《环境毒理学第二章》PPT课件.ppt

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1、欢迎选修欢迎选修主讲：刘章现教授主讲：刘章现教授环境毒理学环境毒理学第二章第二章 污染物的环境生态行为污染物的环境生态行为2.1 环境污染物的迁移与转化环境污染物的迁移与转化2.2 环境化学物的生物转运环境化学物的生物转运2.3 环境化学物的生物转化环境化学物的生物转化2.4 生物蓄积与生物放大生物蓄积与生物放大第一节第一节 环境污染物的迁移与转化环境污染物的迁移与转化NN1.概述概述 NN2.环境污染物的迁移环境污染物的迁移 NN3.3.环境污染物的转化环境污染物的转化 污染物的迁移和转化 外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化学性质外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化学性质外源性

2、污染物进入环境以后，由于其自身物理化学性质外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化学性质的决定和各种环境因素的影响，会在空间位置或形态特征的决定和各种环境因素的影响，会在空间位置或形态特征的决定和各种环境因素的影响，会在空间位置或形态特征的决定和各种环境因素的影响，会在空间位置或形态特征等方面发生一系列复杂的变化。在这些变化过程中，污染等方面发生一系列复杂的变化。在这些变化过程中，污染等方面发生一系列复杂的变化。在这些变化过程中，污染等方面发生一系列复杂的变化。在这些变化过程中，污染物直接或间接的作用于人体或其它生物体，发生作用时的物直接或间接的作用于人体或其它生物体，发生作用时的物直接或间

3、接的作用于人体或其它生物体，发生作用时的物直接或间接的作用于人体或其它生物体，发生作用时的污染物距离污染源可能已经很远很远，污染物距离污染源可能已经很远很远，污染物距离污染源可能已经很远很远，污染物距离污染源可能已经很远很远，而且很可能污染物而且很可能污染物而且很可能污染物而且很可能污染物的状态、浓度、组分等都已发生了巨大的变化。这种从污的状态、浓度、组分等都已发生了巨大的变化。这种从污的状态、浓度、组分等都已发生了巨大的变化。这种从污的状态、浓度、组分等都已发生了巨大的变化。这种从污染源释放出的污染物在环境中发生的各种变化过程称为染源释放出的污染物在环境中发生的各种变化过程称为染源释放出的污

4、染物在环境中发生的各种变化过程称为染源释放出的污染物在环境中发生的各种变化过程称为污污污污染物的迁移和转化染物的迁移和转化染物的迁移和转化染物的迁移和转化，有时也称其为，有时也称其为，有时也称其为，有时也称其为污染物的环境行为或环污染物的环境行为或环污染物的环境行为或环污染物的环境行为或环境转归境转归境转归境转归。（。（。（。（environmental fateenvironmental fateenvironmental fateenvironmental fate）n n研究污染物在环境中的迁移和转化研究污染物在环境中的迁移和转化的意义：的意义：研研究究污污染染物物在在环环境境中中的的迁

5、迁移移、转转化化过过程程及及其其规规律律，对对于于阐阐明明人人类类在在环环境境中中接接触触的的是是什什么么污污染染物物，接接触触的的浓浓度度、时时间间、途途径径、方方式式和和条条件件等等都都具具有有十十分分重重要要的的环环境境毒理学意义。毒理学意义。n n迁移和转化的相互联系迁移和转化的相互联系：污染物在环境中的迁移和转化过程往往污染物在环境中的迁移和转化过程往往是相互依赖和伴随进行的一个复杂的连续是相互依赖和伴随进行的一个复杂的连续过程。过程。迁移为转化提供了环境条件迁移为转化提供了环境条件，而，而转转化又为迁移提供了新的理化特征化又为迁移提供了新的理化特征等物质基等物质基础，两者既相互区别

6、又相互联系础，两者既相互区别又相互联系。n n一一.污染物的迁移污染物的迁移n n 是指污染物在环境中发生的空间位置的是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。相对移动过程。n n 可归纳为：机械性迁移、物理可归纳为：机械性迁移、物理化学化学迁移、生物性迁移。迁移、生物性迁移。n n环境污染物的迁移环境污染物的迁移n n1、机械性迁移、机械性迁移n n 根据污染物在环境中发生机械性迁移的根据污染物在环境中发生机械性迁移的作用力不同，我们一般可分为作用力不同，我们一般可分为:气的、水的气的、水的以及重力的机械性迁移作用等。以及重力的机械性迁移作用等。n n环境污染物的迁移环境污染物的迁移1

7、 1）气的机械性迁移作用）气的机械性迁移作用 包包括括污污染染物物在在大大气气中中的的自自由由扩扩散散作作用用和和被被气气流流搬搬运运的的作作用用。均均受受到到气气象象条条件件、地地形形地地貌貌、排排放放浓浓度度和和排排放放高高度度等等因因素素的的影影响。响。n n 一一般般规规律律是是污污染染物物在在大大气气中中的的浓浓度度与与污污染染源源的的排排放放量量成成正正比比，与与平平均均风风速速和和垂垂直混合高度成反比。直混合高度成反比。环境污染物的迁移环境污染物的迁移n n2 2）水的机械性迁移作用：）水的机械性迁移作用：包包包包括括括括污污污污染染染染物物物物在在在在水水水水中中中中的的的的自

