污染物对生物的影响及物理因素对生物体的损伤ppt课件

1、第四章污染物对生物的影响，2、生物系统各级生物科学水平、生态系统群落个体器官系统器官组织细胞细胞器生物分子，3、 纲要第1节污染物质影响生物化学和分子水平第2节污染物质影响细胞球和器官水平第3节污染物质影响个体水平第4节污染物质影响种群和群落水平第5节污染物质影响生物多样性第6节污染物质影响人类健康第4节污染物质进入生物体内引起的生物化学变化， 防护性生化反应和非防护性生化反应、表2.1对污染物的防护性和非防护性生化反应，5，乙酰胆碱酯酶简称AchE，具有羧肽酶和氨肽酶活性。 乙酰胆碱酯酶参与细胞球的发育和成熟，促进神经元的发育和神经再生。 有机磷酸酯类化合物类和氨基甲酸酯类杀虫剂抑制了乙酰胆

2、碱酯酶的活性，无法将神经元间传导胆碱能系统分解成胆碱和冰乙酸，阻断了神经传导导致昆虫死亡。 6，7，第一节污染物对生化和分子水平的影响，1.1对生物酶催化剂的影响1.2对生物大分子的影响，8， 1.1污染物对机体酶催化剂的影响，a .阻碍酶催化剂污染物诱导酶活性的反应历程，9混合功能氧化酶(MFO )组成：细胞球色素P450，细胞球色素还原酶催化剂，磷脂功能：解毒、毒性的应用于环境监测：生物标记物抗氧化防御系统酶组成： SOD、GPx、Ct、GSTs、GSH， VC、VE等功能：氧化活性物质(自由基)、解毒、1.0、甲混合功能氧化酶(MFO) MFO是污染物在体内进行生物转化相过程中的重要酶体

3、系，对人工化学品的解毒起了重要的作用。 MFO对生物转化的反应特性相同，但基质、产物的化学特性差异很大，即具有很多催化功能。 1.1、混合功能氧化酶(MFO )作用：MFO存在于所有脊椎动物和绝大多数无脊椎动物中，其作用是代谢无极性亲油性有机化合物，包括内因性化合物和外源性化合物。 从解毒作用来看，许多外来化合物进入体内，经过MFO作用发生各种变化，多形成低毒性、易溶解的代谢产物排出体外。 但是，也有人变成高毒或致癌物质。1.2、b .抗氧化防御系统酶催化剂、防需氧生物发展的过氧化损伤的酶催化剂系统。 超氧化物歧化酶(SOD )谷胱甘肽氧化酶催化剂(G P x )过氧化氢酶催化剂(Ct )氧化

4、活性物质主要有OH、O2-、h2o2、1.3、氧化活性物质的控制和消除，而体内产生的氧化活性物质可由抗氧化防御系统控制，消除活性氧对机体的损伤。 稠环芳烃、聚氯联苯等污染物质在生物体内进行生物转化时会产生大量的氧化活性物质。 在一定程度上，这些个的氧化活性物质被体内的抗氧化防御系统去除。 但如果体内抗氧化防御系统不能清除这些个的氧化活性物质，它们就会引起DNA链断裂、脂质过氧化、酶催化剂蛋白失活等，从而引起机体的氧化应激及氧毒性。 1.4、超氧化物歧化酶(SOD)o2-SODh2o2h谷胱甘肽氧化酶催化剂(G P x) 2GSH H2O2 GPX GSSG 2H2过氧化氢酶催化剂(Ct) 2H

5、2O2 Ct 2H2O O2，1.5，c .谷胱甘肽转移酶(GSTs )是相过程中的重要酶催化剂，具有多种同工酶可以由有机氯元素农药、稠环芳烃、聚氯联苯等衍生出来。 大姨妈作用：与不同的亲电性化合物和代谢产物结合形成水溶性化合物，容易排出。 抑制1.6、b酶催化剂的作用不可逆抑制不可逆抑制不竞争抑制、1.7、不可逆抑制作用的抑制剂以共价键结合到酶的活性中心功能化学基，使酶催化剂活性降低或丧失。 失去活性的酶催化剂不能用透析、过滤等物理方法来解除。1.8、某些重金属(Hg、Ag、Pb 2)对巯基酶催化剂的作用、有机磷农药对胆碱酯酶的抑制。不可逆抑制、1.9、可逆抑制：抑制剂以非共价键与酶催化剂结

6、合，可通过物理方法解除。 非网络冲突抑制：由于阻化剂与酶活力中心以外的化学基可逆结合(不网络冲突基质和酶活力中心)，所以酶催化剂和阻化剂在形成EI后，也可以与基质结合形成EIS。 竞争抑制：阻化剂的化学结构与酶催化剂作用的底物非常相似，可以与酶的活性中心结合，两者对酶催化剂的结合具有竞争作用。2.0、污染物对酶催化剂辅助因子的影响，与酶催化剂辅助因子金属络离子起作用，使辅助因子失活，从而影响酶催化剂的活性。 例如，氰化物等会与细胞色素酶催化剂中的铁元素络离子结合，形成稳定的配合物，抑制细胞色素的酶活力，使电子不能传递，就会中断细胞球内的氧化代谢过程，使机体不能利用氧，出现内窒息性缺氧。 影响酶

