環(huán)境化學第五章-污染物在生物體內的遷移轉化

1、精選可編輯ppt1第五章第五章 污染物在生物體內的遷污染物在生物體內的遷移轉化移轉化精選可編輯ppt2生物污染和生物污染的生物污染和生物污染的主要途徑主要途徑環(huán)境污染物在生物體內的環(huán)境污染物在生物體內的分布分布污染物質的污染物質的生物富集、放大和積生物富集、放大和積累累微生物微生物對環(huán)境污染物的對環(huán)境污染物的降解轉化降解轉化作用作用環(huán)境污染物對人體健康的影響環(huán)境污染物對人體健康的影響本章內容介紹本章內容介紹精選可編輯ppt3重重 點點 掌掌 握握污染物質的污染物質的生物富集、生物富集、放大和積累放大和積累微生物微生物對環(huán)境污染物的對環(huán)境污染物的降解轉化作用降解轉化作用環(huán)境環(huán)境污染物污染物對對人

2、體健康人體健康的影響的影響精選可編輯ppt4第一節(jié)第一節(jié) 生物污染和生物污染的主要途徑生物污染和生物污染的主要途徑一、一、 生物污染生物污染 有兩種含義，一種是指對人和生物有害的微生物、寄生蟲等有兩種含義，一種是指對人和生物有害的微生物、寄生蟲等病原體和變應原等污染水體、大氣、土壤和食品，影響生物產量病原體和變應原等污染水體、大氣、土壤和食品，影響生物產量和質量，危害人類健康。和質量，危害人類健康。 另一種是指大氣、水環(huán)境以及土壤環(huán)境中各種各樣的污染物另一種是指大氣、水環(huán)境以及土壤環(huán)境中各種各樣的污染物質，包括施入土壤中的農藥等，通過生物的表面附著、根部吸收、質，包括施入土壤中的農藥等，通過生

3、物的表面附著、根部吸收、葉片氣孔的吸收以及表皮的滲透等方式進入生物機體內，并通過葉片氣孔的吸收以及表皮的滲透等方式進入生物機體內，并通過食物鏈最終影響人體健康的現(xiàn)象。食物鏈最終影響人體健康的現(xiàn)象。二、植物受污染的主要途徑二、植物受污染的主要途徑 1. 表面附著表面附著 表面附著是指污染物以物理方式黏附在植物表面的現(xiàn)象。表面附著是指污染物以物理方式黏附在植物表面的現(xiàn)象。 表面附著量的大小與表面附著量的大小與植物的表面積大小、表面形狀、表面性植物的表面積大小、表面形狀、表面性質質等有關。植物葉片越粗糙，比表面積越大，越能吸附大量污染等有關。植物葉片越粗糙，比表面積越大，越能吸附大量污染物。一些植物

4、葉片分泌一些油脂性物質，增加了對顆粒態(tài)污染物物。一些植物葉片分泌一些油脂性物質，增加了對顆粒態(tài)污染物的吸附作用。例如云杉、油松、馬尾松能分泌油脂性物質，楊梅、的吸附作用。例如云杉、油松、馬尾松能分泌油脂性物質，楊梅、草莓等葉片粗糙，比表面積大。草莓等葉片粗糙，比表面積大。生物的污染生物的污染生物受到污染生物受到污染云杉云杉油松油松精選可編輯ppt52. 2. 植物吸收植物吸收 植物對大氣、水體和土壤中污染物的吸收方式可分植物對大氣、水體和土壤中污染物的吸收方式可分為為主動吸收主動吸收和和被動吸收被動吸收兩種。兩種。 主動吸收即代謝吸收主動吸收即代謝吸收，是指植物細胞利用其特有的，是指植物細胞利

5、用其特有的代謝作用所產生的能量而進行的吸收作用。細胞通過這代謝作用所產生的能量而進行的吸收作用。細胞通過這種吸收能把種吸收能把濃度差逆向的外界物質濃度差逆向的外界物質引入細胞內。植物通引入細胞內。植物通過根系從土壤或水體中吸收營養(yǎng)物質和水分的同時亦吸過根系從土壤或水體中吸收營養(yǎng)物質和水分的同時亦吸收污染物，其吸收量的大小與污染物的性質及含量、土收污染物，其吸收量的大小與污染物的性質及含量、土壤性質和植物品種等因素有關。壤性質和植物品種等因素有關。主動吸收可使污染物在主動吸收可使污染物在植物體內濃縮。植物體內濃縮。 被動吸收即物理吸收被動吸收即物理吸收，這種吸收依靠外液與原生質，這種吸收依靠外液

6、與原生質的濃度差，通過溶質擴散作用實現(xiàn)吸收過程，其吸收量的濃度差，通過溶質擴散作用實現(xiàn)吸收過程，其吸收量的大小與污染物的性質及其含量大小，植物與污染物接的大小與污染物的性質及其含量大小，植物與污染物接觸時間的長短等有關。觸時間的長短等有關。精選可編輯ppt6三、動物受污染的主要途徑三、動物受污染的主要途徑 環(huán)境中的污染物主要通過環(huán)境中的污染物主要通過呼吸道、消化道和皮膚吸收呼吸道、消化道和皮膚吸收等途徑進入動物體內，并通過食物鏈得到濃縮富集，最終等途徑進入動物體內，并通過食物鏈得到濃縮富集，最終進入人體。進入人體。1. 1. 動物吸收動物吸收 動物在呼吸空氣的同時將毫無選擇的吸收來自空氣中動物

