生物体内污染物质的运动过程及毒性讲稿.ppt

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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级第一页，讲稿共七十三页哦第一节第一节 物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式生物膜的结构生物膜的结构(Constitution of Biological Membrane)生物膜主要是磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的。生物膜主要是磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的。第二页，讲稿共七十三页哦第一节第一节 物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式 1、膜孔滤过、膜孔滤过 2 2、被动扩散、被动扩散 3、被动易化扩散、被动易化扩散 4、主动转运、主动转

2、运 5、胞吞和胞饮、胞吞和胞饮呈现特异性选择；呈现特异性选择；是正常的营养物质及其代谢产物通过生是正常的营养物质及其代谢产物通过生物膜的主要方式。物膜的主要方式。大多数物质通过生物膜的方式。大多数物质通过生物膜的方式。具体以何种方式通过生物膜，主要取决于机体各组织生物膜的特性具体以何种方式通过生物膜，主要取决于机体各组织生物膜的特性和物质的结构、理化性质。和物质的结构、理化性质。第三页，讲稿共七十三页哦第二节第二节 污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的转运 (Transport of Pollutant in Bodies)污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。污染物质

3、在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。转运转运转运转运吸收吸收吸收吸收(主要途径主要途径主要途径主要途径:消化管消化管消化管消化管,呼吸道呼吸道呼吸道呼吸道,皮肤皮肤皮肤皮肤)分布分布分布分布(受膜通透性受膜通透性受膜通透性受膜通透性,组织血流速度决定组织血流速度决定组织血流速度决定组织血流速度决定)排泄排泄排泄排泄(主要途径主要途径主要途径主要途径:肾肾肾肾,肝肝肝肝,胆胆胆胆,肠肠肠肠,肺肺肺肺,外分泌腺等外分泌腺等外分泌腺等外分泌腺等)消除消除消除消除排泄排泄排

4、泄排泄(主要途径主要途径主要途径主要途径:肾肾肾肾,肝肝肝肝,胆胆胆胆,肠肠肠肠,肺肺肺肺,外分泌腺等外分泌腺等外分泌腺等外分泌腺等)转化转化转化转化蓄积蓄积蓄积蓄积第四页，讲稿共七十三页哦第二节第二节 污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的转运 (Transport of Pollutant in Bodies)吸收吸收(Adsorption)吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过程。程。程。程。消化管消化

5、管消化管消化管是吸收污染物质最主要的途径；是吸收污染物质最主要的途径；是吸收污染物质最主要的途径；是吸收污染物质最主要的途径；呼吸管呼吸管呼吸管呼吸管是吸收大气污染物的主要途径；是吸收大气污染物的主要途径；是吸收大气污染物的主要途径；是吸收大气污染物的主要途径；皮肤皮肤皮肤皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径；吸收是不少污染物质进入机体的途径；吸收是不少污染物质进入机体的途径；吸收是不少污染物质进入机体的途径；分布分布(Distribution)(Distribution)分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转分布是指污

6、染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反复等过程。复等过程。复等过程。复等过程。第五页，讲稿共七十三页哦第二节第二节 污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的转运 (Transport of Pollutant in Bodies)排泄排泄排泄排泄(Excretion)(Excretion)排泄是污染物质及其代谢

7、物质向机体外的转运过程。排泄器官以排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官以排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官以排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官以肾和肝胆为主。肾和肝胆为主。肾和肝胆为主。肾和肝胆为主。1 1、肾排泄肾排泄肾排泄肾排泄 (Renal Excretion)(Renal Excretion)2 2、肝胆系统的胆汁排泄肝胆系统的胆汁排泄肝胆系统的胆汁排泄肝胆系统的胆汁排泄 (Biliary Excretion)(Biliary Excretion)3 3、肠道排泄肠道排泄肠道排泄肠道排泄 (Enterohepatic Excre