8、自自自由由由由扩扩扩扩散散散散作作作作用用用用和和和和被被被被水水水水流流流流搬搬搬搬运运运运的的的的作作作作用用用用。受受受受到到到到水水水水文文文文条条条条件件件件、气气气气候候候候条条条条件件件件、水水水水中中中中悬悬悬悬浮物、排放浓度和距排放口的距离等因素影响。浮物、排放浓度和距排放口的距离等因素影响。浮物、排放浓度和距排放口的距离等因素影响。浮物、排放浓度和距排放口的距离等因素影响。n n 一一一一般般般般规规规规律律律律是是是是污污污污染染染染物物物物在在在在水水水水体体体体中中中中的的的的浓浓浓浓度度度度与与与与污污污污染染染染源源源源的的的的排排排排放放放放量量量量成成成成正正

9、正正比比比比，与与与与平平平平均均均均流流流流速速速速和和和和距距距距污污污污染染染染源源源源的的的的距距距距离离离离成反比成反比成反比成反比.n n环境污染物的迁移环境污染物的迁移n n3 3）重力的机械性迁移作用）重力的机械性迁移作用 指指污污染染物物及及其其搬搬运运载载体体在在重重力力作作用用下下的迁移运动。的迁移运动。环环境境中中吸吸附附了了污污染染物物的的气气溶溶胶胶、颗颗粒粒物物、悬悬浮浮物物等等主主要要以以重重力力沉沉降降的的方方式式在在环环境中自然迁移境中自然迁移.环境污染物的迁移n n2 2、物物理理化化学学迁迁移移-最最重重要要的的迁迁移移方方式式 包包括括风风化化淋淋溶溶

10、作作用用、溶溶解解挥挥发发作作用用、酸酸碱碱作作用用、络络合合作作用用、吸吸附附作作用用以以及及氧氧化化还还原作用。原作用。物理化学迁移常伴随污染物的物理化学迁移常伴随污染物的转化转化!环境污染物的迁移1）风化淋溶作用：）风化淋溶作用：是指环境中的水在重力作是指环境中的水在重力作用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中的化学元素溶入水中的过程，其作用的结的化学元素溶入水中的过程，其作用的结果是产生游离态的元素离子。果是产生游离态的元素离子。2）溶解挥发作用：）溶解挥发作用：溶解作用是一切可溶性污溶解作用是一切可溶性污染物污染环境的基本方式之一。染物污染环境的基本

11、方式之一。环境污染物的迁移 酸酸碱碱作作用用：常常表表现现为为环环境境pH值值变变化化。酸酸性性环环境境使使大大多多数数污污染染物物形形成成易易溶溶性性化化合合物物，促进污染物的迁移促进污染物的迁移。络络合合作作用用：是是一一种种广广泛泛存存在在于于环环境境中中的的作作用用力力。当当污污染染物物在在环环境境中中迁迁移移时时，经经常常和和其其他他离离子子、离离子子团团或或有有机机大大分分子子络络合合。络络合合分分子子或或离离子子具具有有特特殊殊的的化化学学性性质质，因因而而大大改变了污染物的迁移能力及归宿。大大改变了污染物的迁移能力及归宿。环境污染物的迁移吸吸附附作作用用：吸吸附附是是发发生生在

12、在固固体体或或液液体体表表面面对对其其他他物物质质的的一一种种吸吸着着现现象象，也也是是一一种种影影响响污染物在环境中迁移转化的重要作用力。污染物在环境中迁移转化的重要作用力。氧氧化化还还原原作作用用:是是自自然然环环境境中中广广泛泛存存在在的的一一种种化学反应。化学反应。环境污染物的迁移n n3 3、生物性迁移、生物性迁移n n 污污染染物物通通过过生生物物体体的的吸吸附附、吸吸收收、代代谢谢、死死亡亡等等过过程程而而发发生生的的迁迁移移叫叫做做生生物物性性迁移。迁移。n n 其其表表现现形形式式可可分分为为：生生物物浓浓缩缩、生生物物蓄蓄积、生物放大积、生物放大三种类型。三种类型。1）生物

13、浓缩（）生物浓缩（boiconcentration）：）：生生物物体体从从环环境境中中蓄蓄积积某某种种污污染染物物，使使生生物物体体内内该该物物质质的的浓浓度度超超过过环环境境中中的的浓浓度度的的现现象象，又又称称生生物物富富集集 。生生物物浓浓缩缩的的程程度度用用浓浓缩缩系系数数表示表示(BCF)(BCF)：环境污染物的迁移生物浓缩的意义n n 生物种类不同，代谢机能不同，在同生物种类不同，代谢机能不同，在同样条件下，对同一种物质的浓缩系数样条件下，对同一种物质的浓缩系数不同。不同。n n 生物浓缩的研究对于阐明污染物在环生物浓缩的研究对于阐明污染物在环境中的生物迁移规律、评价和预测污境中的

