从吸烟危害健康看遗传物质的作用课件

吸 烟 一、烟 香烟，是烟草制品的一种。制法是 把烟草烤干后切丝，然后以纸卷成 长约120mm，直径10mm的圆桶形 条状。吸食时把其中一端点燃，然 后在另一端用口吸咄产生的烟雾。 雪茄是以烟草卷成圆桶形条状吸 食。香烟最初在土耳其一带流行， 当地的人喜欢把烟丝以报纸卷起来 吸食。在克里米亚战争中，英国士 兵从当时的鄂图曼帝国士兵中学会 了吸食方法，之后传播到不同地 方。 二、吸烟在中国的传播 清代前期，商品经济已经有了显著的发展 ，烟草广泛流传和迅速普及。 清代妇女吸烟相当普遍，这使吸烟者队伍 进一步扩大。 康熙中叶以后，吸闻鼻烟的习惯逐渐在民 间流传开来。 三、吸烟的危害 烟中具有大量的有害物质 醛类、氮化物、烯烃类，这些物质对呼吸道有刺 激作用。 尼古丁类，可刺激交感神经，引起血管内膜损 害。 胺类、氰化物和重金属，这些均属毒性物质。 苯丙芘、砷、镉、甲基肼、氨基酚、其他放射性 物质。这些物质均有致癌作用。 酚类化合物和甲醛等，这些物质具有加速癌变的 作用。 一氧化碳能减低红血球将氧输送到全身去能力。 三、吸烟的危害 1、致癌作用 吸烟致癌已经公认。流行病学调查表明，吸 烟是肺癌的重要致病因素之一，特别是鳞状 上皮细胞癌和小细胞未分化癌。吸烟者患肺 癌的危险性是不吸烟者的13倍，如果每日吸 烟在35支以上，则其危险性比不吸烟者高45 倍。吸烟者肺癌死亡率比不吸烟者高1013 倍。肺癌死亡人数中约85由吸烟造成。 三、吸烟的危害 2、对心、脑血管的影响 许多研究认为，吸烟是许多心、脑血管疾病 的主要危险因素，吸烟者的冠心病、高血压 病、脑血管病及周围血管病的发病率均明显 升高。 三、吸烟的危害 3、对呼吸道的影响 吸烟是慢性支气管炎、肺气肿和慢性气道阻 塞的主要诱因之一。实验研究发现，长期吸 烟可使支气管粘膜的纤毛受损、变短，影响 纤毛的清除功能。此外，粘膜下腺体增生、 肥大，粘液分泌增多，成分也有改变，容易 阻塞细支气管。 三、吸烟的危害 4、对消化道的影响 吸烟可引起胃酸分泌增加，一般比不吸烟者 增加915，并能抑制胰腺分泌碳酸氢钠， 致使十二指肠酸负荷增加，诱发溃疡。烟草 中烟碱可使幽门括约肌张力降低，使胆汁易 于返流，从而削弱胃、十二指肠粘膜的防御 因子，促使慢性炎症及溃疡发生，并使原有 溃疡延迟愈合。此外，吸烟可降低食管下括 约肌的张力，易造成返流性食管炎。 三、吸烟的危害 5、其他 吸烟对妇女的危害更甚于男性，吸烟妇女可引 起月经紊乱、受孕困难、宫外孕、雌激素低 下、骨质疏松以及更年期提前。孕妇吸烟易引 起自发性流产、胎儿发育迟缓和新生儿低体 重。其他如早产、死产、胎盘早期剥离、前置 胎盘等均可能与吸烟有关。 三、吸烟的危害 5、其他 吸烟还可造成睾丸功能的损伤、男子性功能减 退和性功能障碍，导致男性不育症。 老年人吸烟可引起黄斑变性，这可能是由于动 脉硬化和血小板聚集率增加，促使局部缺氧所 致。 三、吸烟的危害 6、被动吸烟 是指生活和工作在吸烟者周围的人们，不自觉地吸进 烟雾尘粒和各种有毒物质。被动吸烟者所吸入的有害 物质浓度并不比吸烟者为低。研究发现，经常在工作 场所被动吸烟的妇女，其冠心病发病率高于工作场所 没有或很少被动吸烟者，而被动吸烟的男性，其阳痿 发病率也明显高于没有或很少被动吸烟者。据国际性 的抽样调查证实，吸烟致癌患者中的50是被动吸烟 者。大量流行病学调查表明，丈夫吸烟的妻子的肺癌 患病率为丈夫不吸烟的1634倍。孕妇被动吸烟 可影响胎儿的正常生长发育。有学者分析了5000多名 孕妇后发现，当丈夫每天吸烟10支以上时，其胎儿产 前死亡率增加65。母亲吸烟更易导致儿童多动症， 吸烟家庭儿童患呼吸道疾病的比不吸烟家庭为多。 