8、tion)(Enterohepatic Excretion)蓄积蓄积 (Accumulation)(Accumulation)机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现该机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现该机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现该机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现该污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。污染物的蓄积部位和毒性作用部位不一定相同。污染物的蓄积部位和毒性作

9、用部位不一定相同。污染物的蓄积部位和毒性作用部位不一定相同。污染物的蓄积部位和毒性作用部位不一定相同。有些污染物由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收，该现象称为肠肝循环。能进行肠肝循环的污染物，呈高脂溶性，通常在体内停留时间较长。如DDT在脂肪组织中蓄积，而毒性作用部位是神经系统及其他脏器。铅集中于骨骼，而毒性作用部位在造血系统，神经系统及胃肠系统。第六页，讲稿共七十三页哦第三节第三节 污染物质的生物富集、放大和积累污染物质的生物富集、放大和积累生物富集生物富集(Biological Concentration)(Biological Concentration)生物通过生物通过生物通过生物通

10、过非吞食方式非吞食方式非吞食方式非吞食方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。生物浓缩系数生物浓缩系数生物浓缩系数生物浓缩系数(Bioconcentration Factor)：影响影响BCF的因素的因素物质性质：降解性、脂溶性、水溶性等物质性质：降解性、脂溶性、水溶性等生物特征：种类、大小、性别、器官、生

11、长发生物特征：种类、大小、性别、器官、生长发育阶段等育阶段等环境条件：温度、盐度、环境条件：温度、盐度、pH、氧含量等、氧含量等第七页，讲稿共七十三页哦第三节第三节 污染物质的生物富集、放大和积累污染物质的生物富集、放大和积累生物放大生物放大生物放大生物放大(Biomagnification)同一食物链上的高营养级生物，通过同一食物链上的高营养级生物，通过同一食物链上的高营养级生物，通过同一食物链上的高营养级生物，通过吞食吞食吞食吞食低营养级生物富集某种元低营养级生物富集某种元低营养级生物富集某种元低营养级生物富集某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的素或难降解物质，使

12、其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。现象。现象。现象。生物放大并不是在所有条件下都能发生生物放大并不是在所有条件下都能发生生物放大并不是在所有条件下都能发生生物放大并不是在所有条件下都能发生生物积累生物积累生物积累生物积累(Bioaccumulation Process)(Bioaccumulation Process)生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓生物从周围环境和食物链蓄积某种

13、元素或难降解物质，使其在机体中的浓生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。度超过周围环境中浓度的现象。度超过周围环境中浓度的现象。度超过周围环境中浓度的现象。在北极地区地衣 北美驯鹿 狼的食物链上，明显存在着Cs生物放大现象。据文献报道：有些物质只能沿食物链传递，不能沿食物链放大；有些物质既不能沿食物链传递，也不能放大。第九页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)1、生物转化中的酶；、生物转化中的酶；4、耗氧有机污染物质的微生物降解；、耗

14、氧有机污染物质的微生物降解；7、氮及硫的微生物转化；、氮及硫的微生物转化；主主要要内内容容2、若干重要辅酶的功能；、若干重要辅酶的功能；3、生物氧化过程中的氢传递过程；、生物氧化过程中的氢传递过程；6、有毒有机污染物质的微生物降解；、有毒有机污染物质的微生物降解；5、有毒有机污染物质生物转化类型；、有毒有机污染物质生物转化类型；8、重金属元素的微生物转化；、重金属元素的微生物转化；第十页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶一、生物转化

15、中的酶(Enzyme in Biotransformation)(Enzyme in Biotransformation)酶酶酶酶(EnzymeEnzyme)：一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分的、具有：一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分的、具有：一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分的、具有：一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分的、具有催化活性的生物催化剂。催化活性的生物催化剂。催化活性的生物催化剂。催化活性的生物催化剂。酶催化作用的特点：酶催化作用的特点：酶催化作用的特点：酶催化作用的特点：1 1、催化专一性高、催化专一性高、催化专一性高、催化专一性高 2 2、酶