7、活力中心的污染物还可与汞和砷等其他酶催化剂活化基团结合，失去酶催化剂活性。 总结：污染物抑制机体内酶催化剂的方式、破坏2.1、酶催化剂结构的污染物置换部分酶催化剂分子，丧失酶催化剂活性。 铍的毒作用反应历程是通过取代酶催化剂分子的镁和锰，破坏酶催化剂的正常结构，失去酶催化剂的活性。 与酶活力化剂起作用的酶催化剂中也有需要活性剂的。 酶活力化剂常常是金属络离子，与活性剂起作用的污染物抑制酶活力。2.2、1.2污染物对生物高分子的影响、污染物对生物高分子的影响反应历程的共价键理论：污染物及其活性代谢产物与核酸、蛋白质和脂质等结合后产生不同的生物科学效应，2.3、1.2污染物对生物高分子的影响污染物

8、对蛋白质的影响， 蛋白质的化学损伤会诱发生物生成功能蛋白污染物质(如金属硫蛋白)污染物质对DNA的影响，造成DNA结构变化(如碱基置换、丧失、连锁破坏) DNA损伤修复(如光修复、切除修复、SOS修复)脂质过氧化造成的胞质膜和亚胞质膜损伤(如细胞破裂) 2.4第二节污染物在细胞球和器官水平的影响，对细胞球的影响对组织器官的影响，2.5，2.1污染物对细胞球的影响，对胞质膜的影响由过氧化引起的胞质膜损伤对细胞膜通透性细胞的影响线粒体：结构和功能变化的内质网：结构破坏，核糖体脱落等细胞：溶体(细胞自溶) 26 2.2污染物对组织器官的影响，靶器官：污染物直接作用的器官效应器官：显示中毒症状的器官蓄

9、积器官：污染物对体内蓄积的部位、2.7、组织器官的影响在植物、叶面出现点、单侧伤害斑，叶、蕾、花、果实等脱落对动物造成影响，以重金属污染为例，金属铅损害造血器官和神经系统、2.8、第三节污染物在个体水平的影响、污染物在植物个体水平的影响：主要是生长缓慢、发育抑制、失绿黄化、早衰等污染物在动物个体水平的影响：主要是死亡、行为的变化、繁殖的降低、生长和发育的抑制、疾病易感性的增加、代谢率的变化、 2.9个体死亡对个体行为的影响有： 3.0，3.1污染物引起个体死亡，测定死亡指标死亡率：死亡比例大小，做评估污染物毒性大小的生物科学指标不同的污染物，同种生物，死亡率不同相同的污染物，生物，死亡率不同。

10、50%死亡枝角类软体动物铜5-300 ug/L 40-9000 ug/L水银0.02-40 ug/L 90-2000 ug/L，3.1，3.2， 3.1污染物影响个体死亡致死量的因素污染物的种类、理化性质和作用时间生物的种类、状态和个体差异环境要素：温度、pH、光、营养等多种污染物的综合作用，3.3，3.2污染物对个体行为的影响，行为毒性(Behavioral Toxicity )是污染物或其他因素(温度、光、营养等) 水环境污染影响的生物行为：的回避、捕食、警戒、学习、社会行为、3.4、3.2污染物对个人行为的影响、回避行为的定义：生物积极避开污染区域、转移到清洁区域的行为回避行为的效果：改

11、变生态系统中的生物分布，原来的生态平衡影响回避行为的因素：污染物的种类， 生物种类和状态、环境因素3.5、3.2污染物对个人行为的影响、捕食行为被破坏的效应生物生物获取资源减少、生长、发育和繁殖造成捕食行为被破坏的原因污染物影响掠食者的感觉和战略类污染物对掠食者运动系污染物的消化，3.6、3.2污染物对个人行为的影响， 警戒行为被破坏的结果容易被捕食，死亡率上升，个体群数的减少对鸟类行为的影响有机磷农药影响鸟的神经系统，导致鸟的平衡和协调性的损害。 受污染鸟类表明领土无法失控或照顾后代。3.7、3.3污染物对繁殖的影响、效果：产卵(仔)数、孵化数、幼体成活率下降、繁殖行为变化等水环境污染对鱼类

