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第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本章重点：1、污染物的生物富集、放大和堆集2、耗氧和有毒有机物的微生物降解3、元素的微生物转化4、微生物对污染物的转化速率5、毒物的毒性、联合作用、致突变、致癌及按捺酶活性等作用第一节物质通过生物膜的方式一、生物膜的布局：1、生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变更复杂体。
2、蛋白质的生理功能：载体作用，转运膜表里物质催化作用，如酶能量转换作用3、膜孔：带极性，含水的微小孔道二、物质通过生物膜的方式〔共5种〕：1、膜孔滤过动力：膜两侧静水压及渗透压限制条件：直径小于膜孔的水溶性物质2、被动扩散脂溶性物质顺浓度梯度〔高低〕扩散通过生物膜。
3、被动易化扩散：有些物质可在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。
该过程受载体及其数量制约，呈现特异性选择4、主动转运：与被动易化扩散相反特征：消耗代谢能量，具有特异性选择5、胞吞和胞饮：物质与膜上特定蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，膜的外表张力改变，引起膜外包或内陷进入膜内。
固体胞吞液体胞饮小结：物质以何种方式通过生物膜，主要决定于机体各组织生物膜的特性和物质的布局、理化性质。
〔1〕理化性质包罗 物质的脂溶性、水溶性、解离度、分子大小等。
〔2〕营养物质和代谢物质主要以被动易化扩散和主动转运进入生物膜〔3.〕大大都物质以被动扩散方式通过生物膜第二节 污染物质在机体内的转运吸收 转污染物质在机体内 分布 运的运动过程 排泄 消生物转化 除小结：毒物吸收、分布、排泄、蓄积图解呼 吸 摄 吸出 入 入 收尿第三节污染物质的生物富集、放大和堆集一、生物富集生物富集：生物通过非吞食方式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的浓度。
生物浓缩系数BCF= C b/Ce影响BCF的因素：物质性质、生物特性、环境因素富集速率的计算：BCF = Cf/Cw=Ka/Ke说明在必然条件下生物浓缩系数有一阈值，此时水生生物富集达到动态平衡。
第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性一、选择题两种毒物死亡率分别是M1和M2，其联合作用的死亡率M＜M1＋M2，这种联合作用属于（）。
A．协同作用B．相加作用C．独立作用D．拮抗作用【答案】D【解析】拮抗作用是指联合作用的毒性小于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
即其中某一毒物成分能促进机体对其他毒物成分的降解加速、排泄加快、吸收减少或产生低毒代谢物等，使混合物毒性降低。
如果用死亡率作为毒性指标，两种毒物单独作用的死亡率分别为M1和M2，则其拮抗作用的死亡率为M＜M1＋M2。
二、填空题1．确定生物富集过程中的BCF值的方法有______、______。
【答案】平衡法；动力学法【解析】生物浓缩系数公式为：BCF＝c b/c e。
式中，BCF为生物浓缩系数；c b为某种元素或难降解物质在机体中的浓度；c e为某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。
在控制条件下的实验中，可用平衡方法测定水生生物体内及水中的物质浓度，也可用动力学方法测定k a，k e和k g，然后用BCF＝c f/c w＝k a/（k e＋k g）或BCF＝c f/c w＝k a/k e算得BCF 值。
2．生物转化中的受氢体包括______、______、______三类。
【答案】分子氧；有机底物转化的中间产物；无机含氧化合物【解析】生物转化中，有氧氧化中以分子氧为直接或间接受氢体的氢传递；无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的氢传递；无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的氢传递。
3．含碳化合物的厌氧分解过程中，在______细菌的作用下，生成______中间产物，然后在______细菌的作用下，生成______。
【答案】产氢菌和产乙酸；乙酸、甲酸、氢气、二氧化碳；产甲烷；甲烷【解析】在无氧氧化条件下糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。
如果条件允许，这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌作用下，可被转化为乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳，进而经产甲烷菌作用产生甲烷。
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
1. 在试验水中某鱼体从水中吸收有机污染物质A 的速率常数为18.76h -1,鱼体消除A 的速率常数为
2.38×10-2h -1；设A 在鱼体内起始浓度为零，在水中的浓度可视作不变。