16、催化效率高、酶催化效率高、酶催化效率高、酶催化效率高 3 3、酶催化需要温和的外界条件、酶催化需要温和的外界条件、酶催化需要温和的外界条件、酶催化需要温和的外界条件第十一页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶(Enzyme in Biotransformation)(Enzyme in Biotransformation)催化作用催化作用催化作用催化作用的场所的场所的场所的场所催化反应的催化反应的催化反应的催化反应的

17、类型类型类型类型成分成分成分成分酶的分类酶的分类胞外酶胞外酶胞内酶胞内酶氧化还原酶氧化还原酶水解酶水解酶裂解酶裂解酶异构酶异构酶合成酶合成酶转移酶转移酶单成分酶单成分酶单成分酶单成分酶双成分酶（酶蛋白双成分酶（酶蛋白双成分酶（酶蛋白双成分酶（酶蛋白+辅酶）辅酶）辅酶）辅酶）在双成分酶催化反应时，一般是辅酶起着传递电子、原子或某些化学集团的功能，酶蛋白起着决定催化专一性和催化高效率的功能。因此，只有双成分酶的整体才具有酶的催化活性。第十二页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)二、若干重要辅

18、酶的功能二、若干重要辅酶的功能二、若干重要辅酶的功能二、若干重要辅酶的功能 (Effect of Some Important Coenzyme)1、FMN和和FAD2、NAD+和和NADP+3、辅酶、辅酶Q4、细胞色素酶系的辅酶、细胞色素酶系的辅酶5、辅酶、辅酶A第十三页，讲稿共七十三页哦FMNFMN（黄素单核苷酸）（黄素单核苷酸）（黄素单核苷酸）（黄素单核苷酸）FADFAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）（黄素腺嘌呤二核苷酸）（黄素腺嘌呤二核苷酸）（黄素腺嘌呤二核苷酸）FMN、FAD是氧化还是氧化还原酶的辅酶，在酶促反原酶的辅酶，在酶促反应中具有传递氢原子的应中具有传递氢原子的功能。功能。第十四页，

19、讲稿共七十三页哦NADNAD+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸第十五页，讲稿共七十三页哦NADPNADP+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸第十六页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)3.3.辅酶辅酶辅酶辅酶QQ，简写，简写，简写，简写CoQCoQ，是某些氧化还原酶的辅酶。，是某些氧化还原酶的辅酶。，是某些氧化还原酶的辅酶。，是某些氧化还原酶的辅酶。FMNFMN和和和和FADFA

20、D、NADNAD+和和和和NADP NADP+、辅酶、辅酶、辅酶、辅酶QQ的的的的作用均是在酶促反应中担作用均是在酶促反应中担作用均是在酶促反应中担作用均是在酶促反应中担任递氢的任务。任递氢的任务。任递氢的任务。任递氢的任务。如：如：如：如：第十七页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)4.4.细胞色素酶系的辅酶细胞色素酶系的辅酶细胞色素酶系的辅酶细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素主要有细胞色素主要有细胞色素主要有细胞色素b b、c c1 1、c c、a a和和和和a a3 3等几种，在反应

21、中担当等几种，在反应中担当等几种，在反应中担当等几种，在反应中担当传递电子的传递电子的传递电子的传递电子的作用。作用。作用。作用。辅酶辅酶辅酶辅酶A A是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着传递酰基传递酰基传递酰基传递酰基的作用的作用的作用的作用第十八页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)三、生物氧化中的氢传递过程三、生物氧化中的氢传递过程三、生物氧化中的氢传递过程三、生物氧化中的氢

22、传递过程 (Hydrogen Transfor Process in(Hydrogen Transfor Process in Biological Oxidation)Biological Oxidation)生物氧化生物氧化生物氧化生物氧化(Biological OxidationBiological Oxidation ):):指有机物质在机体细胞内的氧化，并指有机物质在机体细胞内的氧化，并指有机物质在机体细胞内的氧化，并指有机物质在机体细胞内的氧化，并伴随有能量的释放。放出的能量主要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三伴随有能量的释放。放出的能量主要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三伴随有能量的释放