7、在呼吸空氣的同時將毫無選擇的吸收來自空氣中的氣態(tài)污染物及懸浮顆粒物，在飲水和攝取食物的同時，的氣態(tài)污染物及懸浮顆粒物，在飲水和攝取食物的同時，也將攝入其中的污染物，脂溶性污染物還能通過皮膚的吸也將攝入其中的污染物，脂溶性污染物還能通過皮膚的吸收作用進入動物機體。例如，某些氣態(tài)毒物如氰化氫、砷收作用進入動物機體。例如，某些氣態(tài)毒物如氰化氫、砷化氫等都可經皮膚吸收。化氫等都可經皮膚吸收。 呼吸道吸收的污染物，通過呼吸道吸收的污染物，通過肺泡肺泡直接直接進入動物體內進入動物體內大循環(huán)大循環(huán)。 成年人每天吸入成年人每天吸入101012m12m3 3的空氣，而空氣中正隱藏著的空氣，而空氣中正隱藏著各種各

8、樣的污染物質。各種各樣的污染物質。呼吸道是吸收大氣污染物質的主要呼吸道是吸收大氣污染物質的主要途徑，途徑，人的呼吸道主要包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管及人的呼吸道主要包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管及肺等部位。肺等部位。精選可編輯ppt7 主要的吸收部位是主要的吸收部位是肺泡肺泡。肺泡的膜很薄，數(shù)量眾多，。肺泡的膜很薄，數(shù)量眾多，表面布滿壁膜極薄、結構疏松的毛細血管。呼吸道吸收的表面布滿壁膜極薄、結構疏松的毛細血管。呼吸道吸收的污染物只可以污染物只可以直接進入血液系統(tǒng)直接進入血液系統(tǒng)并轉移至淋巴系統(tǒng)或其他并轉移至淋巴系統(tǒng)或其他器官，而不經肝臟的解毒作用，從而產生的毒性更大。器官，而不經肝臟的解毒作用

9、，從而產生的毒性更大。消化道吸收的污染物通過消化道吸收的污染物通過小腸小腸吸收，吸收，經肝臟經肝臟在進入大循在進入大循環(huán)。環(huán)。 食物和飲水主要是通過消化道進入人體的。從口腔攝食物和飲水主要是通過消化道進入人體的。從口腔攝入的食物和飲水中的污染物質，主要是被動擴散被消化管入的食物和飲水中的污染物質，主要是被動擴散被消化管吸收，主動轉運很少。消化管包括口腔、咽喉、食管、胃、吸收，主動轉運很少。消化管包括口腔、咽喉、食管、胃、小腸、大腸等部位，小腸、大腸等部位，主要的吸收部位是小腸，其次是胃主要的吸收部位是小腸，其次是胃。 進入小腸的污染物質大多數(shù)以進入小腸的污染物質大多數(shù)以被動擴散被動擴散方式通過

10、小腸方式通過小腸黏膜再轉入血液，因而污染物質的脂溶性越強、在小腸內黏膜再轉入血液，因而污染物質的脂溶性越強、在小腸內濃度越高，被小腸吸收越快。濃度越高，被小腸吸收越快。小腸的吸收總面積約小腸的吸收總面積約200m200m2 2，胃的約為胃的約為1m1m2 2，小腸的吸收功能遠大于胃。，小腸的吸收功能遠大于胃。精選可編輯ppt8 經皮膚吸收的污染物可直接進入血液循環(huán)經皮膚吸收的污染物可直接進入血液循環(huán) 人體皮膚的表面積平均約為人體皮膚的表面積平均約為1.8m1.8m2 2, ,同時還有近同時還有近1010萬個毛細孔和近萬個毛細孔和近1010萬根頭發(fā)與頭皮相通，這些都萬根頭發(fā)與頭皮相通，這些都是污

11、染物質進入人體的通道。相對而言，人體皮膚是污染物質進入人體的通道。相對而言，人體皮膚對污染物質的吸收能力較弱，常以對污染物質的吸收能力較弱，常以被動擴散被動擴散的方式的方式相繼通過皮膚的表皮及真皮，再濾過真皮中的毛細相繼通過皮膚的表皮及真皮，再濾過真皮中的毛細血管壁膜進入到血液中。血管壁膜進入到血液中。 一般，相對分子質量低于一般，相對分子質量低于300,300,處于液態(tài)或溶解處于液態(tài)或溶解態(tài)，呈態(tài)，呈非極性的脂溶性污染物質非極性的脂溶性污染物質，最容易被皮膚吸，最容易被皮膚吸收，如酚、醇等。收，如酚、醇等。 由呼吸道吸收并沉積在呼吸道表面上的有害由呼吸道吸收并沉積在呼吸道表面上的有害物質，可

12、咽到消化道，再被吸收進入機體。物質，可咽到消化道，再被吸收進入機體。精選可編輯ppt92. 2. 食物鏈作用食物鏈作用 生物（包括微生物）能通過食物鏈傳遞和富集污染物。生物（包括微生物）能通過食物鏈傳遞和富集污染物。 水體中的污染物通過生物、微生物的代謝作用進入生物、水體中的污染物通過生物、微生物的代謝作用進入生物、微生物體內得到微生物體內得到濃縮濃縮，其濃縮作用可使污染物在生物體內的，其濃縮作用可使污染物在生物體內的含量比在水體中的濃度大得多。水體環(huán)境中，浮游生物是食含量比在水體中的濃度大得多。水體環(huán)境中，浮游生物是食物鏈的基礎。物鏈的基礎。污染物在食物鏈的每次傳遞中濃度就得到一次污染物在食