14、生物迁移规律、评价和预测污染物进入环境后的危害，以及确定污染物进入环境后的危害，以及确定污染物的染物的环境容量环境容量和制定和制定环境标准环境标准均有均有重要意义。重要意义。环境污染物的迁移2 2）生物蓄积（）生物蓄积（bioaccumulationbioaccumulation）指生物个体随其生长发育的不同阶段从环指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，而使境中蓄积某种污染物，而使BCF不断增大不断增大的现象。生物蓄积的程度用生物蓄积系数的现象。生物蓄积的程度用生物蓄积系数（BAF）表示。）表示。：环境污染物的迁移n n生物蓄积某种污染物的浓度水平取决于该生物蓄积某种污染物的

15、浓度水平取决于该生物生物摄取和消除该污染物的速率摄取和消除该污染物的速率之比，摄之比，摄取量如果大于消除量，就会发生生物积累。取量如果大于消除量，就会发生生物积累。环境污染物的迁移3 3 3 3）生物放大（）生物放大（）生物放大（）生物放大（biomagnificationbiomagnificationbiomagnificationbiomagnification）：）：）：）：在在在在生生生生态态态态系系系系统统统统的的的的同同同同一一一一食食食食物物物物链链链链上上上上，某某某某种种种种污污污污染染染染物物物物在在在在生生生生物物物物体体体体内内内内的的的的浓浓浓浓度度度度随随随随着着

16、着着营营营营养养养养级级级级的的的的提提提提高高高高而而而而逐逐逐逐步步步步增增增增大大大大的的的的现现现现象象象象。生物放大系数生物放大系数生物放大系数生物放大系数(BMF)(BMF)表示生物放大的程度：表示生物放大的程度：表示生物放大的程度：表示生物放大的程度：环境污染物的迁移n n食物链食物链:在生态系统内，各种生物之间由于食物而在生态系统内，各种生物之间由于食物而在生态系统内，各种生物之间由于食物而在生态系统内，各种生物之间由于食物而形成的一种联系，叫做食物链（形成的一种联系，叫做食物链（形成的一种联系，叫做食物链（形成的一种联系，叫做食物链（food chainfood chain）

17、n n这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，就像一条链子一样，一环扣一环，在列，就像一条链子一样，一环扣一环，在生态学生态学上被称为食物链上被称为食物链 n n食物链种类食物链种类食物链种类食物链种类:n n陆生食物链陆生食物链陆生食物链陆生食物链n n水生食物链水生食物链水生食物链水生食物链:浮游植物浮游植物浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物浮游动物浮游动物小鱼小鱼小鱼小鱼白鹭白鹭白鹭白鹭;n n大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃浮游生物，浮大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃浮游生物，浮大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃浮游生物，浮大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，

18、虾米吃浮游生物，浮游生物吃绿藻。游生物吃绿藻。游生物吃绿藻。游生物吃绿藻。环境污染物的迁移生物放大n n生物浓缩、生物蓄积和生物放大生物浓缩、生物蓄积和生物放大的程度，都用的程度，都用来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数表示，但却是三个不同的概念。表示，但却是三个不同的概念。n n生物浓缩生物浓缩是是生物体生物体内某种物质的浓度和内某种物质的浓度和环境环境中中的浓度相比；的浓度相比；n n生物蓄积生物蓄积是同一生物个体在是同一生物个体在不同代谢阶段不同代谢阶段机体机体内的浓度相比；内的浓度相比；n n生物放大生物放大是同一食物链上是同一食物链上不同营

19、养级的生物体不同营养级的生物体内某种物质的浓度相比内某种物质的浓度相比.2.污染物的转化污染物的转化污染物的转化：污染物的转化：污染物的转化：污染物的转化：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的作用，改变作用，改变作用，改变作用，改变形态形态形态形态或者转变成另一种或者转变成另一种或者转变成另一种或者转变成另一种新物质新物质新物质新物质的过程的过程的过程的过程叫污染物的转化。叫污染物的转化。叫污染物的转化。叫污染物的转化。污染物的转化过程取决于污染物的转化过程取决于

20、污染物的转化过程取决于污染物的转化过程取决于 污染物理化性质污染物理化性质污染物理化性质污染物理化性质和和和和环境条件环境条件环境条件环境条件。转化形式转化形式转化形式转化形式:物理转化物理转化物理转化物理转化;化学转化化学转化化学转化化学转化;生物转化生物转化生物转化生物转化.2.环境污染物的转化环境污染物的转化(一一)物理转化作用物理转化作用 指指污污染染物物通通过过蒸蒸发发、渗渗透透、凝凝聚聚、吸吸附附、放放射射性性元元素素的的蜕蜕变变等等一一种种或或几几种种过过程程实实现现的转化。的转化。物物理理转转化化与与污污染染物物迁迁移移两两者者之之间间存存在在的的伴随伴随关系较为密切关系较为密