三、吸烟的危害 7、环境污染 从大气污染的角度看，在一般通风不良而吸烟者又较 多的地方，那里每一亳升烟雾里含有50亿个烟尘颗料，它 是平常空气中所含尘埃微粒的5万倍。那里一氧化碳的浓 度超过工业允许阈值的840倍。大量的一氧化碳存在使人 精神疲惫，劳动效率降低，血液中碳氧血红蛋白浓度可上 升到中等中毒程度。 烟雾中含有许多致病物质，如烟碱、二氧化氮、氢氰 酸、丙烯醛、砷、铅、汞等。据国外分析，烟雾中上述各 种物质的浓度远远超过工业许可阈值（表1），而后者是 先进工业国家规定工人接触有害气体的最高浓度。卷烟烟 雾对人群的危害超过工业污染的化学气体。 三、吸烟的危害 8、烟头的危害 意大利新技术、能源与经济可持续发展署（ENEA)于1 月21日举办“吸烟与环境”专题研讨会，会上发布了 ENEA与雷焦艾米利亚（Reggio-Emilia)地方卫生署合作完成 的一项研究成果，称废弃烟头对于环境的危害应该引起重 视。 研究表明，每点燃一支香烟，将释放4000种有毒有害 物质，其中部分毒害成分将残存于废弃烟头中，包括氨、 醋酸、钋-210(Po-210)、醋酸纤维素以及塑料材料。尽管单 个烟头中的有害成分含量不高，但由于废弃烟头总量庞大 ，其对环境的危害不容忽视：据统计，意大利约有1300万 吸烟者，每年产生约720亿个废弃烟头，将释放约324吨尼 古丁、18亿贝克（bq)钋-210、1800吨挥发性有机化合物、 21.6吨有毒气体、1440吨焦油和12240吨醋酸纤维素。 遗传物质的作用遗传物质的作用 一、遗传物质及其作用原理简述 二、吸烟对遗传物质的影响 遗传物质 一、遗传物质及作用一、遗传物质及作用 遗传物质 亲代与子代之间传递遗传信息的物质。 遗传物质的基本特性是：相对的稳定性,能 自我复制,前后代保持一定的连续性并能产 生可遗传的变异。 除一部分病毒的遗传物质是RNA外，其余 的病毒以及全部具典型细胞结构的生物的 遗传物质都是DNA。 人类对遗传物质的探索 肺炎双球菌转化实验 人类对遗传物质的探索 T2噬菌体实验 探索遗传物质的经典实验 艾弗里实验 格里菲思实验 T2噬菌体实验 烟草花叶病毒实验 遗传物质的作用 (1)DNA的复制传递遗传信息 (2)基因控制蛋白质合成表达遗传信息 （1）DNA的复制 通过复制传递遗传信息是DNA的基本遗传 功能之一。 DNA的复制 DNA的复制是 指以亲代DNA 为模板合成 子代DNA的过 程。 双螺旋结构 DNA具有独特的双螺旋结构，编码信息的 碱基序列位于双螺旋结构内侧， 复制过程 DNA具有的 碱基互补配 对的能力， 能够确保复 制准确无误 地进行 复制过程 DNA具有的 碱基互补配 对的能力， 能够确保复 制准确无误 地进行 AT CG 复制过程 DNA具有的 碱基互补配 对的能力， 能够确保复 制准确无误 地进行 受环境因素作用而改变的 可能性减少到最低限度， 因而可为复制提供一套完 整而精确的模板； （2）基因控制蛋白质的合成 转录以DNA分子为模板合成RNA 翻译以信使RNA为模板合成蛋白质 转录 转录 转录是指以DNA为模板合成RNA的过程。转 录是遗传信息表达的第一步，通过转录使编 码于基因序列中的遗传信息具有流动性，为 基因控制蛋白质合成创造条件。 与蛋白质合成有关的RNA有三种：信使RNA 、转运RNA和核糖体RNA，它们都是以DNA 为模板的转录产物。但是，转录并不是产生 RNA的唯一途径。信使RNA(简称mRNA)的转 录要点如下： 转录的过程 在细胞核内进行，以双链DNA分子的一条链为模板。作为模板转录 的链称为非信息链或反义链；不作模板转录的链称为信息链或有义 链。 转录在一系列RNA聚合酶催化下进行，以四种核糖核苷三磷酸(以 NTP表示)为原料。RNA聚合反应可用下面的反应式表示： XTP为 RNA链始端第一个核苷酸；PPi表示焦磷酸。 