用快慢不一样，将毒作用分为急性急性、慢性慢性和亚急亚急(或亚慢或亚慢)性性三种。17第17页污染物质毒性污染物质毒性 急性毒作用以半数有效剂量(ED50)或半数有效浓度(EC50)表示。ED50和EC50分别是毒物引发一群受试生物半数产生同一毒作用所需毒物剂量或毒物浓度。ED50或EC50数值越小，受试物质毒性越高，反之，则毒性越低。半数有效剂量或半数有效浓度，若以死亡率作为毒作用观察指标，则称为半数致死剂量(LD50)或半数致死浓度(LC50)。18第18页污染物质毒性污染物质毒性19第19页污染物质毒性污染物质毒性慢性毒作用慢性毒作用 以阈剂量（浓度）阈剂量（浓度）或最高允许剂量（浓度）（浓度）来表示。阈剂量（浓度）阈剂量（浓度）是指在长久暴露毒物下，会引发机体受损害最低剂量（浓度）。最高允许剂量（浓度）最高允许剂量（浓度）是指长久暴露在毒物下，不引发机体受损害最高剂量（浓度）（浓度）。20第20页污染物质毒性污染物质毒性-毒物联合作用毒物联合作用毒物联合作用毒物联合作用（1 1）协同作用）协同作用 -联合作用毒性，大于其中各个毒物成份单独作用毒性总和（2 2）相加作用）相加作用 -联合作用毒性，等于其中各毒物成份单独作用毒性总和（3 3）独立作用）独立作用 -独立作用毒性低于相加作用（4 4）拮抗作用）拮抗作用 -联合作用毒性，小于其中各毒物成份单独作用毒性总和 21第21页污染物质毒性污染物质毒性-毒作用过程毒作用过程毒作用过程毒作用过程（1）毒物机体吸收体液，分布、代谢转化排泄。（2）毒物或活性代谢产物与其受体进行原发反应 -使受体改性生物化学效应使受体改性生物化学效应（3）病理生理继发反应 -在整体条件下可观察到毒作用生理和在整体条件下可观察到毒作用生理和(或或)行为反应（致毒行为反应（致毒症状）症状）22第22页污染物质毒性污染物质毒性-毒作用生物化学机制毒作用生物化学机制毒作用生物化学机制毒作用生物化学机制 酶活性抑制 毒物进入机体，一方面在酶催化下进行代谢转化；其次也可干扰酶正常作用，包括酶活性、数量等，从而有可能导致机体损害。干扰酶作用（1）对酶活性抑制（2）重金属离子与含巯基酶结合 23第23页污染物质毒性污染物质毒性 致突变作用致突变作用 生物细胞内DNA改变，引发遗传特征突变作用。含有致突变作用污染物质称为致突变物。致突变作用分为基因突变基因突变和染色体突变染色体突变两类。致癌作用致癌作用 致癌是体细胞不受控制生长。能在动物和人体中引发致癌物质称为致癌物。致癌物依据性质可分为化学化学(性性)致癌物、物理性致癌物致癌物、物理性致癌物(如如x-x-射线、射线、放射性核素氨放射性核素氨)和生物性致癌物和生物性致癌物(如一些致癌病毒如一些致癌病毒)。24第24页污染物质毒性污染物质毒性致畸作用致畸作用 人或动物在胚胎发育过程中因为各种原因所形成形态结构异常，称为先天性畸形或畸胎。遗传原因、物理原因(如电离辐射)、化学原因、生物原因(如一些病毒)，母体营养缺乏或内分泌障碍等都可引发先天性畸形，并称为致畸作用。25第25页