21、切.2.环境污染物的转化环境污染物的转化（二）化学转化作用（二）化学转化作用 指指指指污污污污染染染染物物物物通通通通过过过过各各各各种种种种化化化化学学学学反反反反应应应应过过过过程程程程发发发发生生生生的的的的转转转转化化化化，如如如如氧氧氧氧化化化化-还还还还原原原原反反反反应应应应、水水水水解解解解反反反反应应应应、络络络络合合合合反反反反应应应应、光光光光化化化化学学学学反应等。反应等。反应等。反应等。1 1 1 1）在在在在大大大大气气气气中中中中的的的的化化化化学学学学转转转转化化化化，污污污污染染染染物物物物的的的的转转转转化化化化以以以以光光光光化学氧化和催化氧化化学氧化和催

22、化氧化化学氧化和催化氧化化学氧化和催化氧化为主。为主。为主。为主。2 2 2 2）在在在在水水水水体体体体中中中中的的的的化化化化学学学学转转转转化化化化，污污污污染染染染物物物物的的的的转转转转化化化化主主主主要要要要是是是是氧化氧化氧化氧化-还原反应和络合水解还原反应和络合水解还原反应和络合水解还原反应和络合水解反应。反应。反应。反应。3 3 3 3）在在在在土土土土壤壤壤壤中中中中的的的的化化化化学学学学转转转转化化化化，一一一一些些些些农农农农药药药药的的的的水水水水解解解解反反反反应应应应由于土壤颗粒的由于土壤颗粒的由于土壤颗粒的由于土壤颗粒的吸附催化吸附催化吸附催化吸附催化作用而被

23、作用而被作用而被作用而被加速。加速。加速。加速。2.环境污染物的转化环境污染物的转化（三）生物转化和生物降解（三）生物转化和生物降解 指指污污染染物物通通过过生生物物的的吸吸收收和和代代谢谢作作用用而而发生的变化。发生的变化。生物转化结果生物转化结果:生生物物转转化化使使污污染染物物的的毒毒性性降降低低，或或形形成成更容易降解的分子结构；更容易降解的分子结构；生生物物转转化化使使污污染染物物的的毒毒性性增增强强，或或形形成成更难降解的分子结构更难降解的分子结构.思考题思考题n n1、污污染染物物在在环环境境中中的的迁迁移移与与转转化化有有何何异异同同和联系？和联系？n n2、何何谓谓生生物物性

24、性迁迁移移？如如何何定定量量描描述述生生物物性性迁移过程？迁移过程？n n3、简简述述污污染染物物在在环环境境中中的的转转化化的的基基本本类类型型？第二节第二节第二节第二节 外源性化学物在生物体内的迁移和转化外源性化学物在生物体内的迁移和转化外源性化学物在生物体内的迁移和转化外源性化学物在生物体内的迁移和转化2.1 概述环境化学物与机体接触后，一般可经过吸收、分布、环境化学物与机体接触后，一般可经过吸收、分布、环境化学物与机体接触后，一般可经过吸收、分布、环境化学物与机体接触后，一般可经过吸收、分布、代谢和排泄过程。代谢和排泄过程。代谢和排泄过程。代谢和排泄过程。化学物的吸收、分布和排泄具有类

25、似的机理，均是化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是反复通过生物膜的过程，统称为生物转运反复通过生物膜的过程，统称为生物转运反复通过生物膜的过程，统称为生物转运反复通过生物膜的过程，统称为生物转运(biotransport)(biotransport)。化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，称为生物转化称为生物转化称为生物转化称为生物转化(biotransf

26、ormation)(biotransformation)或代谢转化。或代谢转化。或代谢转化。或代谢转化。化学物的毒性大小和部位，与在体内的吸收、分化学物的毒性大小和部位，与在体内的吸收、分化学物的毒性大小和部位，与在体内的吸收、分化学物的毒性大小和部位，与在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程有密切关系。布、代谢和排泄过程有密切关系。布、代谢和排泄过程有密切关系。布、代谢和排泄过程有密切关系。研究化学物在体内生物转运和生物转化过程研究化学物在体内生物转运和生物转化过程研究化学物在体内生物转运和生物转化过程研究化学物在体内生物转运和生物转化过程 目的是了解化学物在体内的转归、生物学效应和目的是了解化

27、学物在体内的转归、生物学效应和目的是了解化学物在体内的转归、生物学效应和目的是了解化学物在体内的转归、生物学效应和毒作用机理。毒作用机理。毒作用机理。毒作用机理。2.2 环境化学物的生物转运环境化学物的生物转运2.2.1 生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能 化学物质通过生物膜的方式化学物质通过生物膜的方式 吸收吸收 分布与贮存分布与贮存 化学物的排泄化学物的排泄 环境化学物在体内的生物转运环境化学物在体内的生物转运(吸收、分布吸收、分布和排泄和排泄)过程，均需通过各种生物膜屏障才过程，均需通过各种生物膜屏障才能进出细胞、组织和机体。因此，要了解能进出细胞、组织和机体。因此，要了解生物膜的结构