13、物鏈的每次傳遞中濃度就得到一次濃縮，甚至可以達到產生中毒作用的程度。濃縮，甚至可以達到產生中毒作用的程度。人處于食物鏈的人處于食物鏈的末端，人若長期食用了污染水體中的魚類，則可能由于污染末端，人若長期食用了污染水體中的魚類，則可能由于污染物在體內長期富集濃縮，引起慢性中毒。物在體內長期富集濃縮，引起慢性中毒。 環(huán)境污染物不僅可以通過環(huán)境污染物不僅可以通過水生生物食物鏈富集水生生物食物鏈富集，也可以，也可以通過通過陸生生物鏈富集陸生生物鏈富集。如農藥、大氣污染物，可通過植物的。如農藥、大氣污染物，可通過植物的葉片、根系進入植物體內得到富集，而含有污染物的農作物、葉片、根系進入植物體內得到富集，而

14、含有污染物的農作物、牧草、飼料等經過牛、羊、豬、雞等動物進一步富集，最后牧草、飼料等經過牛、羊、豬、雞等動物進一步富集，最后通過糧食、蔬菜、水果、肉、蛋、奶等食物進入人體中濃縮，通過糧食、蔬菜、水果、肉、蛋、奶等食物進入人體中濃縮，危害人體健康。危害人體健康。精選可編輯ppt10第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)境污染物在生物體內的分布環(huán)境污染物在生物體內的分布一、一、 污染物在植物體內的分布污染物在植物體內的分布 許多污染物質都是通過植物的土壤進入生態(tài)系統(tǒng)的。許多污染物質都是通過植物的土壤進入生態(tài)系統(tǒng)的。植物對污染物質的吸收植物對污染物質的吸收被認為是污染物在食物鏈中的積被認為是污染物在食物鏈中的積累并危害陸

15、生動物的第一步。累并危害陸生動物的第一步。 污染物質進入到植物體的途徑：污染物質進入到植物體的途徑： 通過通過根系的吸收根系的吸收并通過蒸騰作用輸送到植物體的并通過蒸騰作用輸送到植物體的各部分；各部分； 通過植物通過植物葉片的氣孔葉片的氣孔從周圍空氣中從周圍空氣中吸收吸收蒸汽化的蒸汽化的污染物質，并輸送到植物體的各個部分；污染物質，并輸送到植物體的各個部分； 植物表皮通過植物表皮通過滲透作用滲透作用吸收有機污染物的蒸汽。吸收有機污染物的蒸汽。 各種途徑吸收的污染物總和減去植物代謝過程中消各種途徑吸收的污染物總和減去植物代謝過程中消耗或損失的是污染物質在生物體內的積累。耗或損失的是污染物質在生物

16、體內的積累。精選可編輯ppt11根部吸收根部吸收 污染物主要是通過根部吸收進入植物體內，根部對污染污染物主要是通過根部吸收進入植物體內，根部對污染物質的吸收有兩種方式：主動吸收和被動吸收。主動吸收需物質的吸收有兩種方式：主動吸收和被動吸收。主動吸收需要消耗一定量的能量，而被動吸收主要是通過擴散、吸收和要消耗一定量的能量，而被動吸收主要是通過擴散、吸收和質量流動，不需要消耗能量。質量流動，不需要消耗能量。 根部吸收主要是根部吸收主要是物理吸附物理吸附而不是生物化學行為。根部的而不是生物化學行為。根部的吸收過程在最初一個小時之內最快，占吸收過程在最初一個小時之內最快，占4848小時過程的小時過程的

17、50%50%70%70%，且在吸收過程中污染物質在根部很快達到平衡而濃度不，且在吸收過程中污染物質在根部很快達到平衡而濃度不隨時間增加而變化。隨時間增加而變化。植物植物葉片的氣孔葉片的氣孔吸收空氣中的蒸汽態(tài)污染物質吸收空氣中的蒸汽態(tài)污染物質 葉子表面有很多氣孔，氣孔可以隨環(huán)境條件的變化而有葉子表面有很多氣孔，氣孔可以隨環(huán)境條件的變化而有時張開有時關閉，氣孔是二氧化碳、氧氣和其他氣體的進出時張開有時關閉，氣孔是二氧化碳、氧氣和其他氣體的進出口，也是蒸騰作用的出口。口，也是蒸騰作用的出口。降落在植物表面的污染物可通過降落在植物表面的污染物可通過滲透滲透作用進入植物體內作用進入植物體內 這種吸收作用

18、很少，但某些污染物，比根部吸收更重要。這種吸收作用很少，但某些污染物，比根部吸收更重要。只有植物表面直接接觸的污染物質只有植物表面直接接觸的污染物質才能通過滲透作用進入植物體內才能通過滲透作用進入植物體內精選可編輯ppt12 植物從植物從大氣大氣中吸收污染物后，污染物在植物體內的中吸收污染物后，污染物在植物體內的殘留量殘留量常以葉部分布最多。常以葉部分布最多。 植物從植物從土壤和水體土壤和水體中吸收污染物，其殘留量一般的分布規(guī)中吸收污染物，其殘留量一般的分布規(guī)律為：根莖葉穗殼種子。律為：根莖葉穗殼種子。表表5 5-2 -2 水稻各部位水稻各部位1414C-C-六六六殘留量及殘留比六六六殘留量及