23、。放出的能量主要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三伴随有能量的释放。放出的能量主要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三磷酸腺苷而被暂时存放。磷酸腺苷而被暂时存放。磷酸腺苷而被暂时存放。磷酸腺苷而被暂时存放。腺苷部分腺苷部分第十九页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)氢传递过程的几种分类氢传递过程的几种分类氢传递过程的几种分类氢传递过程的几种分类1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程；、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程；2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程；、有氧氧化中以分子氧为间

24、接受氢体的递氢过程；3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程；、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程；4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程第二十页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程该过程只有一种酶作用于有机底物。该过程只有一种酶作用于有机底物。第二十一页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物

25、转化(Biotransformation of Polluted Matter)2 2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程该过程有几种酶共同发挥作用该过程有几种酶共同发挥作用第二十二页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程酵母菌酵母菌乳酸菌乳酸菌第二十三页，讲

26、稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)4 4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程第二十四页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)耗氧有机污染物质耗氧有机污染物质耗氧有机污染物质耗氧有机污染物质(Oxygen-Consuming Orga

27、nic PollutantOxygen-Consuming Organic Pollutant):):是生物残是生物残是生物残是生物残体、排放废水和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机体、排放废水和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机体、排放废水和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机体、排放废水和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机物质。物质。物质。物质。生物降解生物降解生物降解生物降解(Biodegradation)(Biodegradation)：有机物质通过生物氧化以及其他的生物有机物质通过生物氧化以及其他的生物有机物质通过生物氧化以及其他

28、的生物有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化，可以变成更小、更简单的分子过程。转化，可以变成更小、更简单的分子过程。转化，可以变成更小、更简单的分子过程。转化，可以变成更小、更简单的分子过程。四、耗氧有机污染物质的微生物降解四、耗氧有机污染物质的微生物降解(Microbial Degradation of Oxygen-Consuming Organic Pollutant)第二十五页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)1、糖类的微生物降解、糖类的微生物降解(Microbial Degr

29、adation of Carbohydrate)1）多糖水解成单糖）多糖水解成单糖2）单糖酵解成丙酮酸）单糖酵解成丙酮酸3）丙酮酸的转化）丙酮酸的转化糖类通过微生物作用，有氧条件下完全氧化为糖类通过微生物作用，有氧条件下完全氧化为CO2和和H2O，降，降解彻底；解彻底；无氧条件下不完全氧化为有机酸、醇及无氧条件下不完全氧化为有机酸、醇及CO2等，降解不彻底，等，降解不彻底，同时引起体系同时引起体系pH的下降。的下降。第二十六页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)2、脂肪的微生物降解、脂肪

30、的微生物降解(Microbial Degradation of Fat)1）脂肪水解成脂肪酸和甘油）脂肪水解成脂肪酸和甘油2）甘油的转化）甘油的转化丙酮酸丙酮酸丙酮酸的转化丙酮酸的转化3）脂肪酸的转化）脂肪酸的转化有氧氧化有氧氧化无氧氧化无氧氧化-氧化氧化TCATCA循环循环循环循环脂肪通过微生物作用，有氧条件下完全氧化为脂肪通过微生物作用，有氧条件下完全氧化为CO2和和H2O，降解彻底；，降解彻底；无氧条件下不完全氧化为有机酸、醇及无氧条件下不完全氧化为有机酸、醇及CO2等，降解不彻底。等，降解不彻底。第二十七页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotr

31、ansformation of Polluted Matter)3、蛋白质的微生物降解、蛋白质的微生物降解(Microbial Degradation of Protein)1 1）蛋白质水解成氨基酸）蛋白质水解成氨基酸2）氨基酸脱氨成脂肪酸）氨基酸脱氨成脂肪酸3）脂肪酸的转化）脂肪酸的转化4、甲烷发酵甲烷发酵糖类糖类蛋白质蛋白质脂肪脂肪乙酸乙酸乙酸乙酸甲酸甲酸甲酸甲酸氢气氢气氢气氢气COCO2 2无氧氧化无氧氧化无氧氧化无氧氧化有机酸有机酸有机酸有机酸 醇醇醇醇产氢菌产氢菌产氢菌产氢菌产乙酸菌产乙酸菌产乙酸菌产乙酸菌产甲烷菌产甲烷菌第二十八页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化

32、污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)五、有毒有机污染物质生物转化类型五、有毒有机污染物质生物转化类型 (Types of Biotransformation of Toxic Organic Pollutant)1、耗氧反应、耗氧反应2、还原反应、还原反应3、水解反应、水解反应4、结合反应、结合反应一方面使有机毒物水溶一方面使有机毒物水溶性和极性增加易于排除性和极性增加易于排除体外；体外；另一方面会改变有机毒另一方面会改变有机毒物的毒性：减小或增大。物的毒性：减小或增大。第二十九页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物

33、质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型 1）混合功能氧化酶加氧氧化）混合功能氧化酶加氧氧化 2）脱氢酶脱氢氧化）脱氢酶脱氢氧化 3）氧化酶氧化）氧化酶氧化1 1、耗氧反应类型、耗氧反应类型第三十页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型1 1）混合功能氧化酶加氧氧化类型）混合功能氧化酶加氧氧化类型）混合功能氧化酶加氧氧化类型）混合功能氧化酶加氧氧化类型利用细胞内分子氧，利用细胞内分子氧，将其中的一个氧原子将其中的一个氧原子

34、与有机底物结合，使与有机底物结合，使之氧化；而使另一个之氧化；而使另一个氧原子与氢原子结合氧原子与氢原子结合形成水。形成水。第三十一页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型混合功能氧化酶的专一性较差，能催化许多有机毒物氧化混合功能氧化酶的专一性较差，能催化许多有机毒物氧化混合功能氧化酶的专一性较差，能催化许多有机毒物氧化混合功能氧化酶的专一性较差，能催化许多有机毒物氧化碳双键环氧化碳双键环氧化碳双键环氧化碳双键环氧化碳羟基化碳羟基化第三十二页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转

35、化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型氧脱烃氧脱烃氧脱烃氧脱烃硫脱烃、硫硫脱烃、硫硫脱烃、硫硫脱烃、硫-氧化及脱硫氧化及脱硫第三十三页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型氮脱烃、氮氧化及脱氮氮脱烃、氮氧化及脱氮氮脱烃、氮氧化及脱氮氮脱烃、氮氧化及脱氮第三十四页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生

36、物转化类型2）脱氢酶脱氢氧化类型）脱氢酶脱氢氧化类型醇氧化成醛：醇氧化成醛：醇氧化成酮：醇氧化成酮：醛氧化成羧基：醛氧化成羧基：3）氧化酶氧化（）氧化酶氧化（Oxidation of Oxidationase）氧化酶是伴随有氢原子或电子转移，以分子氧为直接受氢体的酶类。氧化酶是伴随有氢原子或电子转移，以分子氧为直接受氢体的酶类。例如：例如：第三十五页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型2、还原反应类型、还原反应类型1 1）可逆脱氢酶加氢还原）可逆脱氢酶加氢还原）可逆脱氢酶加氢还原）可逆脱氢酶加氢还原2 2

37、）硝基还原酶还原）硝基还原酶还原）硝基还原酶还原）硝基还原酶还原3 3）偶氮还原酶还原）偶氮还原酶还原）偶氮还原酶还原）偶氮还原酶还原4 4）还原脱氯酶还原）还原脱氯酶还原）还原脱氯酶还原）还原脱氯酶还原第三十六页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型3 3、水解反应类型、水解反应类型、水解反应类型、水解反应类型1 1）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解2 2）芳香酯酶使芳香簇脂水解）芳香酯酶