28、和功能生物膜的结构和功能，才能对化学物的生，才能对化学物的生物转运有深刻的理解。物转运有深刻的理解。2.2.1 生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能一、质膜与生物膜一、质膜与生物膜二、生物膜的分子结构二、生物膜的分子结构三、生物膜的功能作用三、生物膜的功能作用一、质膜与生物膜一、质膜与生物膜包围在细胞外的膜称为细胞膜，包围在细胞外的膜称为细胞膜，包围在细胞外的膜称为细胞膜，包围在细胞外的膜称为细胞膜，亦称质膜。亦称质膜。亦称质膜。亦称质膜。细胞核和各种细胞器细胞核和各种细胞器细胞核和各种细胞器细胞核和各种细胞器(如线粒如线粒如线粒如线粒体、溶酶体、内质网等体、溶酶体、内质网等体、溶酶体、内质网

29、等体、溶酶体、内质网等)外面外面外面外面也包围有膜。细胞膜也包围有膜。细胞膜也包围有膜。细胞膜也包围有膜。细胞膜(质膜质膜质膜质膜)和和和和各种细胞器的膜结构统称为生各种细胞器的膜结构统称为生各种细胞器的膜结构统称为生各种细胞器的膜结构统称为生物膜物膜物膜物膜(biomembrane)(biomembrane)。各种生物膜的结构与功能基本各种生物膜的结构与功能基本各种生物膜的结构与功能基本各种生物膜的结构与功能基本上是相似的。上是相似的。上是相似的。上是相似的。二、生物膜的分子结构二、生物膜的分子结构脂质双分子层是生物膜的基本骨架，生物膜的功能主要通过脂质双分子层是生物膜的基本骨架，生物膜的功

30、能主要通过脂质双分子层是生物膜的基本骨架，生物膜的功能主要通过脂质双分子层是生物膜的基本骨架，生物膜的功能主要通过蛋白质来完成。蛋白质来完成。蛋白质来完成。蛋白质来完成。磷脂磷脂磷脂磷脂+蛋白质构成蛋白质构成蛋白质构成蛋白质构成镶嵌在脂质层中的蛋白质有的是物质转运的载体，有的是接镶嵌在脂质层中的蛋白质有的是物质转运的载体，有的是接镶嵌在脂质层中的蛋白质有的是物质转运的载体，有的是接镶嵌在脂质层中的蛋白质有的是物质转运的载体，有的是接受化学物质的受体，有的是能量转换器，有的是具有催化作受化学物质的受体，有的是能量转换器，有的是具有催化作受化学物质的受体，有的是能量转换器，有的是具有催化作受化学物

31、质的受体，有的是能量转换器，有的是具有催化作用的酶等。因此，生物膜在物质转运、毒物作用、能量转换、用的酶等。因此，生物膜在物质转运、毒物作用、能量转换、用的酶等。因此，生物膜在物质转运、毒物作用、能量转换、用的酶等。因此，生物膜在物质转运、毒物作用、能量转换、物质代谢、细胞识别及信息传递等过程中起着重要作用。物质代谢、细胞识别及信息传递等过程中起着重要作用。物质代谢、细胞识别及信息传递等过程中起着重要作用。物质代谢、细胞识别及信息传递等过程中起着重要作用。三、生物膜的功能作用三、生物膜的功能作用保持细胞和细胞器内部理化性质的稳定；保持细胞和细胞器内部理化性质的稳定；保持细胞和细胞器内部理化性质

32、的稳定；保持细胞和细胞器内部理化性质的稳定；可选择性地允许或不允许某些物质透过；以便可选择性地允许或不允许某些物质透过；以便可选择性地允许或不允许某些物质透过；以便可选择性地允许或不允许某些物质透过；以便吸收和排出一些物质；吸收和排出一些物质；吸收和排出一些物质；吸收和排出一些物质；传递信息；传递信息；传递信息；传递信息；膜上的酶类膜上的酶类膜上的酶类膜上的酶类(如混合功能氧化酶类等如混合功能氧化酶类等如混合功能氧化酶类等如混合功能氧化酶类等)，对化学，对化学，对化学，对化学物质的生物转化过程起催化作用；物质的生物转化过程起催化作用；物质的生物转化过程起催化作用；物质的生物转化过程起催化作用；

33、其他：与细胞的运动有关、参与细胞繁殖中的其他：与细胞的运动有关、参与细胞繁殖中的其他：与细胞的运动有关、参与细胞繁殖中的其他：与细胞的运动有关、参与细胞繁殖中的DNADNA分离过程、参与细胞壁的生物合成。分离过程、参与细胞壁的生物合成。分离过程、参与细胞壁的生物合成。分离过程、参与细胞壁的生物合成。有许多化学物质的毒性作用与生物膜有关，有许多化学物质的毒性作用与生物膜有关，特别是大多数毒性较强和作用较为专一的特别是大多数毒性较强和作用较为专一的毒物。毒物。例如，氰化钾主要作用于线粒体内膜细胞色素例如，氰化钾主要作用于线粒体内膜细胞色素例如，氰化钾主要作用于线粒体内膜细胞色素例如，氰化钾主要作用