19、殘留比表表5 5-1 -1 成熟期水稻各部位中的含鎘量成熟期水稻各部位中的含鎘量精選可編輯ppt13二、污染物在動物體內的分布二、污染物在動物體內的分布 污染物質在動物體內的分別過程主要包括吸收、分布和排泄。污染物質在動物體內的分別過程主要包括吸收、分布和排泄。1.吸收吸收 吸收是污染物質從機體外吸收是污染物質從機體外 , 通過各種途徑通透體膜進入血通過各種途徑通透體膜進入血液的過程。液的過程。吸收途徑主要是機體的消化管、呼吸道和皮膚。吸收途徑主要是機體的消化管、呼吸道和皮膚。 消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。進入小腸的污消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。進入小腸的污染物質大多以被動

20、擴散通過腸粘膜再轉入血液。染物質大多以被動擴散通過腸粘膜再轉入血液。 影響消化管吸收的因素：（影響消化管吸收的因素：（1）污染物質的脂溶性污染物質的脂溶性：脂溶脂溶性越強及在小腸內濃度越高性越強及在小腸內濃度越高 , 被小腸吸收也越快。被小腸吸收也越快。 （2）血液流速血液流速：污染物質的脂溶性強，血流速度越大污染物質的脂溶性強，血流速度越大 , 則膜則膜兩側污染物質的濃度梯度越大兩側污染物質的濃度梯度越大 , 機體對污染物質的吸收速率也機體對污染物質的吸收速率也越大。極性污染物質越大。極性污染物質 , 因其脂溶性小因其脂溶性小 , 在被小腸吸收時經膜擴在被小腸吸收時經膜擴散成了限速因素散成了

21、限速因素 , 而對血流影響不敏感。而對血流影響不敏感。 （3）離解度離解度：未解離型易于擴散通過膜。：未解離型易于擴散通過膜。 精選可編輯ppt14 呼吸道是吸收大氣污染物的主要途徑。其主要吸收部位是肺泡。呼吸道是吸收大氣污染物的主要途徑。其主要吸收部位是肺泡。氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質 , 可以被動擴散和濾過方式可以被動擴散和濾過方式 , 分別迅速分別迅速通過肺泡和毛細血管膜進入血液通過肺泡和毛細血管膜進入血液。固態(tài)氣溶膠和粉塵污染物質吸進。固態(tài)氣溶膠和粉塵污染物質吸進呼吸道后呼吸道后 , 可在氣管、支氣管及肺泡表面沉積?？稍跉夤?、支氣管及肺泡表面沉積。到達肺泡的固態(tài)顆

22、到達肺泡的固態(tài)顆粒很小粒很小 , 粒徑小于粒徑小于 5m。其中。其中 , 易溶微粒在溶于肺泡表面體液后易溶微粒在溶于肺泡表面體液后 , 按上述過程被吸收按上述過程被吸收 , 而難溶微粒往往在吞噬作用下被吸收。而難溶微粒往往在吞噬作用下被吸收。 皮膚吸收是不少污染物質進入機體的途徑。皮膚吸收是不少污染物質進入機體的途徑。皮膚接觸的污染物皮膚接觸的污染物質質 , 常以被動擴散相繼通過皮膚的表皮及真皮常以被動擴散相繼通過皮膚的表皮及真皮 , 再濾過真皮中毛細再濾過真皮中毛細血管壁膜進入血液。血管壁膜進入血液。一般一般 , 分子量低于分子量低于 300，處于液態(tài)或溶解態(tài)，處于液態(tài)或溶解態(tài) , 呈非極性

23、的脂溶性污染物質呈非極性的脂溶性污染物質 , 最容易被皮膚吸收最容易被皮膚吸收, 如酚、尼古丁、如酚、尼古丁、馬錢子堿等。馬錢子堿等。 血腦屏障血腦屏障：中樞神經系統(tǒng)的毛細血管壁內皮細胞互相緊密中樞神經系統(tǒng)的毛細血管壁內皮細胞互相緊密相連、幾乎無空隙相連、幾乎無空隙，是阻止已進入人體的有毒污染物深入到中是阻止已進入人體的有毒污染物深入到中樞神經系統(tǒng)的屏障。樞神經系統(tǒng)的屏障。當污染物質由血液進入腦部時當污染物質由血液進入腦部時, , 必須穿過必須穿過這一毛細管壁內皮的屏障這一毛細管壁內皮的屏障，此時此時, , 污染物質的經膜通透性成為污染物質的經膜通透性成為其轉運的限速因素。其轉運的限速因素。高

24、脂溶性低解離度的污染物質經膜通透性高脂溶性低解離度的污染物質經膜通透性好好, , 容易通過血腦屏障容易通過血腦屏障, , 由血液進入腦部由血液進入腦部, , 如甲基如甲基汞汞化合物。化合物。精選可編輯ppt152. 2. 排泄排泄 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、外分泌腺等，而以排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等，而以腎和肝腎和肝膽膽為主。為主。 腎排泄是污染物質通過腎隨尿而排出的過程。腎排泄是污染物質通過腎隨尿而排出的過程。 膽汁排泄是指主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質，膽汁排泄是指主要由消化管