按照碱基互补配对原则进行转录时，DNA非信息链上的A、G、C、 T将分别转录成U、C、G、A，即转录形成的RNA单链与DNA模板 链互补，其碱基序列与DNA的信息链基本一致。因此说，转录成的 信使RNA单链携带着DNA信息链上的遗传信息。 信使RNA经过核膜孔进入细胞质，并与核糖体相结合。信使RNA的 这种流动性，使之在蛋白质合成中能够行使直接模板的作用。 翻译 翻译是指以信使RNA为模板，合成有一定 氨基酸序列的蛋白质肽链的过程。 mRNA 信使RNA是翻译过程的直接模板，每个三 联体密码子决定多钛链中的一个氨基酸， mRNA上氨基酸密码的序列则决定多肽链的 氨基酸序列。 tRNA tRNA是工具，它的一端能够携带某种氨基 酸，另一端由三个暴露碱基组成反密码子 ，能够通过碱基互补配对与mRNA上的密码 子相识别，并通过进位把氨基酸放置在核 糖体的合适位置上，从而把氨基酸连接起 来。 核糖体 核糖体是合成蛋白质的场所。核糖体有一个mRNA的结合 部位，并能从mRNA起始密码开始，逐一解读每个三联体 密码的遗传信息；核糖体上还有与携带氨基酸的转运 RNA(tRNA)相结合的部位，能够选择合适的tRNA 携带特 定氨基酸进位；此外，核糖体提供翻译过程所需的全部酶 活性，并参与肽链的延伸与释放。 翻译过程 概括说来，合成蛋白质肽链的过程是信使 RNA、转运RNA和核糖体三者协同作用的 过程。 蛋白质的作用 蛋白质的主要功能是作为生物体的结构成 分和调节新陈代谢活动，使遗传信息得到 表达 蛋白质的作用 1.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重 要物质，称为结构蛋白。 2.细胞内的化学反应离不开酶得催化，绝大 多数酶都是蛋白质。 3.有些蛋白质具有运输载体的功能。（血红 蛋白运输氧） 4.有些蛋白质起信息传递的作用，能够调 节机体的生命活动。（如，胰岛素） 5.有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是 蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗 原的侵害。 遗传物质作用原理的高度概括 克拉克中心法则 （三）DNA的损伤和修复 DNA的复制准确性 以DNA为模板按碱基配对进行DNA复制是一个严格 而精确的事件，但也不是完全不发生错误的。碱基 配对的错误频率约为10-1到10-2，在DNA复制酶 的作用下碱基错误配对频率降到约10-5-10-6，复制 过程中如有错误的核苷酸参入，DNA聚合酶还会暂 停催化作用，以其3-5外切核酸酶的活性切除错误 接上的核苷酸，然后再继续正确的复制，这种校正 作用广泛存在于原核和真核的DNA聚合酶中，可以 说是对DNA复制错误的修复形式，从而保证了复制 的准确性。但校正后的错配率仍约在10-10左右， 即每复制1010个核苷酸大概会有一个碱基的错 误。 DNA的自发性损伤 在DNA复制的过程中，任意环节出现问题 ，碱基错配率都会增高，尤其是DNA聚合 酶本身的功能变化，底物结构的改变，和 二价阳离子种类及含量的改变等。 DNA的损伤得几种表现 点突变 指DNA上单一碱基的变异。嘌呤替代嘌呤 （A与G之间的相互替代）、嘧啶替代嘧啶（C与T之间的替代 ）称为转换；嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换。 缺失 指DNA链上一个或一段核苷酸的消失。 插入 指一个或一段核苷酸插入到DNA链中。在为蛋白质编码的 序列中如缺失及插入的核苷酸数不是3的整倍数，则发生读框移 动，使其后所译读的氨基酸序列全部混乱，称为移码突变。 