34、于线粒体内膜细胞色素C C氧化酶，有机磷化合物作用于半嵌入在质膜的乙氧化酶，有机磷化合物作用于半嵌入在质膜的乙氧化酶，有机磷化合物作用于半嵌入在质膜的乙氧化酶，有机磷化合物作用于半嵌入在质膜的乙酰胆碱酯酶。酰胆碱酯酶。酰胆碱酯酶。酰胆碱酯酶。又如，有的镶嵌在膜上的蛋白质是某些有毒化学又如，有的镶嵌在膜上的蛋白质是某些有毒化学又如，有的镶嵌在膜上的蛋白质是某些有毒化学又如，有的镶嵌在膜上的蛋白质是某些有毒化学物质的专一受体，受体是某些环境化学物作用的物质的专一受体，受体是某些环境化学物作用的物质的专一受体，受体是某些环境化学物作用的物质的专一受体，受体是某些环境化学物作用的靶，能使化学物有选择性

35、地作用于一定的细胞靶，能使化学物有选择性地作用于一定的细胞靶，能使化学物有选择性地作用于一定的细胞靶，能使化学物有选择性地作用于一定的细胞(靶靶靶靶细胞和靶器官细胞和靶器官细胞和靶器官细胞和靶器官)。2.2.2 化学物质通过生物膜的方式化学物质通过生物膜的方式被动转运被动转运 特殊转运特殊转运 通通过过方方式式简单扩散简单扩散、滤过作用滤过作用 主动转运主动转运、易化扩散易化扩散、吞噬作用和胞饮作用吞噬作用和胞饮作用 生物膜对物质的转运不起主动作用生物膜对物质的转运不起主动作用生物膜对物质的转运起主动作用生物膜对物质的转运起主动作用 一、简单扩散一、简单扩散(simple diffusion)

36、生物膜两侧的化学物分生物膜两侧的化学物分生物膜两侧的化学物分生物膜两侧的化学物分子从浓度高的一侧向浓子从浓度高的一侧向浓子从浓度高的一侧向浓子从浓度高的一侧向浓度低的一侧度低的一侧度低的一侧度低的一侧(即顺浓度梯即顺浓度梯即顺浓度梯即顺浓度梯皮皮皮皮)扩散，称为简单扩散。扩散，称为简单扩散。扩散，称为简单扩散。扩散，称为简单扩散。大多数环境化学物可以此方式通过生物膜。大多数环境化学物可以此方式通过生物膜。大多数环境化学物可以此方式通过生物膜。大多数环境化学物可以此方式通过生物膜。影响简单扩散的主要因素如下：生物膜两侧化学物的浓度梯影响简单扩散的主要因素如下：生物膜两侧化学物的浓度梯影响简单扩散

37、的主要因素如下：生物膜两侧化学物的浓度梯影响简单扩散的主要因素如下：生物膜两侧化学物的浓度梯度、度、度、度、脂脂脂脂/水分配系数水分配系数水分配系数水分配系数、化学物质的解离度和体液的、化学物质的解离度和体液的、化学物质的解离度和体液的、化学物质的解离度和体液的pHpH值等值等值等值等 。脂脂/水分配系数水分配系数一种物质在脂质中的溶解度与其在水中的溶解度一种物质在脂质中的溶解度与其在水中的溶解度一种物质在脂质中的溶解度与其在水中的溶解度一种物质在脂质中的溶解度与其在水中的溶解度之比称为脂之比称为脂之比称为脂之比称为脂/水分配系数。水分配系数。水分配系数。水分配系数。凡脂溶性大、水溶性小的物质

38、，即脂凡脂溶性大、水溶性小的物质，即脂凡脂溶性大、水溶性小的物质，即脂凡脂溶性大、水溶性小的物质，即脂/水分配系数水分配系数水分配系数水分配系数愈大，一般愈易透过生物膜，如葡萄糖、氨基酸、愈大，一般愈易透过生物膜，如葡萄糖、氨基酸、愈大，一般愈易透过生物膜，如葡萄糖、氨基酸、愈大，一般愈易透过生物膜，如葡萄糖、氨基酸、钠、钾等离子。但是，对于脂溶性低而水溶性极钠、钾等离子。但是，对于脂溶性低而水溶性极钠、钾等离子。但是，对于脂溶性低而水溶性极钠、钾等离子。但是，对于脂溶性低而水溶性极高，即脂高，即脂高，即脂高，即脂/水分配系数过小的物质，也不易经简单水分配系数过小的物质，也不易经简单水分配系数

