《环境生物学》课程教学资源（PPT课件）第二章 污染物对生物的影响

第二章污染物对生物的影响 本章将讨论以下内容: 污染物在生物化学和分子水平上的影响 污染物在细胞和器官水平上的影响 染物在个体水平上的影响 染物在种群和群落水平上的影响 学污染物对生物的联合作用

第二章 污染物对生物的影响 本章将讨论以下内容： • 污染物在生物化学和分子水平上的影响 • 污染物在细胞和器官水平上的影响 • 污染物在个体水平上的影响 • 污染物在种群和群落水平上的影响 • 化学污染物对生物的联合作用

第一节污染物在生物化 学和分子水平上的影响 生物系统的各级生物学水平 生物分子 细胞器 细胞 组织 器官 器官系统 个体 种群 群落 生态系统

第一节 污染物在生物化 学和分子水平上的影响 生物系统的各级生物学水平： 生物分子 细胞器 细胞 组织 器官 器官系统 个体 种群 群落 生态系统

生化反应:结构改变,形成新化合物,不可 逆。 分子作用:结合,改变功能,多数可逆。 防护性反应:免疫(过敏反应)、应激(急) 反应 非防护性反应:不能自我调节;过量的情况 p69))

生化反应：结构改变，形成新化合物，不可 逆。 分子作用：结合，改变功能，多数可逆。 防护性反应：免疫（过敏反应）、应激（急） 反应 非防护性反应：不能自我调节；过量的情况 （p69））

、对生物机体酶的影响 1、什么是酶( enzyme)? 酶是一种特殊的蛋白质,在生物体内对代谢活动起催 化作用,本身不发生变化。受酶作用的物质称为基质 (底物),在酶作用下的反应称为酶促反应。 酶和污染物的相互作用 污染物进入机体后,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 t的数量和活性

一、对生物机体酶的影响 1、什么是酶（ enzyme ）？ 酶是一种特殊的蛋白质，在生物体内对代谢活动起催 化作用，本身不发生变化。受酶作用的物质称为基质 （底物），在酶作用下的反应称为酶促反应。 2、酶和污染物的相互作用 – 污染物进入机体后，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 的数量和活性

3、污染物对酶辅助因子的影响 些污染物能与酶的辅助因子——金属离子 作用,从而使辅助因子失活,影响到酶的活 性 例如:氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子结合, 形成稳定络合物,而抑制细胞色素的酶活性,使其 不能传递电子,则细胞内的氧化代谢过程中断,使 机体不能利用氧,出现内室息性缺氧

3、污染物对酶辅助因子的影响 – 一些污染物能与酶的辅助因子——金属离子 作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活 性。 – 例如：氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子结合， 形成稳定络合物，而抑制细胞色素的酶活性，使其 不能传递电子，则细胞内的氧化代谢过程中断，使 机体不能利用氧，出现内窒息性缺氧

4、对酶活性中心的影响 污染物还能和酶的其它活性基团结合 如汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固,从而使 酶失去活性。 5、破坏酶的结构 有些污染物能够取代酶分子中的某些成分,从 而使酶失去活性。 加铍的毒作用机理就是能取代某些酶分子中的镁和锰, 破坏了酶的正常结构,使酶失去活性

4、对酶活性中心的影响 – 污染物还能和酶的其它活性基团结合 – 如汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使 酶失去活性。 5、破坏酶的结构 – 有些污染物能够取代酶分子中的某些成分，从 而使酶失去活性。 – 如铍的毒作用机理就是能取代某些酶分子中的镁和锰， 破坏了酶的正常结构，使酶失去活性

·6、与酶激活剂作用 有些酶需要激活剂才能表现活性。酶激活剂 往往是金属离子,凡是能与激活剂作用的污 染物都能抑制酶的活性。 7、污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的 作用 污染物与底物有相似的结构,也能与酶形成 复合物,从而竞相和酶发生作用

• 6、与酶激活剂作用 – 有些酶需要激活剂才能表现活性。酶激活剂 往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污 染物都能抑制酶的活性。 • 7、污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的 作用 – 污染物与底物有相似的结构，也能与酶形成 复合物，从而竞相和酶发生作用

8、酶的诱导 许多环境污染物能诱导生物机体内一些酶活性 和含量增加,在这些污染物中,大多属于有毒 有害的有机化合物,如:多氯联苯(PCBs) 多环芳烃(PAHs)、表面活性剂等。 酶诱导的三基因假说:结构(转录mRNA) 纵(去阻遏,控制转录速度)、调节(形成阻 逸蛋自;中止转录) 外源物与阻遏蛋白形成复合物,不能中止转 过程,使酶蛋白合成增加

8、酶的诱导 许多环境污染物能诱导生物机体内一些酶活性 和含量增加，在这些污染物中，大多属于有毒、 有害的有机化合物，如：多氯联苯（PCBs）、 多环芳烃（PAHs）、表面活性剂等。 酶诱导的三基因假说：结构（转录mRNA）、 操纵（去阻遏，控制转录速度）、调节（形成阻 遏蛋白，中止转录） 外源物与阻遏蛋白形成复合物，不能中止转 录过程，使酶蛋白合成增加

a、混合功能氧化酶(MFo) 是污染物在生物体内进行生物转化相 过程的关键酶系。 水平 命名法 marker DNA CYPLA1 fpiRNA. CYPlAl DNA探针 P-4501A1抗体( ELISA) 活性ERoD/AHH催化检验

a、混合功能氧化酶（MFO） 是污染物在生物体内进行生物转化相Ⅰ 过程的关键酶系。 水平 命名法 marker DNA CYP1A1 mRNA CYP1A1 DNA探针 Pr P-4501A1 抗体（ELISA） 酶活性 EROD/AHH 催化检验

b、抗氧化防御系统酶 活性氧:带有2~3个电子的分子氧还原产物, 主要有:OH、O2和H2O2 自由基:带有奇数电子的原子或基团( free radical)。 脂质过氧化:多不饱和脂肪酸与自由基反应,形成脂质 自由基。 自由基的损害机制:改变膜结构,膜蛋白变性,攻击 NA 计氧化物歧化酶(SoD) 是一类高诱导酶,催化O2生成H1O2,消除活 性氧

b、抗氧化防御系统酶 活性氧：带有2～3个电子的分子氧还原产物， 主要有：·OH、 O2 ˉ 和H2O2 自由基：带有奇数电子的原子或基团（free radical）。 脂质过氧化：多不饱和脂肪酸与自由基反应，形成脂质 自由基。 自由基的损害机制：改变膜结构，膜蛋白变性，攻击 DNA • (1) 超氧化物歧化酶（SOD） 是一类高诱导酶，催化O2 ˉ生成H2O2 ，消除活 性氧