第2章污染物对生物的影响.ppt
《第2章污染物对生物的影响.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第2章污染物对生物的影响.ppt(63页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第2章污染物对生物章污染物对生物的影响的影响现在学习的是第1页,共63页内内 容容第一节第一节第一节第一节 污染污染污染污染物在生物化学和分子水平上的影响物在生物化学和分子水平上的影响物在生物化学和分子水平上的影响物在生物化学和分子水平上的影响第二节第二节第二节第二节 污染在细胞核器官水平上的影响污染在细胞核器官水平上的影响污染在细胞核器官水平上的影响污染在细胞核器官水平上的影响第三节第三节第三节第三节 污染物在个体水平上的影响污染物在个体水平上的影响污染物在个体水平上的影响污染物在个体水平上的影响第四节第四节第四节第四节 污染物在种群和群落水平的影响污染物在种群和群落水平的影响污染物在种群
2、和群落水平的影响污染物在种群和群落水平的影响第五节第五节第五节第五节 化学污染物对生物的联合作用化学污染物对生物的联合作用化学污染物对生物的联合作用化学污染物对生物的联合作用现在学习的是第2页,共63页生物系统的生物系统的各级生物学水平各级生物学水平生物分子生物分子 细胞器细胞器 细胞细胞组织组织、器官、器官个个体体种群种群群落群落生态系统生态系统现在学习的是第3页,共63页第一节第一节 污染污染物在生物化学和分子水平上的影响物在生物化学和分子水平上的影响污染物质引起生物有机体的生化反应污染物质引起生物有机体的生化反应 防护性生化反应防护性生化反应 保护生物体抵抗污染物的伤害保护生物体抵抗污染
3、物的伤害 非防护性生化反应非防护性生化反应 不起保护作用不起保护作用现在学习的是第4页,共63页一、一、对生物机体酶的影响对生物机体酶的影响一方面在酶的催化下,进行代谢转化;另一方一方面在酶的催化下,进行代谢转化;另一方面也导致体内酶活性改变,影响酶的数量和面也导致体内酶活性改变,影响酶的数量和活性。活性。另外,有些环境污染物对酶有诱导作用。另外,有些环境污染物对酶有诱导作用。现在学习的是第5页,共63页(一)酶活性的诱导(一)酶活性的诱导能诱导酶的化合物大都属于能诱导酶的化合物大都属于有机亲脂性化合物有机亲脂性化合物,并且有并且有较长的生物半衰期较长的生物半衰期。其诱导作用是:增加酶的合成速
4、度(转录)其诱导作用是:增加酶的合成速度(转录)降低酶蛋白的分解降低酶蛋白的分解现在学习的是第6页,共63页1.混合功能氧化酶混合功能氧化酶(Mixed Function Oxidase,MFO)MFO是污染物在体内进行生物转化是污染物在体内进行生物转化是污染物在体内进行生物转化是污染物在体内进行生物转化相相相相反应反应反应反应过程中的关过程中的关过程中的关过程中的关键酶系。键酶系。键酶系。键酶系。混合功能氧化酶的混合功能氧化酶的组成组成:细胞色素细胞色素P450P450、NADPHNADPH细胞色素细胞色素P450P450还原酶还原酶、磷脂磷脂 MFO MFO引起的生物转化的反应特征相同,但
5、底物、产引起的生物转化的反应特征相同,但底物、产物的化学特性差别很大,即物的化学特性差别很大,即具有多种催化功能具有多种催化功能具有多种催化功能具有多种催化功能。现在学习的是第7页,共63页 混合功能氧化酶存在于所有的脊椎动物和大部分的混合功能氧化酶存在于所有的脊椎动物和大部分的无脊椎动物体内,其作用是代谢无脊椎动物体内,其作用是代谢非极性的亲脂性非极性的亲脂性有机化合物有机化合物,包括,包括内源性化合物内源性化合物和和外源性化合外源性化合物物。现在学习的是第8页,共63页n n从从生理作用生理作用来看,来看,MFO参与体内的胆固醇、胆汁参与体内的胆固醇、胆汁酸、类固醇、激素、维生素酸、类固醇