25、及其他途徑吸收的污染物質，經血液到達肝臟后，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二經血液到達肝臟后，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二指腸，經小腸至大腸內，再排出體外的過程。指腸，經小腸至大腸內，再排出體外的過程。 * *值得注意的是有些物質由膽汁排泄，在腸道運行中又重值得注意的是有些物質由膽汁排泄，在腸道運行中又重新被吸收，該現(xiàn)象稱為新被吸收，該現(xiàn)象稱為腸肝循環(huán)腸肝循環(huán)。3.3.分布分布 分布是分布是指污染物質被吸收后或其代謝轉化物質形成后，由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；從組織返回血液以與組織成分結合；從組織返回血

26、液以及再反復等過程。及再反復等過程。 精選可編輯ppt16 按照污染物性質和進入動物組織的類型不同，大體有以按照污染物性質和進入動物組織的類型不同，大體有以下五種分布規(guī)律：下五種分布規(guī)律： （1 1）能溶解于體液的物質，如鈉、鉀、鋰、氟、氯、溴）能溶解于體液的物質，如鈉、鉀、鋰、氟、氯、溴等離子，在體內分布比較均勻。等離子，在體內分布比較均勻。 （2 2）鑭、銻、釷等三價和四價陽離子，水解后生成膠體，）鑭、銻、釷等三價和四價陽離子，水解后生成膠體，主要蓄積于肝或其他網狀內皮系統(tǒng)。主要蓄積于肝或其他網狀內皮系統(tǒng)。 （3 3）與骨骼親和性較強的物質，如鉛、鈣、鋇、鍶、鐳、）與骨骼親和性較強的物質，

27、如鉛、鈣、鋇、鍶、鐳、鈹?shù)榷r陽離子在骨骼中含量較高。鈹?shù)榷r陽離子在骨骼中含量較高。 （4 4）對某一種器官具有特殊親和性的物質，則在該種器）對某一種器官具有特殊親和性的物質，則在該種器官中蓄積較多。如碘對甲狀腺，汞、鈾對腎臟有特殊親和性。官中蓄積較多。如碘對甲狀腺，汞、鈾對腎臟有特殊親和性。 （5 5）脂溶性物質，如有機氯化合物（六六六、）脂溶性物質，如有機氯化合物（六六六、 DDTDDT等），等），易蓄積于動物體內的脂肪中。易蓄積于動物體內的脂肪中。精選可編輯ppt17一些金屬、類金屬在動物及人體內的主要分布部位一些金屬、類金屬在動物及人體內的主要分布部位 一種污染物對某一種器官有特殊親

28、和作用，但同時也分一種污染物對某一種器官有特殊親和作用，但同時也分布于其他器官；布于其他器官； 同一種元素可能因其價態(tài)或存在形態(tài)不同而在體內蓄積同一種元素可能因其價態(tài)或存在形態(tài)不同而在體內蓄積的部位也有所不同。的部位也有所不同。如水溶性汞離子很少進入腦組織，但烷如水溶性汞離子很少進入腦組織，但烷基汞呈脂溶性，能通過腦屏障進入腦組織?；手苄裕芡ㄟ^腦屏障進入腦組織。精選可編輯ppt18精選可編輯ppt194.4.生物蓄積生物蓄積 機體長期接觸某污染物質，若吸收超過排泄及其代謝轉化，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(xiàn)該污染物質在體內逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積則會

29、出現(xiàn)該污染物質在體內逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積量是吸收、分布、代謝轉化和排泄各量的代數(shù)和。量是吸收、分布、代謝轉化和排泄各量的代數(shù)和。 機體的主要蓄積部位是機體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨酪血漿蛋白、脂肪組織和骨酪。污染。污染物質常與血漿蛋白結合而蓄積。物質常與血漿蛋白結合而蓄積。 蓄積部位與毒性作用部位蓄積部位與毒性作用部位：相同：相同-如百草枯在肺及一氧化如百草枯在肺及一氧化碳在紅細胞中血紅蛋白的集中。不相一致碳在紅細胞中血紅蛋白的集中。不相一致-如如DDTDDT在脂肪組織在脂肪組織中蓄積中蓄積, , 而毒性作用部位是神經系統(tǒng)及其他臟器而毒性作用部位是神經系統(tǒng)及其他臟器; ;

30、 鉛集中于骨鉛集中于骨髓髓, , 而毒性作用部位在造血系統(tǒng)、神經系統(tǒng)及胃腸道等。而毒性作用部位在造血系統(tǒng)、神經系統(tǒng)及胃腸道等。 蓄積部位中的污染物質蓄積部位中的污染物質, , 常同血漿中游離型污染物質保持常同血漿中游離型污染物質保持相對穩(wěn)定的平衡。相對穩(wěn)定的平衡。在污染物質蓄積和毒性作用的部位不相一致在污染物質蓄積和毒性作用的部位不相一致時時, , 蓄積部位可成為污染物質內在的二次接觸源蓄積部位可成為污染物質內在的二次接觸源 , , 有可能引有可能引起機體慢性中毒。起機體慢性中毒。精選可編輯ppt20第三節(jié)第三節(jié) 污染物質的生物富集、放大和積累污染物質的生物富集、放大和積累 各種物質進入生物體