38、使芳香簇脂水解）芳香酯酶使芳香簇脂水解）芳香酯酶使芳香簇脂水解第三十七页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型有毒有机污染物质生物转化类型3 3、水解反应类型、水解反应类型3 3）磷酯酶使磷酸酯水解）磷酯酶使磷酸酯水解）磷酯酶使磷酸酯水解）磷酯酶使磷酸酯水解4 4）酰胺酶使酰胺水解）酰胺酶使酰胺水解）酰胺酶使酰胺水解）酰胺酶使酰胺水解 HNCOCH HNCOCH3 3第三十八页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质生物转化类型有毒有

39、机污染物质生物转化类型4、若干重要结合反应类型（自学）、若干重要结合反应类型（自学）1）葡萄糖醛酸结合）葡萄糖醛酸结合 2）硫酸结合）硫酸结合 3）谷胱甘肽结合）谷胱甘肽结合第三十九页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)六、有毒有机污染物质的微生物降解六、有毒有机污染物质的微生物降解六、有毒有机污染物质的微生物降解六、有毒有机污染物质的微生物降解 (Microbial Degradation of Toxic Organic Pollutants)(Microbial Degradati

40、on of Toxic Organic Pollutants)1、烃类、烃类 (Hydrocarbons)2、农药的降解、农药的降解(Degradation of Pesticides)1）烷烃的微生物降解）烷烃的微生物降解2）烯烃的微生物降解）烯烃的微生物降解3）苯及苯系物的微生物降解）苯及苯系物的微生物降解第四十页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解1 1）正烷烃的降解）正烷烃的降解烷烃烷烃 醇醇 醛醛 酸酸 CO2+H2O第四十一页，讲稿共七十

41、三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解2）烯烃的微生物降解途径）烯烃的微生物降解途径第四十二页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解3 3）苯的微生物降解途径）苯的微生物降解途径）苯的微生物降解途径）苯的微生物降解途径第四十三页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解烃类化合物微生物降解难易程

42、度比较烃类化合物微生物降解难易程度比较1、烯烃最易降解，烷烃次之，芳烃较难，多环芳烃更难，脂环、烯烃最易降解，烷烃次之，芳烃较难，多环芳烃更难，脂环烃最为困难。烃最为困难。2、在烷烃中，正构烷烃比异构烷烃容易降解，直链烷烃比支、在烷烃中，正构烷烃比异构烷烃容易降解，直链烷烃比支链烷烃容易降解。链烷烃容易降解。3、在芳香类中，苯的降解要比烷基苯类及多环化合物困难。、在芳香类中，苯的降解要比烷基苯类及多环化合物困难。第四十四页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微

43、生物降解1）苯氧乙酸的降解）苯氧乙酸的降解）苯氧乙酸的降解）苯氧乙酸的降解2、农药的降解、农药的降解 (Degradation of Pesticides)第四十五页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解2 2）对硫磷的可能降解途径）对硫磷的可能降解途径）对硫磷的可能降解途径）对硫磷的可能降解途径2、农药的降解、农药的降解 (Degradation of Pesticides)对硫磷对硫磷 对氧磷对氧磷氧化氧化还原：硝基变氨基还原：硝基变氨基水解水解第

44、四十六页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 有毒有机污染物质的微生物降解有毒有机污染物质的微生物降解3）DDTDDT的降解的降解的降解的降解2、农药的降解、农药的降解(Degradation of Pesticides)第四十七页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(Biotransformation of Polluted Matter)七、氮及硫的微生物转化七、氮及硫的微生物转化七、氮及硫的微生物转化七、氮及硫的微生物转化 1 1、氮的微生物转化、氮的微生物转化、氮的微生物转化、氮的微生物转化 1 1）氮的主要形态：）氮的主