计算A 在该鱼体内的浓缩系数及其浓度达到稳态浓度95%时所需的时间。
（788.2；5.24d ）
解：∵A 在鱼体内的起始浓度为零，且在水中的浓度可视为不变，相当于t →∞时，
BCF = C f /C w = k a /k e
∴ BCF = k a /k e = 18.76/2.38×10-2 = 788.2；
)]exp(1[t k k C k C e e W a f --= 稳态浓度为 e
W a k C k e
W a e e W a k C k t k k C k )]exp(1[95.0--=∴ 得：0.95 = 1－ exp(-2.38×10-2t) 0.05 = exp(-2.38×10-2t)
两边取ln 得：-2.996 = - 2.38×10-2 t ,解得：t = 125.88(h) = 5.25(d)。
2．在通常天然水中微生物降解丙氨酸的过程如下，在其括号内填写有关的化学式和生物转化途径名称，并说明这一转化过程将对水质带来什么影响。
解：有关的化学式和生物转化途径如下：
(1)CO 2；(2)CH 3COOH ；(3)NH 3；(4)CoASH ；(5)H 2O ；(6)CH 3COCoASH ；
(7)CH 3COCOOH ；(8)H 2O ；(9)CoASH ；(10)(CH 2COOH)2C(OH)COOH ；(11)三羧酸循环；(12)NO 2-；(13)硝化。
该过程将氮由不能被植物吸收利用的有机态转化为无机氮，利于植物利用；且此过程是耗氧过程，可能引起水体富营养化，使水质变差。
3．比较下列各对化合物中微生物降解的快慢，指出所依据的定性判别规律。
（1
（2）CH3 (CH2)5CH3 CH3CH2CH3
（3
答：（1）硝基苯降解要慢于苯酚，根据取代规律，在芳香族化合物中羟基取代基加快其降解，硝基取代基使其降解减缓。
（2）庚烷的降解要快于丙烷，根据链长规律，在一定范围内，碳链越长，降解越快。
（3）前者降解要快于后者，根据链分支规律，在烷基苯磺酸盐中，分支程度越大，降解越慢。
7．试说明化学物质致突变、致癌和抑制酶活性的生物化学作用机理。
（1）致突变作用机理：致突变性是指生物体中细胞的遗传性质在受到外源性化学毒物低剂量的影响和损伤时，以不连续的跳跃形式发生了突然的变异。
致突变作用发生在一般体细胞时，则不具有遗传性质，而是使细胞发生不正常的分裂和增生，其结果表现为癌的形成。
致突变作用如影响生殖细胞而使之产生突变时，就有可能产生遗传特性的改变而影响下一代，即将这种变化传递给子细胞，使之具有新的遗传特性。
（2）致癌机理：致癌是体细胞不受控制的生长。
其机理一般分两个阶段：第一是引发阶段，即致癌物与DNA反应，引起基因突变，导致遗传密码改变。
第二是促长阶段，主要是突变细胞改变了遗传信息的表达，增殖成为肿瘤，其中恶性肿瘤还会向机体其他部位扩展。
（3）抑制酶活性作用机理：有些有机化合物与酶的共价结合，这种结合往往是通过酶活性内羟基来进行的；有些重金属离子与含硫基的酶强烈结合；某些金属取代金属酶中的不同金属。
8．解释下列名词的概念。
（1）被动扩散；（2）主动转运；（3）肠肝循环；（4）血脑屏障；（5）半数有效
剂量（浓度）；（6）阈剂量（浓度）；（7）助致癌物；（8）促癌物；（9）酶的可逆和不可逆抑制剂
答：（1）被动扩散：脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧，即顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。
（2）主动转运：在需要消耗一定代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。
（3）肠肝循环：有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收，该现象叫肠肝循环。
（4）血脑屏障：脑毛细血管阻止某些物质（多半是有害的）进入脑循环血的结构。
（5）半数有效剂量（浓度）：毒物引起受试生物的半数产生同一毒作用所需的毒物剂量（浓度）。
（6）阈剂量（浓度）：在长期暴露毒物下，会引起机体受损害的最低剂量（浓度）。
（7）助致癌物：可加速细胞癌变和已癌变细胞增殖成瘤块的物质。
（8）促癌物：可使已经癌变细胞不断增殖而形成瘤块。
（9）酶的可逆和不可逆抑制剂：抑制剂就是能减小或消除酶活性，而使酶的反应速率变慢或停止的物质。
其中，以比较牢固的共价键同酶结合，不能用渗析、超滤等物理方法来恢复酶活性的抑制剂，称为不可逆抑制剂；另一部分抑制剂是同酶的结合处于可逆平衡状态，可用渗析法除去而恢复酶活性的物质，称为可逆抑制剂。
9．在水体底泥中有下图所示反应发生，填写图中和有关分解反应中所缺的化学式或辅酶简式。
图中的转化对汞的毒性有何影响。
答：（1）Hg；（2）HgCl2；（3）CH4；（4）NADH；（5）NAD+；（6）HCl；（7）NADH + H+；（8）CH4；（9）HCl；（10）NADH + H+；（11）HCl；（12）CH4；（13）C2H6；（14）Hg
可溶性无机汞在生物体内一般容易排泄，而烷基汞具有高脂溶性，且在生物体内分解速度缓慢，因而其毒性比可溶性无机汞化合物大10到100倍。
图中所示的氯化甲基汞变成金属汞的转化过程，是微生物以还原作用转化汞
的主要途径，是降低毒性的过程。