31、內，即參加生物的代謝過程，其中生命各種物質進入生物體內，即參加生物的代謝過程，其中生命必需的物質，部分參與了生物體的構成，多余的必需物質和非生必需的物質，部分參與了生物體的構成，多余的必需物質和非生命所需的物質中，易分解的經代謝作用很快排出體外，會長期殘命所需的物質中，易分解的經代謝作用很快排出體外，會長期殘留在生物體內，隨著攝入量的增大，在生物體內的濃度也會逐漸留在生物體內，隨著攝入量的增大，在生物體內的濃度也會逐漸增大。增大。一、生物富集一、生物富集 生物富集生物富集是指生物機體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群，是指生物機體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群，通過通過非吞食方式非吞食方式，從

32、周圍環(huán)境，從周圍環(huán)境( (水、土壤、大氣水、土壤、大氣) )蓄積某種元素或蓄積某種元素或難降解的物質，使其在機體內濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。難降解的物質，使其在機體內濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。 生物富集用生物濃縮系數(shù)表示，即：生物富集用生物濃縮系數(shù)表示，即： BCF = BCF = C Cb b/ /C Ce e 式中：式中：BCFBCF：生物濃縮系數(shù)：生物濃縮系數(shù) C Cb b：某種元素或難降解物質在機體中的濃度：某種元素或難降解物質在機體中的濃度; ; C Ce e：某種元素或難降解物質在機體周圍環(huán)境中的濃度。：某種元素或難降解物質在機體周圍環(huán)境中的濃度。 精選可編輯ppt21生物

33、濃縮系數(shù)生物濃縮系數(shù)(Bioconcentration Factor)(Bioconcentration Factor) ：金槍魚和海綿對銅的金槍魚和海綿對銅的濃縮系數(shù)濃縮系數(shù), , 分別是分別是100100和和14001400。一般一般, , 降解性小、降解性小、脂溶性高、水溶性脂溶性高、水溶性低的物質低的物質 , , 生物濃生物濃縮系數(shù)高縮系數(shù)高 一般，重金屬元素和許多氯化碳氫化物、稠環(huán)、雜環(huán)一般，重金屬元素和許多氯化碳氫化物、稠環(huán)、雜環(huán)等有機化合物具有很高的生物濃縮系數(shù)。等有機化合物具有很高的生物濃縮系數(shù)。精選可編輯ppt22二、生物放大二、生物放大 是指在是指在同一食物鏈上同一食物鏈上

34、的的高營養(yǎng)級生物高營養(yǎng)級生物，通過，通過吞食吞食低營養(yǎng)低營養(yǎng)級生物蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體內的濃度隨級生物蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體內的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度也用生物濃縮營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度也用生物濃縮系數(shù)表示。系數(shù)表示。 生物放大的結果是食物鏈上高營養(yǎng)級生物體體內這種物生物放大的結果是食物鏈上高營養(yǎng)級生物體體內這種物質的濃度顯著超過環(huán)境中的濃度，質的濃度顯著超過環(huán)境中的濃度，如不存在食物鏈的關系如不存在食物鏈的關系就就不能稱之為生物放大，而不能稱之為生物放大，而只能是生物富集或生物積累只能是生物富集或生物積累。 生物放大并不是

35、在所有條件下都能發(fā)生。有些物質只能生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生。有些物質只能沿著生物鏈傳遞，不能沿食物鏈放大；有些既不能沿食物鏈沿著生物鏈傳遞，不能沿食物鏈放大；有些既不能沿食物鏈傳遞，也不能沿食物鏈放大。傳遞，也不能沿食物鏈放大。 影響生物放大的因素很多，如食物鏈往往都十分復雜影響生物放大的因素很多，如食物鏈往往都十分復雜 , 相互交織成網狀相互交織成網狀 , 同一種生物在發(fā)育的不同階段或相同階段同一種生物在發(fā)育的不同階段或相同階段 , 有可能隸屬于不同的營養(yǎng)級而具有多種食物來源有可能隸屬于不同的營養(yǎng)級而具有多種食物來源 , 這就擾亂這就擾亂了生物放大。了生物放大。不同生物或同一生物在

36、不同的條件下不同生物或同一生物在不同的條件下 , 對物質對物質的吸收、消除等均有可能不同的吸收、消除等均有可能不同 , 也會影響生物放大狀況也會影響生物放大狀況。有機化合物在生物體的積累不是通過有機化合物在生物體的積累不是通過食物鏈遷移產生的生物放大，而是生食物鏈遷移產生的生物放大，而是生物脂肪對有機化合物的溶解作用。物脂肪對有機化合物的溶解作用。精選可編輯ppt23三、生物積累三、生物積累 生物積累是生物從生物積累是生物從周圍環(huán)境周圍環(huán)境(水、土壤、大氣水、土壤、大氣)和和食物鏈食物鏈蓄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(huán)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(huán)

37、境中濃度的現(xiàn)象。境中濃度的現(xiàn)象。 生物積累也用生物濃縮系數(shù)（生物積累也用生物濃縮系數(shù)（BCF）表示。）表示。 以水生生物對某物質的生物積累而論，其微分速率方程以水生生物對某物質的生物積累而論，其微分速率方程可以表示為：可以表示為：,1,11()iaiwi ii iieigiidck cWckkcdt式中：式中：c cw w生物生存水中某物質濃度；生物生存水中某物質濃度； c ci i食物鏈食物鏈i i級生物中該物質濃度；級生物中該物質濃度； c ci i1 1食物鏈食物鏈i i1 1級生物中該物質濃度；級生物中該物質濃度； W Wi,ii,iI Ii i級生物對級生物對i i1 1級生物的攝食