倒位或转位 指DNA链重组使其中一段核苷酸链方向倒置、或从一处迁 移到另一处。 DNA的自发性损伤 1、互变异构移位 碱基发生了烯醇式-酮式结构互变，造成碱 基配对发生改变，使复制后的子链上出现 错误。 DNA的自发性损伤 如图若 A以稀有的亚氨基形式出现，即可与C配对，经过 DNA的两轮复制，在1/4的子代分子中，A-T对变成了G-C 对。因此在DNA复制时，若模板上出现烯醇式或亚氨基异 构体时，子链上就可能产生错配的碱基对。 DNA的自发性损伤 2、自发脱氨基 DNA分子中碱基的环外氨基有时会自发脱落，使 碱基发生转换而影响配对。 但这种损伤不会扩大。 自发脱氨基作用 引起的碱基转换 DNA的自发性损伤 3、DNA复制的打滑 在DNA复制时，有时会出现模板链或新生链碱基 的滑出现象，被称作 DNA聚合酶的“打滑”。 这种错误易发生在模板上有碱基串联重复的部位 ，这些部位即使发生碱基的环出，后面的碱甚配 对仍然是正确的。 DNA的自发性损伤 DNA的自发性损伤 4、活性氧引起的DNA损伤 活性氧指反应活性很高的含氧自由基和H2O2，不 少含氧自由基可在细胞正常代谢过程中生成。含 氧自由基可造成碱基的氧化，如7, 8-二氢-8-氧鸟 嘌呤（7, 8-oxoG, GO）就是一种氧化碱基，可与 C或A配对，造成G-C T-A的颠换。 DNA聚合酶和大肠杆菌DNA聚合酶的校正活 性不能校正其错配，故这种损伤可以积累。 DNA的自发性损伤 H2O2是细胞呼吸的副产物，可促进生成胸腺嘧啶 乙二醇、胸苷乙二醇和羟甲基尿嘧啶等，造成 DNA的氧化损伤，但这类损伤一般能被修复。 糖的有些氧化产物 如6-磷酸葡萄糖也 能与DNA反应，引 起DNA结构的变化。 DNA的自发性损伤 5、碱基丢失 DNA在生理条件下可通过自发性水解，使嘌呤碱 和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架上脱落下来。 6、 碱基的烷基化 细胞内一些天然的烷基化试剂，如S-腺苷甲硫氨 酸，可使DNA分子中的某些碱基甲基化，造成碱 基错配，经DNA复制，形成碱基对的改变。 外界因素对DNA的损伤 物理因素电离辐射、紫外线 化学因素： 1、碱基类似物。碱基类似物能在DNA复制时取代 正常碱基与模板链的碱基配对，从而掺人DNA。 2、碱基的修饰剂。某些化学物质通过对DNA分子 上碱基的修饰改变其配对性质。 3、嵌入染料。嵌入染料的插入，可造成DNA两条 链的错位。 DNA的修复和校正系统（略） 细胞内存在十分完善的DNA损伤修复系统 ，以保障遗传物质的稳定性。不同类型的 DNA损伤，由不同的途径进行修复。 根据修复的机理，DNA损伤的修复一般可 分为直接修复、切除修复、双链断裂修 复、易错修复和重组修复等几类。 二、吸烟对遗传物质的影响 吸烟对遗传物质的影响 吸烟危害健康，除了是因为它导致细胞活 性下降以外，还因为它对遗传物质有严重 的影响。 吸烟对遗传物质的影响 一、吸烟损伤细胞基因。 香烟含有许多有毒、致癌物质，这些有毒、致癌 物无孔不入，最拿手的把戏是会“钻入”基因碱 基中，破坏脱氧核糖核酸（DNA）的结构，影响 DNA的正常复制，从而影响遗传信息的正常传 递。 如果被损害的DNA没能得到及时的修复，就会将 有病的基因转交给子代细胞。例如吸烟可能对生 殖细胞造成严重损伤，其基因缺陷可能导致产生 畸形后代。 吸烟对遗传物质的影响 还有可能成为潜在性的癌细胞，当受到其 它因素的作用后，癌细胞就发生大量增殖 而形成癌肿。 吸烟对遗传物质的影响 在香烟烟雾对机体毒性作用中，氧化活性产物和 活性氧分子造成细胞膜氧化损伤是其中的一个重 要环节. 香烟烟毒溶于水或食物中脂质过氧化物所产生的 “活性氧”，可直接作用于DNA，使DNA链断裂