環境化學生物體內污染物質的第一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一本章重點污染物的生物富集、放大和積累耗氧和有毒有機物的微生物降解元素的微生物轉化微生物對污染物的轉化速率毒物的毒性、聯合作用、致突變、致癌及抑制酶活性污染物與生物肌體之間的相互作用,機體對污染物質的吸收、分布、轉化和排泄等過程。第二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

第一節

物質通過生物膜的方式

一、生物膜的結構

生物膜主要是由磷脂雙分子層和蛋白質鑲嵌組成的、厚度為75-100?的流動變動復雜體。在磷脂雙分子層中，親水的極性基因排列于內外兩面，疏水的烷鏈端伸向內側，所以，在雙分子層中央存在一個疏水區，生物膜是類脂層屏障。膜上鑲嵌的蛋白質，有附著在磷脂雙分子層表面的表在蛋白，有深埋或貫穿磷脂雙分子層的內在蛋白，但他們親水端也都露在雙分子層的外表面。第三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一二、物質通過生物膜的方式1、膜孔濾過2、被動擴散（濃度擴散）（P304)

費克定律:擴散系數取決于通過物質和膜的性質3、被動易化擴散4、主動轉運5、胞吞和胞飲第四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二節污染物質在機體內的轉運污染物質在機體內的運動過程包括吸收、分布、排泄和生物轉化，轉運包括：吸收分布。消除包括：排泄和生物轉化。一、吸收吸收是污染物質從機體外，通過各種途徑通透體膜進入血液的過程消化管是吸收污染物質最主要的途徑；

呼吸管是吸收大氣污染物的主要途徑；

皮膚吸收是不少污染物質進入機體的途徑；第五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一二、分布分布是指污染物質被吸收后或其代謝轉化物質形成后，由血液轉送至機體各組織；與組織成分結合；從組織返回血液；以及再反復等過程。脂溶性污染物質易于通過生物膜,在血流豐富的組織（肺、肝、腎等）遠比血流少的組織（皮膚、肌肉、脂肪）中分布迅速。污染物質常與血液中的血漿蛋白結合；可逆的動態平衡，未結合的才能分布。血腦屏障胎盤屏障第六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一三、排泄排泄是污染物質及其代謝物質向機體外的轉運過程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌等，而以腎和肝膽為主。1、腎排泄：污染物質隨尿排出；近曲小管主動分泌和遠曲小管被動重吸收的綜合結果。2、肝膽系統的膽汁排泄：是污染物質代謝物的主要排出途徑。3、腸道排泄、肝腸循環第七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一四、蓄積機體長期接觸某污染物質，若吸收超過排泄及其代謝轉化，則會出現該污染物質在體內逐增的現象，稱為生物蓄積。職業病等現象是典型的生物蓄積和生物富集現象。機體的主要蓄積部位：血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。蓄積部位中的污染物質，常同血漿中游離型污染物質保持相對穩定的平衡。有機污染物質的蓄積部位與毒性作用部位不一定一致。第八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第三節污染物質的生物富集、放大和積累

第九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一水生生物富集速率方程為：生物濃縮系數：BCF有閾值。第十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一二、生物放大生物放大：同一食物鏈上的高營養級生物，通過吞食低營養級生物富集某種元素或難降解物質，使其在機體內的濃度隨營養級數提高而增大的現象。如水鳥體中DDT濃度比當地湖水高105倍左右。生物放大并不是在所有條件下都能發生第十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一三、生物積累1、生物積累：生物從周圍環境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體中的濃度超過周圍環境中濃度的現象。第十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四節污染物質的生物轉化第二十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一一、生物轉化中的酶酶是一類由細胞制造和分泌的、以蛋白質為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。酶催化作用的特點：

1、催化專一性高

2、酶催化效率高：如蔗糖酶催化蔗糖水解的速率比強酸催化效率高2*1012倍；

3、酶催化需要溫和的外界條件第二十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一二、若干重要輔酶的功能1、FMN和FAD2、NAD+和NADP+3、輔酶Q4、細胞色素酶系的輔酶5、輔酶A第二十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第二十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一三、生物氧化中的氫傳遞過程生物氧化是指有機物質在機體細胞內的氧化，并伴隨有能量的釋放。放出的能量主要通過二磷酸腺苷與正磷酸合成三磷酸腺苷而被暫時存放。反應見下圖第三十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一腺苷部分的結構見下圖第三十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一當同學們參加長跑、球賽等劇烈運動后，常會感到小腿、大腿及臂部等處肌肉酸痛。平時很少參加體育鍛煉的同學，如果突然參加一次較強的運動，也常常會感到局部肌肉酸痛。這是怎么回事呢？第三十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