38、量級生物的攝食量 i,i-1i,i-1 i i級生物對級生物對i i1 1級生物中該物質的同化率；級生物中該物質的同化率； K Kaiai i i級生物對該物質的吸收速率常數(shù)；級生物對該物質的吸收速率常數(shù)； K Kei ei i i級生物體中該物質消除速率常數(shù)；級生物體中該物質消除速率常數(shù)； K Kgi gi i i級生物的生長速率常數(shù)。級生物的生長速率常數(shù)。精選可編輯ppt24當生物積累達到平衡時，當生物積累達到平衡時，dci/dt=0dci/dt=0時：時：,1,11()()i ii iaiiwieigieigiWkccckkkk 式中右端二項依次以式中右端二項依次以 C Cwiwi 和和

39、C Cii表示表示, , 則此式改則此式改寫成寫成 : :iwiiccc從水中攝得從水中攝得的濃度的濃度- -生物生物富集的貢獻富集的貢獻從食物鏈傳遞得到從食物鏈傳遞得到的濃度的濃度- -生物放大生物放大的貢獻的貢獻 從上式可以看出，生物積累的物質濃度中，兩相進從上式可以看出，生物積累的物質濃度中，兩相進行比較，可以看出生物富集和生物放大對生物積累的行比較，可以看出生物富集和生物放大對生物積累的貢獻。貢獻。生物放大和生物富集都是生物生物放大和生物富集都是生物積累的一種方式積累的一種方式精選可編輯ppt25表表5-1 5-1 生物富集、放大和積累對照生物富集、放大和積累對照精選可編輯ppt26第

40、四節(jié)第四節(jié) 微生物對環(huán)境污染物的降解轉化作用微生物對環(huán)境污染物的降解轉化作用 物質在生物作用下經受的化學變化，稱為物質在生物作用下經受的化學變化，稱為生物轉化或代謝生物轉化或代謝。通過生物，特別是微生物的轉化，污染物質的毒性也隨之改通過生物，特別是微生物的轉化，污染物質的毒性也隨之改變。變。一、微生物的生理特征一、微生物的生理特征 微生物可以催化氧化或降解有機污染物或轉化重金屬元素微生物可以催化氧化或降解有機污染物或轉化重金屬元素存在形態(tài)，這是環(huán)境中有機污染物轉化的重要過程，同時微存在形態(tài)，這是環(huán)境中有機污染物轉化的重要過程，同時微生物在重金屬的遷移轉化過程中也有很重要的作用。生物在重金屬的遷

41、移轉化過程中也有很重要的作用。 微生物是生物催化劑，能使許多化學反應過程在環(huán)境中發(fā)微生物是生物催化劑，能使許多化學反應過程在環(huán)境中發(fā)生，同時生物有機體的降解又為其他生物生長提供必要的營生，同時生物有機體的降解又為其他生物生長提供必要的營養(yǎng)，以補償和維持生物活性的營養(yǎng)庫。養(yǎng)，以補償和維持生物活性的營養(yǎng)庫。1. 微生物的種類微生物的種類 環(huán)境中的微生物可以分為三類：細菌、真菌和藻類。環(huán)境中的微生物可以分為三類：細菌、真菌和藻類。 細菌和真菌可認為是還原劑類，能使化合物分解為更簡單細菌和真菌可認為是還原劑類，能使化合物分解為更簡單的形式，從而維持它們自身的生長和代謝過程所需的能量。的形式，從而維持它

42、們自身的生長和代謝過程所需的能量。精選可編輯ppt27 細菌可分為自養(yǎng)細菌和異養(yǎng)細菌?；拘螒B(tài)有桿狀、球細菌可分為自養(yǎng)細菌和異養(yǎng)細菌?；拘螒B(tài)有桿狀、球狀和螺旋狀三種，屬于原核微生物。單個細菌的細胞很小，狀和螺旋狀三種，屬于原核微生物。單個細菌的細胞很小，只能在顯微鏡下看到，大多數(shù)細菌的大小在只能在顯微鏡下看到，大多數(shù)細菌的大小在0.53.0m范圍。范圍。球形菌球形菌弧形菌弧形菌螺形菌螺形菌桿形菌桿形菌 真菌是類似植物但缺乏葉綠素的非光合生物，通常是絲真菌是類似植物但缺乏葉綠素的非光合生物，通常是絲狀結構，它對高濃度的金屬離子的耐受能力很強，真菌對環(huán)狀結構，它對高濃度的金屬離子的耐受能力很強，

43、真菌對環(huán)境最終的作用是分解植物的纖維素。境最終的作用是分解植物的纖維素。單細胞真菌多細胞真菌大型真菌精選可編輯ppt28 藻類是一大類低等植物的統(tǒng)稱。藻類屬于真核生物，藻類是一大類低等植物的統(tǒng)稱。藻類屬于真核生物，是一種低等植物，種類很多，有單細胞的，也有多細胞的。是一種低等植物，種類很多，有單細胞的，也有多細胞的。植物體無根、莖、葉的分化，有的有鞭毛，能動。植物體無根、莖、葉的分化，有的有鞭毛，能動。光合光合色素：分為三大類，葉綠素色素：分為三大類，葉綠素(a,b,c,d)；類胡蘿卜素；藻膽素；類胡蘿卜素；藻膽素(藻藍素，藻紅素藻藍素，藻紅素)。多數(shù)生活在水中，淡水種類多，海洋多數(shù)生活在水中