45、要形态：（1 1）分子氮）分子氮 （2 2）生物体内的蛋白质、核酸等有机氮化合物，以及生）生物体内的蛋白质、核酸等有机氮化合物，以及生物残体变成的各种有机氮化合物物残体变成的各种有机氮化合物 （3 3）铵盐、硝酸盐等无机氮化合物）铵盐、硝酸盐等无机氮化合物同化、氨化、硝化、反硝化、固氮的概念同化、氨化、硝化、反硝化、固氮的概念第四十八页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 氮的微生物转化氮的微生物转化同化：同化：绿色植物和微生物吸收硝态氮和铵态氮，组成机体中蛋白绿色植物和微生物吸收硝态氮和铵态氮，组成机体中蛋白质、核酸等含氮有机物质的过程。质、核酸等含氮有机物质

46、的过程。氨化氨化(Ammoniation)：生物残体中的有机氮化合物，经微生物分解成生物残体中的有机氮化合物，经微生物分解成氨态氮的过程。氨态氮的过程。硝化硝化(Nitrification)：氨在有氧条件下通过微生物作用氨在有氧条件下通过微生物作用,氧化成硝酸氧化成硝酸盐的过程。盐的过程。第四十九页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 氮的微生物转化氮的微生物转化2 2）反硝化）反硝化）反硝化）反硝化(Denitrification)(Denitrification)硝酸盐在厌氧条件下，通过微生物作用而还原的过程。硝酸盐在厌氧条件下，通过微生物作用而还原的过程。

47、硝酸盐在厌氧条件下，通过微生物作用而还原的过程。硝酸盐在厌氧条件下，通过微生物作用而还原的过程。（1 1）硝酸盐还原成亚硝酸）硝酸盐还原成亚硝酸）硝酸盐还原成亚硝酸）硝酸盐还原成亚硝酸（2 2）硝酸盐还原成氮气）硝酸盐还原成氮气）硝酸盐还原成氮气）硝酸盐还原成氮气（3 3）硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨）硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨）硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨）硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨第五十页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 氮的微生物转化氮的微生物转化传统水处理理论认为：传统水处理理论认为：传统水处理理论认为：传统水处理理论认为：氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个相互独

48、立氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个相互独立氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个相互独立氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个相互独立的过程实现的的过程实现的的过程实现的的过程实现的，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反硝化反应则生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反硝化反应则生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反硝化反应则生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反

49、硝化反应则发生在严格的缺氧或厌氧条件下。在这种理论指导下，传统的生物脱氮发生在严格的缺氧或厌氧条件下。在这种理论指导下，传统的生物脱氮发生在严格的缺氧或厌氧条件下。在这种理论指导下，传统的生物脱氮发生在严格的缺氧或厌氧条件下。在这种理论指导下，传统的生物脱氮工艺都是将缺氧区工艺都是将缺氧区工艺都是将缺氧区工艺都是将缺氧区(或厌氧区或厌氧区或厌氧区或厌氧区)与好氧区分隔开，如与好氧区分隔开，如与好氧区分隔开，如与好氧区分隔开，如A/OA/O系统。在好氧区系统。在好氧区系统。在好氧区系统。在好氧区供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸盐氮，然后混合液进入缺氧段；供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸盐氮，

50、然后混合液进入缺氧段；供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸盐氮，然后混合液进入缺氧段；供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸盐氮，然后混合液进入缺氧段；在缺氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐氮和原污水中的有机物完成反硝化在缺氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐氮和原污水中的有机物完成反硝化在缺氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐氮和原污水中的有机物完成反硝化在缺氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐氮和原污水中的有机物完成反硝化过程，达到脱氮的目的。过程，达到脱氮的目的。过程，达到脱氮的目的。过程，达到脱氮的目的。第五十一页，讲稿共七十三页哦第四节第四节 污染物质的生物转化污染物质的生物转化 氮的微生物转化氮的微生物转化固氮固氮固