運動的力量來自肌肉收縮。肌肉收縮要發生非常復雜的化學變化。肌肉收縮的直接能源物質是三磷酸腺苷，三磷酸腺苷分

解為二磷酸腺苷，并釋放能量供肌肉收縮，其它的化學反應都是保證肌肉收縮時三磷酸腺苷的含量不變。肌肉收縮時的化學反應分有氧和無氧兩種情況。首先無論是

有氧還是無氧，糖分解為丙酮酸。在無氧條件下，丙酮酸進一步轉化為乳酸；在有氧情況下，丙酮酸被徹底氧化分解成二氧化碳和水，并釋放出比無氧階段高十幾倍

的能量供肌肉使用。但是在劇烈運動時，肌肉收縮急需大量能量供應，因而需氧量也大量增加，機體氧的供應一時又不能滿足肌肉收縮的能量需求，因而為了適應能

量的需要，無氧過程被大大加強，從而產生大量乳酸。乳酸在肌肉中積累過多，會刺激肌肉中的化學感受器或由于積累量太多，使肌肉膨脹，這都會使肌肉產生酸痛

感。

第三十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一肌肉酸痛并沒有多大的害處，過幾天就會消失。當肌肉休息后，氧的供應充足，約1/5的乳酸可被進一步徹底分解為二

氧化碳和水，并放出其中的能量。另外4/5的乳酸再合成為糖元，供肌肉收縮的能源物質。如果肌肉酸痛厲害，可以用熱毛巾敷于痛處，并按摩痛處，也可擦些松

節油等藥物揉擦。條件許可的話，可以洗洗熱水澡，促進血液循環，使乳酸轉化加快，酸痛可減輕或消除。

處于青春期的同學們，應加強體育鍛煉。在體育鍛煉時，肌肉的活動量加大，肌肉中的毛細血管開放，其開放的數量可以第三十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一生物氧化中有機物質的氧化多為去氫氧化。

氫傳遞過程的幾種分類：1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過程；2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過程；3、無氧氧化中有機底物轉化中間產物作受氫體的遞氫過程；4、無氧氧化中某些無機含氧化合物作受氫體的遞氫過程第三十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第三十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第三十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第三十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第三十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第四十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一健身房健美訓練主要是重量訓練，重量訓練是短時間、高強度的肌肉運動，屬于典型的無氧訓練。無氧訓練會使肌肉酸痛，這是無氧代謝的副產品--乳酸堆積在肌肉里造成的。

第四十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一弄清這些問題先了解以下3個概念：

1.ATP供能ATP（三磷酸腺苷）是肌肉活動唯一的直接能量來源。在酶的催化作用下，ATP迅速分解并釋放能量，以供肌肉收縮之需。肌肉中ATP儲量很少，必須邊分解邊合成，才能供給肌肉持續活動的需要。供ATP分解后再合成的能源有三個途徑，一是糖與脂肪的有氧氧化，二是CP（磷酸肌酸）的分解，三是糖元的無氧分解。

2.無氧代謝無氧代謝是人體能量代謝的組成部分。當肌肉進行短時間、高負荷運動時，氧的供應量不足以進行糖的有氧氧化，肌肉即利用CP和糖的無氧分解所釋放的能量再合成ATP,以供肌肉運動之需。

3.糖的無氧分解糖的無氧分解是在氧供應不足的情況下，糖原或葡萄糖分解為乳酸，同時快速釋放能量合成ATP，以供肌肉收縮所需。因為CP在肌肉中儲量也很少，所以糖的無氧分解是無氧代謝的主要供能方式。第四十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一糖無氧分解的代謝產物是乳酸，肌肉酸痛的感覺就是乳酸大量堆積造成的。肌肉中無氧代謝產生的乳酸不能在肌肉內逆轉為糖，而是少部分被氧化，大部分由血液輸送到肝臟，轉變為肝糖原。

由上可知，重量訓練后的肌肉酸痛是必然的，只有乳酸不斷地通過血液循環進入肝臟轉變為糖原，肌肉酸痛才會逐漸消失。而這一過程是訓練后恢復過程的一部分。

那么，肌肉酸痛的時候能否堅持訓練呢？

乳酸是一種強酸，它在體內積聚過多會使體內酸堿度的穩定受到破壞，從而使機體工作能力降低。許多健美運動員的經驗證明，肌肉酸痛時堅持訓練，肌肉感覺不刺激，很難練漲。而且肌肉酸痛會使肌肉的本能反應趨向排斥肌肉運動，所以很難集中意念進行訓練，更不用說建立“肌肉---意志”聯系了。因此最好是等到肌肉酸痛現象消失后再訓練。盡管你的訓練熱情很高，訓練欲望很強烈，但你要明白：沒有充分的恢復，肌肉就不可能充分生長。第五十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第五十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一第五十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一五、有毒有機污染物質生物轉化類型有毒有機物質生物轉化的主要反映類型如下：1、耗氧反應類型

1）混合功能氧化酶加氧氧化

2）脫氫酶脫氫氧化

3）氧化酶氧化第五十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一1）混合功能氧化酶加氧氧化第五十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2）脫氫酶脫氫氧化醇氧化成醛醇氧化成酮醛氧化成羧基第五十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一3）氧化酶氧化氧化酶是伴隨有氫原子或電子轉移，以分子氧為直接受氫體的酶類。例如：第五十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2、還原反應類型