6、、激素、维生素D的生物合成和代谢。的生物合成和代谢。n n从从解毒作用解毒作用来看,许多外源性化合物,如多环来看,许多外源性化合物,如多环芳烃和药物,都经该酶系统代谢,形成极性较芳烃和药物,都经该酶系统代谢,形成极性较大的产物而易于从体内排出。大的产物而易于从体内排出。现在学习的是第9页,共63页MFO作为生物标志物作为生物标志物n n优点:灵敏性高,有很好的剂量-效应关系n n缺点:影响因素多现在学习的是第10页,共63页2.抗氧化防御系统酶抗氧化防御系统酶 活性氧(活性氧(活性氧(活性氧(Reactive Oxygen SpeciesReactive Oxygen Species):带有)
7、:带有):带有):带有2323个电子的分子个电子的分子个电子的分子个电子的分子氧还原产物,主要有:氧还原产物,主要有:氧还原产物,主要有:氧还原产物,主要有:OHOH、OO2 2-、HH2 2OO2 2抗氧化防御系统组成:抗氧化防御系统组成:抗氧化防御系统组成:抗氧化防御系统组成:n n水溶性组分水溶性组分水溶性组分水溶性组分,如谷胱甘肽(,如谷胱甘肽(,如谷胱甘肽(,如谷胱甘肽(GSHGSH)、维生素)、维生素)、维生素)、维生素C Cn n脂溶性组分脂溶性组分脂溶性组分脂溶性组分,如维生素,如维生素,如维生素,如维生素E E、-胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素n n酶酶酶酶,如,如,如,如
8、谷胱甘肽过氧化酶谷胱甘肽过氧化酶谷胱甘肽过氧化酶谷胱甘肽过氧化酶(GPxGPx)、)、)、)、超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SODSOD)、过氧化氢酶()、过氧化氢酶()、过氧化氢酶()、过氧化氢酶(CATCAT)现在学习的是第11页,共63页活性氧的控制和消除活性氧的控制和消除n n活性氧可为活性氧可为抗氧化防御系统抗氧化防御系统控制,消除活性氧对控制,消除活性氧对机体的伤害作用。机体的伤害作用。n n过量过量ROS使使DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活白失活等,从而引起机体氧化应激或氧毒性。等,从而引起机体氧化应激或氧毒性。现在学习的是
9、第12页,共63页(1)超氧化物歧化酶()超氧化物歧化酶(SOD)2 O2 -SOD H2O2+O2 2H+现在学习的是第13页,共63页超氧化物歧化酶按其超氧化物歧化酶按其所含金属辅基不同所含金属辅基不同可分:可分:n nCuZnSODs:呈绿色,主要存在于机体细胞浆中;:呈绿色,主要存在于机体细胞浆中;n nMnSODs:呈紫色,存在于真核细胞的线粒体:呈紫色,存在于真核细胞的线粒体和原核细胞内;和原核细胞内;n nFeSODs:呈黄褐色,存在于原核细胞中。:呈黄褐色,存在于原核细胞中。现在学习的是第14页,共63页(2)谷胱甘肽过氧化酶()谷胱甘肽过氧化酶(GPx)n n2GSH+H2O
10、2 GPx GSSG+2H2O 抗氧化防御系统中起重要的作用抗氧化防御系统中起重要的作用n n 催化有机过氧化氢还原成相应的醇。催化有机过氧化氢还原成相应的醇。2GSH+ROOH GPx ROH+GSSG+H2O 在脂质的氧化过程中起重要的作用在脂质的氧化过程中起重要的作用现在学习的是第15页,共63页(3)过氧化氢酶()过氧化氢酶(Ct)H2O2 Ct 2 H2O+O2 现在学习的是第16页,共63页3.谷胱甘肽转移酶(谷胱甘肽转移酶(GSTs)是污染物在体内生物转化是污染物在体内生物转化相相反应过程反应过程中的重中的重要酶,具有许多同工酶。要酶,具有许多同工酶。生理作用:与不同的生理作用:
11、与不同的亲电性化合物亲电性化合物或一些或一些相相代谢产物代谢产物结合,产生水溶性化合物,易于排出体外,结合,产生水溶性化合物,易于排出体外,从而起到脱毒作用。从而起到脱毒作用。现在学习的是第17页,共63页(二)酶的抑制作用(二)酶的抑制作用n n不可逆性抑制不可逆性抑制不可逆性抑制不可逆性抑制 由于污染物与由于污染物与由于污染物与由于污染物与酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性结合而而而而引起的。如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用。引起的。如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用。引起的。如有机磷农
12、药对胆碱酯酶的抑制作用。引起的。如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用。n n竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制n n非竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制 n n反竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 现在学习的是第18页,共63页竞争性抑制竞争性抑制现在学习的是第19页,共63页非竞争性抑制非竞争性抑制现在学习的是第20页,共63页反竞争性抑制反竞争性抑制现在学习的是第21页,共63页n n酶的抑制也可能通过污染物的中间代谢物实现n n消耗或抑制辅酶的合成n n与金属辅基或激活剂结合现在学习的是第22页,共63页1.ATPasen n有机氯农药n n增塑剂n nPCBs
13、n nHMn n炼油废水现在学习的是第23页,共63页2.乙酰胆碱酯酶(乙酰胆碱酯酶(AchE)n n对有机磷和氨基甲酸酯农药敏感n n影响脊椎动物大脑n n改变动物行为n n专一性强,可作为生物标志物现在学习的是第24页,共63页3.-氨基乙酰丙酸脱氢酶(氨基乙酰丙酸脱氢酶(ALAD)血液中铅浓度与血液中铅浓度与ALAD活性抑制具有典型的活性抑制具有典型的剂量剂量-效应关系效应关系,随着血液中铅浓度增加,随着血液中铅浓度增加,ALAD活活性不断降低。性不断降低。由于由于ALAD测定方法简单和精确,目前把测定方法简单和精确,目前把ALAD作作为一个敏感的指标,应用于为一个敏感的指标,应用于监测
14、和评价铅污染监测和评价铅污染对生态系统的影响对生态系统的影响。现在学习的是第25页,共63页4.蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶n n催化蛋白质的去磷酸化n n受微囊藻毒素的强烈抑制n n可作为检测微囊藻毒素的标志物现在学习的是第26页,共63页二、对生物大分子的影响二、对生物大分子的影响n n污染物及其活性代谢产物污染物及其活性代谢产物可直接与可直接与生物大分子生物大分子反反应,共价结合应,共价结合。n n影响生物大分子的合成。现在学习的是第27页,共63页 1.对蛋白质影响对蛋白质影响 污染物对蛋白质的影响主要表现在:污染物对蛋白质的影响主要表现在:n n导致蛋白质化学损伤导致蛋白质化学损伤导致蛋白质
15、化学损伤导致蛋白质化学损伤:细胞膜结构及通透性改变、影响酶的催化功能等细胞膜结构及通透性改变、影响酶的催化功能等细胞膜结构及通透性改变、影响酶的催化功能等细胞膜结构及通透性改变、影响酶的催化功能等n n诱导功能蛋白的产生诱导功能蛋白的产生:如应激蛋白和如应激蛋白和如应激蛋白和如应激蛋白和金属硫蛋白金属硫蛋白金属硫蛋白金属硫蛋白的产生,的产生,的产生,的产生,这些蛋白质这些蛋白质这些蛋白质这些蛋白质 产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。产生可保护生物机体抵抗污染物的损害。现在学习的是第28页,共63页富含半胱氨酸的短肽对二价