12、繁殖的影响部位(阶段)配子胚胎幼体、3.8、概念：环境激素(environmentalendocrinedisrupters )与动物也称为外来性雌性激素和环境内分泌干扰物。3.3污染物对繁殖的影响、3.9、3.3污染物对繁殖的影响、环境激素种类和特性天然和合成雌性激素植物雌性激素具有雌性激素活性的环境化学物质广泛分布的主要污染物，野生动物繁殖障碍污染饮用水，危害人类生殖健康，诱发癌变，40， 科学研究表明，目前在社会生活中对人和动物具有荷尔蒙激素观作用的有害物已经发现至少300种以上。 常见的环境激素包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴二苯醚(PBDEs )、六溴环十二烷(HBCD )、戴奥

13、辛(dioxin )、双酚基丙烷(A(Bisphenol A )及其诱导体、 作为聚氯联苯(PCB )、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚(APE )、壬基酚(NP )等环境污染物中的镉(Cd )、金属铅(Pb )、水银(Hg ) 、4.1、海水化学污染雄性鱼类的变性，2005年1.1月1.6日02:22现代速报报道，新华社洛杉矶1.1月1.4日的电美国科学家的最新研究表明，在洛杉矶附近海域捕获的鱼类出现了奇怪的“变性”现象，有些雄性鱼使卵巢生长，也带有卵子。 根据美国加利福尼亚大学河边学校等研究机构在1.4发表的3个研究成果，在洛杉矶附近的橙色海域捕获的比目鱼和鲈鱼中，雄性的3分之2正在产生

14、雌性的蛋白质。 据生态家的舒兰克报道，洛杉矶周边地区每天都向附近的海域排放大量的污水。 研究者从海水中检测出了数十种荷尔蒙激素化学物质。 这样的化学污染物质产生相当于雌性激素的效果，是使海中的雄性鱼“雌性化”的原因。4.2、北极熊性畸变，挪威科学家调查北极熊9.0，4只幼熊有雄性生殖器和雌性生殖器，为两性熊。他们对在先也进行过调查，偶尔也看到过雌雄同体的北极熊，没有那么高的比例。 经过环境检测，他们认为这一现象与环境被环境激素有机氯元素农药和聚氯联苯污染有关。 北极熊和人类一样位于食物链的上层。 有机氯元素农药积蓄在海鱼的内脏，海豹的饵料鱼，有机氯元素农药再堆积在海豹脂肪中，北极熊的主要食物是

15、海豹，有机氯元素农药积蓄在北极熊体内，阻碍了熊体的分泌系统，打乱了生殖系统，使熊小盆友发生两性歪曲。 在北极熊的体内检测出了高水平的有机氯化合物。4.3、长江食野生鱼因化学污染早熟原因报告，2010年8月2.5，某国际环境保护组织以2.4网页报纸毒为题发表了长江鱼体内隐藏的有毒有害物质调查报告。 据调查报告，在长江上、中、下游不同城市采集的鲤鱼和鲱鱼体内检测出被称为“环境激素”的壬基酚和辛基苯酚，这两种物质引起雌性早熟等性发育和生殖系统的问题。 2.8记者从整个调研报告发现，来自重庆、武汉、南京、鞍山四市的野生鲤鱼和鲱鱼体内检出了国际关注的持久性有机污染物全氟辛烷磺酸，部分鱼体内检出了水银、金

16、属铅、镉等重金属。 “壬基酚和辛基苯酚是洗衣粉、机织物制品和皮革油漆作常见的化学原料，是环境激素，即影响内分泌、影响性发育水平的内分泌干扰素。4.4、3.4污染物对生长和发育的影响，生长指示器(Scope for Growth，SFG) P=A - (R U ) SFG=食物中得到的能量- (呼吸消散的能量)生长不良(SFG减少)原因a减少R(U )增大在日本海域大量的s型海鱼灾害因污染造成的4.6，5月2.7日的Science新闻消息栏，详细报道了北京牌高等院校城市和环境学院胡建英课题组在美国科学院杂志(PNAS )上发表的研究性论文。 本文研究发现，我国级保护动物稀有濒危种野生中华鲇幼鱼出

17、现严重畸形现象，其中眼缺陷发生率为1.2%，身体畸形发生率为6.3%。 经一系列研究证实，该畸形现象与广泛应用于船舶涂料、木材防腐的含锡化合物三苯基锡有关。 4.7“一只青蛙，两只眼睛，四条腿，两只青蛙，四只眼睛，八条腿”青蛙八条腿？4.8、汉江小怪兽：因为美军遗体安置所违反，在汉江中投入了大量变质甲醛，导致汉江水质污染，水中生物发生了变异。 三年五载后的一天，这个变异的小怪兽冲出水面攻击周边的人们。 4.9、化学物质不一定危险。 我怎么知道你得到的东西是否危险？ 两种安全信息查询途径： ICSC (世界卫生组织制作的国际化学品安全卡，对外汉语网站) MSDS (材料材料安全数据表，对外汉语网站)。 从中可以了解到不同化学物质的安全性、毒性、在化学工业中的特性。5.0、第四节污染物对种群和群落水平的影响、对生物种群的影响、5.1、4.1污染物对生物种群的影响