39、过小的物质，也不易经简单水分配系数过小的物质，也不易经简单扩散进入细胞，如磷脂。扩散进入细胞，如磷脂。扩散进入细胞，如磷脂。扩散进入细胞，如磷脂。只有脂溶性和水溶性均高的物质才更容易经过简只有脂溶性和水溶性均高的物质才更容易经过简只有脂溶性和水溶性均高的物质才更容易经过简只有脂溶性和水溶性均高的物质才更容易经过简单扩散的方式透过生物膜。单扩散的方式透过生物膜。单扩散的方式透过生物膜。单扩散的方式透过生物膜。二、滤过作用二、滤过作用 滤过是化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。滤过是化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。滤过是化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。滤过是化学物透过生物膜上的亲水性

40、孔道的过程。生物膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们是由嵌入生物膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们是由嵌入生物膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们是由嵌入生物膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们是由嵌入脂质双分子层中的蛋白质结构中亲水性氨基酸构成。脂质双分子层中的蛋白质结构中亲水性氨基酸构成。脂质双分子层中的蛋白质结构中亲水性氨基酸构成。脂质双分子层中的蛋白质结构中亲水性氨基酸构成。如在膜的两侧存在着流体静压或渗透压差时，水就如在膜的两侧存在着流体静压或渗透压差时，水就如在膜的两侧存在着流体静压或渗透压差时，水就如在膜的两侧存在着流体静压或渗透压差时，水就能携带小分子溶质经亲水性膜孔顺压差而透过生物能携带小

41、分子溶质经亲水性膜孔顺压差而透过生物能携带小分子溶质经亲水性膜孔顺压差而透过生物能携带小分子溶质经亲水性膜孔顺压差而透过生物膜。膜。膜。膜。凡分子直径小于膜孔的化学物，均可随同水流透过凡分子直径小于膜孔的化学物，均可随同水流透过凡分子直径小于膜孔的化学物，均可随同水流透过凡分子直径小于膜孔的化学物，均可随同水流透过生物膜。大多数细胞的膜孔较小，约为生物膜。大多数细胞的膜孔较小，约为生物膜。大多数细胞的膜孔较小，约为生物膜。大多数细胞的膜孔较小，约为0.4nm0.4nm，肾，肾，肾，肾小球毛细血管内皮细胞的膜孔较大，约为小球毛细血管内皮细胞的膜孔较大，约为小球毛细血管内皮细胞的膜孔较大，约为小球

42、毛细血管内皮细胞的膜孔较大，约为7 710nm10nm。在一般情况下，凡分子量小于在一般情况下，凡分子量小于在一般情况下，凡分子量小于在一般情况下，凡分子量小于100100200200的化合物的化合物的化合物的化合物均可通过直径均可通过直径均可通过直径均可通过直径0.4nm0.4nm左右的亲水性孔道，例如经口左右的亲水性孔道，例如经口左右的亲水性孔道，例如经口左右的亲水性孔道，例如经口服的铅盐服的铅盐服的铅盐服的铅盐1010，锰盐，锰盐，锰盐，锰盐4 4，镉盐，镉盐，镉盐，镉盐1.51.5和铬盐和铬盐和铬盐和铬盐1 1可可可可被胃肠道吸收；被胃肠道吸收；被胃肠道吸收；被胃肠道吸收；凡分子量小于

43、白蛋白分子的化合物可通过直径凡分子量小于白蛋白分子的化合物可通过直径凡分子量小于白蛋白分子的化合物可通过直径凡分子量小于白蛋白分子的化合物可通过直径3 34nm4nm左右的亲水性孔道。例如水由肾小球滤过时，左右的亲水性孔道。例如水由肾小球滤过时，左右的亲水性孔道。例如水由肾小球滤过时，左右的亲水性孔道。例如水由肾小球滤过时，除蛋白质分子不能透过外，其余溶于血浆中的物除蛋白质分子不能透过外，其余溶于血浆中的物除蛋白质分子不能透过外，其余溶于血浆中的物除蛋白质分子不能透过外，其余溶于血浆中的物质均可透过肾小球的亲水性孔道进入肾小管。质均可透过肾小球的亲水性孔道进入肾小管。质均可透过肾小球的亲水性孔

44、道进入肾小管。质均可透过肾小球的亲水性孔道进入肾小管。三、主动转运三、主动转运(active transport)对于某些非脂溶性的、分子量较大的化学物质，对于某些非脂溶性的、分子量较大的化学物质，对于某些非脂溶性的、分子量较大的化学物质，对于某些非脂溶性的、分子量较大的化学物质，不能通过上述方式转运，需通过生物膜上的特殊不能通过上述方式转运，需通过生物膜上的特殊不能通过上述方式转运，需通过生物膜上的特殊不能通过上述方式转运，需通过生物膜上的特殊转运系统转运。转运系统转运。转运系统转运。转运系统转运。化学物伴随能量的消耗由低浓度处向高浓度处转化学物伴随能量的消耗由低浓度处向高浓度处转化学物伴随