1）可逆脫氫酶加氫還原；

2）消極還原酶還原；

3）偶氮還原酶還原；

第五十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一4）還原脫氯酶還原第五十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一3、水解反應類型

1）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解

2）芳香酯酶使芳香簇脂水解

3）磷脂酶使磷酸酯水解第五十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

4）酰胺酶使酰胺水解第六十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一4、若干重要結合反應類型

1）葡萄糖醛酸結合

2）硫酸結合

3）谷胱甘肽結合第六十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一六、有毒有機污染物質的微生物降解下面介紹幾種有機毒物微生物降解的途徑1、烴類

1）正烷烴的降解

2）烯烴的微生物降解途徑主要是烯的飽和末端氧化，再經與正烷烴相同的途徑成為不飽和脂肪酸

3）苯的微生物降解途徑

4）苯系化合物的降解第六十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一1、烴類碳原子數>1的正烷烴：通過烷烴的末端氧化，或次末端氧化，或雙端氧化，逐步生成醇、醛及脂肪酸，而后經β-氧化進入TCA循環，最終降解成二氧化碳和水。

水化酶脫氫酶H2OCH3(CH2)nCH2CH(OH)2NADH+H+NAD+CH3(CH2)nCH2COOH脂肪酸β－氧化TCA循環CH3(CH2)nCH2CH3CH3(CH2)nCH2CH2OHO2H2ONADH+H+NAD+加氧酶NADH+H+NAD+脫氫酶CH3(CH2)nCH2CHOCO2+H2O甲烷：CH4→CH3OH→

HCHO→

HCOOH→

CO2+H2O烷烴末端氧化降解過程第六十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一烯烴：①烯的飽和末端氧化、再經與正烷烴相同的途徑成為不飽和脂肪酸；②或者是烯的不飽和末端雙鍵環氧化成為環氧化合物，再經開環形成二醇致飽和脂肪酸。然后，脂肪酸通過β-氧化進入TCA循環，降解成二氧化碳及水。水化酶O加氧酶CH3(CH2)nCH=CH2HOCH2(CH2)nCH=CH2CH3(CH2)nCH-CHOO加氧酶H2OCH3(CH2)nCH-CH2

OHOH4HCH3(CH2)nCH2COOH系列酶促反應H2OHOOC(CH2)nCH=CH2脂肪酸β－氧化TCA循環CO2+H2O烯烴微生物降解途徑第六十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一苯的微生物降解O單加氧酶OHH2HH2OOHOHO2雙加氧酶COOHCOOHCOOHO-C=OCOOHC=OOH2Oβ-氧化CoASHCOOHCOOHO兒茶酚順－順粘康酸粘康酸內脂β

－酮己二酸烯醇內酯β

－酮己二酸CH3COSCoA+HOOC(CH2)2COOHTCA循環CO2+H2O乙酰輔酶A琥珀酸多環芳烴的微生物降解與上類似降解順序：烯烴>烷烴>苯環>多環芳烴第六十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2、農藥的降解

1）苯氧乙酸的降解

2）有機磷殺蟲劑對硫磷的可能降解途徑

3）DDT降解第六十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一1）苯氧乙酸的降解苯氧乙酸是一大類除草劑。第六十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2）有機磷殺蟲劑對硫磷的可能降解途徑第六十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一3）DDT降解第六十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一DDT的主要降解途徑是：在微生物還原脫氯酶作用下，脫氯和脫氯化氫第七十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一七、氮和硫的微生物轉化1、氮的微生物轉化氮的形態，元素、有機(生物體內的蛋白質、核酸等有機氮化物，以及生物殘體變成的各種有機氮化合物)、無機轉化過程：同化、氨化、硝化、反硝化及固氮同化氨化硝化反硝化固氮第七十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一固氮：通過微生物的作用把分子氮轉化為氨的過程。此時，氮不釋放到環境中，而是繼續在機體內進行轉化，合成氨基酸，組成自身蛋白質等。同化：綠色植物和微生物吸收硝態氮和氨態氮，組成機體中蛋白質、核酸等含氮有機物質的過程。氨化：生物殘體中的有機氮化物，經微生物分解成氨態氮的過程。硝化：氨在有氧條件下通過微生物作用，氧化成硝酸鹽的過程。反硝化:硝酸鹽在通氣不良條件下，通過微生物作用而還原的過程。（1）硝酸鹽還原成亞硝酸（2）硝酸鹽還原成氮氣（3）硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨第七十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2、硫的微生物轉化1）硫化氫、單質硫等在微生物作用下氧化生成硫酸（硫化）2）硫酸鹽、亞硫酸鹽在微生物作用下還原生成硫化氫（反硫化）3）海水中硫酸鹽還原生成硫化氫第七十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一八、重金屬元素的微生物轉化1、汞汞的生物甲基化生物作用還原轉化汞2、砷砷的微生物甲基化微生物使砷去甲基化第七十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一水沉積物空氣CH3Hg+魚(CH3)2HgHg