16、金属具有极强亲和力,结构高度保守现在学习的是第29页,共63页2.对对DNA的影响的影响 外源性化合物及其活性代谢产物能外源性化合物及其活性代谢产物能引起引起引起引起DNADNA损伤损伤,它们与它们与它们与它们与DNADNA的相互作用过程有四个阶段:的相互作用过程有四个阶段:的相互作用过程有四个阶段:的相互作用过程有四个阶段:n n形成形成DNADNA加合物;加合物;n n发生发生发生发生DNA的二次修饰;的二次修饰;的二次修饰;的二次修饰;n nDNA结构的破坏被固定;结构的破坏被固定;n n当细胞分裂时,外源性化合物造成的危害可导致当细胞分裂时,外源性化合物造成的危害可导致DNADNA突变
17、及其基因功能的改变。突变及其基因功能的改变。突变及其基因功能的改变。突变及其基因功能的改变。现在学习的是第30页,共63页DNA损伤示意图损伤示意图DNADNADNADNA+DNADNA紫外和放射损伤紫外和放射损伤紫外和放射损伤紫外和放射损伤正常损伤正常损伤正常损伤正常损伤复制复制复制复制DNA-XDNA-X化学物质损伤化学物质损伤化学物质损伤化学物质损伤复制后修复复制后修复复制后修复复制后修复DNADNA:正常:正常:正常:正常DNADNA;DNA-XDNA-X:化学结合:化学结合:化学结合:化学结合DNADNA;DNADNA+:异常:异常:异常:异常DNADNA。现在学习的是第31页,共6
18、3页DNA修复修复n n光修复n n切除修复n n复制后修复现在学习的是第32页,共63页现在学习的是第33页,共63页切除修复切除修复切除修复切除修复复制后修复复制后修复复制后修复复制后修复现在学习的是第34页,共63页l lDNA加合物的形成是产生加合物的形成是产生DNA损伤最早期的作用,损伤最早期的作用,随后产生的最重要的影响是随后产生的最重要的影响是DNA结构的改变,如结构的改变,如碱基置换、碱基丢失、链断裂等。碱基置换、碱基丢失、链断裂等。l lDNA加合物加合物作为一项生物指标来作为一项生物指标来评价环境中化学评价环境中化学污染物的遗传毒性污染物的遗传毒性的研究日益受到重视。的研究
19、日益受到重视。现在学习的是第35页,共63页3.脂质过氧化脂质过氧化n n自由基n n过氧化n n后果(生物膜破坏,细胞器损伤)现在学习的是第36页,共63页第二节第二节 污染物在细胞和器官水平上的影响污染物在细胞和器官水平上的影响一、对细胞的影响一、对细胞的影响(一)对细胞膜的影响(一)对细胞膜的影响污染物引起的污染物引起的污染物引起的污染物引起的膜脂过氧化作用膜脂过氧化作用膜脂过氧化作用膜脂过氧化作用导致细胞膜的损伤。导致细胞膜的损伤。污染物可影响细胞膜的污染物可影响细胞膜的污染物可影响细胞膜的污染物可影响细胞膜的离子通透性离子通透性。污染物污染物与细胞膜上的受体结合与细胞膜上的受体结合,
20、干扰受体正常的生理功,干扰受体正常的生理功,干扰受体正常的生理功,干扰受体正常的生理功能。能。能。能。现在学习的是第37页,共63页(二)对细胞器的影响(二)对细胞器的影响1.线粒体线粒体 功能功能:含有多种酶,是生物代谢和能量转换的主:含有多种酶,是生物代谢和能量转换的主要场所,是真核细胞进行氧化磷酸化的部位。要场所,是真核细胞进行氧化磷酸化的部位。损伤损伤:污染物可引起其结构改变,从而影响线粒污染物可引起其结构改变,从而影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能。体的氧化磷酸化和电子传递功能。毒物如氯霉素等引起线粒体膜和嵴的变形;毒物如氯霉素等引起线粒体膜和嵴的变形;毒物如氯霉素等引起线粒体膜和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 污染物 生物 影响
限制150内