45、能量的消耗由低浓度处向高浓度处转化学物伴随能量的消耗由低浓度处向高浓度处转运以透过生物膜的过程称主动转运。运以透过生物膜的过程称主动转运。运以透过生物膜的过程称主动转运。运以透过生物膜的过程称主动转运。主动转运的主要特点主动转运的主要特点 需有载体需有载体需有载体需有载体(或称运转系统或称运转系统或称运转系统或称运转系统)参加。参加。参加。参加。载体一般是生物膜载体一般是生物膜载体一般是生物膜载体一般是生物膜上的蛋白质，可与被转运的化学物形成复合物，然后将上的蛋白质，可与被转运的化学物形成复合物，然后将上的蛋白质，可与被转运的化学物形成复合物，然后将上的蛋白质，可与被转运的化学物形成复合物，然

46、后将化学物运入生物膜另一侧并将化学物释放。结合时载体化学物运入生物膜另一侧并将化学物释放。结合时载体化学物运入生物膜另一侧并将化学物释放。结合时载体化学物运入生物膜另一侧并将化学物释放。结合时载体构型发生改变，但组成成分不变；释放化学物后，又恢构型发生改变，但组成成分不变；释放化学物后，又恢构型发生改变，但组成成分不变；释放化学物后，又恢构型发生改变，但组成成分不变；释放化学物后，又恢复原有构型，以进行再次转运。复原有构型，以进行再次转运。复原有构型，以进行再次转运。复原有构型，以进行再次转运。化学物可逆浓度梯度而转运，故需消耗一定的代化学物可逆浓度梯度而转运，故需消耗一定的代化学物可逆浓度梯

47、度而转运，故需消耗一定的代化学物可逆浓度梯度而转运，故需消耗一定的代谢能量。谢能量。谢能量。谢能量。因此代谢抑制剂可阻止此转运过程因此代谢抑制剂可阻止此转运过程因此代谢抑制剂可阻止此转运过程因此代谢抑制剂可阻止此转运过程。载体对转运的化学物有一定选择性。载体对转运的化学物有一定选择性。载体对转运的化学物有一定选择性。载体对转运的化学物有一定选择性。化学物必须化学物必须化学物必须化学物必须具有一定基本结构才能被转运；结构稍有改变，即可影具有一定基本结构才能被转运；结构稍有改变，即可影具有一定基本结构才能被转运；结构稍有改变，即可影具有一定基本结构才能被转运；结构稍有改变，即可影响转运过程的进行。

48、响转运过程的进行。响转运过程的进行。响转运过程的进行。载体有一定容量载体有一定容量载体有一定容量载体有一定容量，当化学物达到一定浓度时，当化学物达到一定浓度时，当化学物达到一定浓度时，当化学物达到一定浓度时，载体载体载体载体可以饱和可以饱和可以饱和可以饱和，转运即达到极限转运即达到极限转运即达到极限转运即达到极限。如果两种化学物基本相似，又需要同一载体进行转运，如果两种化学物基本相似，又需要同一载体进行转运，如果两种化学物基本相似，又需要同一载体进行转运，如果两种化学物基本相似，又需要同一载体进行转运，则则则则两种化学物之间可出现竞争性抑制两种化学物之间可出现竞争性抑制两种化学物之间可出现竞争

49、性抑制两种化学物之间可出现竞争性抑制。少数外源少数外源少数外源少数外源化学物由于其化学结构和性质与体内某些营养物质或内化学物由于其化学结构和性质与体内某些营养物质或内化学物由于其化学结构和性质与体内某些营养物质或内化学物由于其化学结构和性质与体内某些营养物质或内源化学物相似，就会假借后者的载体进行转运，例如铅源化学物相似，就会假借后者的载体进行转运，例如铅源化学物相似，就会假借后者的载体进行转运，例如铅源化学物相似，就会假借后者的载体进行转运，例如铅可利用钙的载体，铊利用铁的载体，可利用钙的载体，铊利用铁的载体，可利用钙的载体，铊利用铁的载体，可利用钙的载体，铊利用铁的载体，5-5-氟尿嘧啶通

50、过嘧氟尿嘧啶通过嘧氟尿嘧啶通过嘧氟尿嘧啶通过嘧啶运转系统。啶运转系统。啶运转系统。啶运转系统。主动转运对化学物在胃肠道中的吸收，特别是对主动转运对化学物在胃肠道中的吸收，特别是对主动转运对化学物在胃肠道中的吸收，特别是对主动转运对化学物在胃肠道中的吸收，特别是对已吸收入体内的外源化学物在体内的不均匀分布已吸收入体内的外源化学物在体内的不均匀分布已吸收入体内的外源化学物在体内的不均匀分布已吸收入体内的外源化学物在体内的不均匀分布和通过肝肾从体内排出具有重要意义。和通过肝肾从体内排出具有重要意义。和通过肝肾从体内排出具有重要意义。和通过肝肾从体内排出具有重要意义。不易溶于脂质的化学物可通过主动转运