44、，淡水種類多，海洋種類少，但數(shù)量多。種類少，但數(shù)量多。 藻類營養(yǎng)一般是無機物，即自養(yǎng)型，其細胞內含有葉綠藻類營養(yǎng)一般是無機物，即自養(yǎng)型，其細胞內含有葉綠素及其他輔助色素，能進行光合作用。素及其他輔助色素，能進行光合作用。 在有光照的時候，利用光能吸收二氧化碳合成細胞物質，在有光照的時候，利用光能吸收二氧化碳合成細胞物質，同時釋放出氧氣；在夜間無陽光時，則通過呼吸作用，取得同時釋放出氧氣；在夜間無陽光時，則通過呼吸作用，取得能量，吸收氧氣，同時放出二氧化碳。能量，吸收氧氣，同時放出二氧化碳。 這一特征在穩(wěn)定塘廢水處理方法中體現(xiàn)，白天塘內氧氣這一特征在穩(wěn)定塘廢水處理方法中體現(xiàn)，白天塘內氧氣充足，微

45、生物利用氧氣進行好氧分解有機物；夜間藻類呼吸充足，微生物利用氧氣進行好氧分解有機物；夜間藻類呼吸氧氣，使氧氣，使DO下降。下降。精選可編輯ppt29硅藻硅藻紅藻紅藻褐藻褐藻精選可編輯ppt30 細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時取樣測定細胞數(shù)量。取樣測定細胞數(shù)量。以以培養(yǎng)時間培養(yǎng)時間為為橫座標橫座標以以菌數(shù)菌數(shù)為為縱座標縱座標作圖作圖得到的一條反映得到的一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律律的曲線。的曲線。2. 2. 微生物的生長規(guī)律微生物的生長規(guī)律 微生物的生長規(guī)律可以用生長曲線表現(xiàn)出來。微生物的生長規(guī)律可以用生長曲線表現(xiàn)出來。

46、精選可編輯ppt31 根據(jù)微生物的根據(jù)微生物的生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)（growthrateconstant），即，即每小時的分裂次數(shù)（每小時的分裂次數(shù)（R）的不同，一般可把典型生長曲線粗分為）的不同，一般可把典型生長曲線粗分為延滯期延滯期、指數(shù)期指數(shù)期、穩(wěn)定期穩(wěn)定期和和衰亡期衰亡期等等4 4個時期個時期 。 延滯期延滯期指數(shù)期指數(shù)期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期精選可編輯ppt32延滯期延滯期指數(shù)期指數(shù)期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期5-7精選可編輯ppt33 又稱又稱停滯期停滯期、調整期調整期和和適應期適應期。指少量單細胞微生物接種到新鮮培養(yǎng)基指少量單細胞微生物接種到新鮮培養(yǎng)基后，在開始培養(yǎng)的一段時間

47、內細胞數(shù)目后，在開始培養(yǎng)的一段時間內細胞數(shù)目不立即增加，或增加很少，生長速度接不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零的一段時期近于零的一段時期代謝系統(tǒng)是正在代謝系統(tǒng)是正在適應新環(huán)境。適應新環(huán)境。（一）（一）延滯期延滯期（Lag phase）延滯期延滯期精選可編輯ppt34分裂遲緩、代謝活躍分裂遲緩、代謝活躍 生長速率常數(shù)為零；生長速率常數(shù)為零； 細胞形態(tài)變大或增長，許多桿菌可長成絲狀，細胞形態(tài)變大或增長，許多桿菌可長成絲狀，Eg.Eg.巨大芽孢桿菌（巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）在延滯期末，細胞的平在延滯期末，細胞的平均長度比剛接種時長均長度比剛接種時長6倍；倍；一般

48、來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大一般來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大！ 細胞內細胞內RNARNA尤其是尤其是rRNArRNA含量增高；含量增高； 合成代謝十分活躍，核糖體、酶類和合成代謝十分活躍，核糖體、酶類和ATPATP合成加速，易產生各合成加速，易產生各種誘導酶；種誘導酶； 對外界不良條件如對外界不良條件如NaClNaCl溶液濃度、溫度和抗生素等理化因素溶液濃度、溫度和抗生素等理化因素反應敏感。反應敏感。（1） 延滯期的特點延滯期的特點細胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩。細胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩。在此階段后期，少數(shù)細胞開始分裂，曲線略有上升。在此階段后期，少數(shù)細胞開始分裂，曲線略有上

49、升。精選可編輯ppt35 微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏分解和催化有關底物的酶，或微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏分解和催化有關底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產物等。為產生誘導酶或合成中間代謝產物，就需是缺乏充足的中間代謝產物等。為產生誘導酶或合成中間代謝產物，就需要一段適應期。要一段適應期。調調 整整 代代 謝謝（2） 延滯期出現(xiàn)的原因延滯期出現(xiàn)的原因精選可編輯ppt36（二）（二）對數(shù)生長期對數(shù)生長期（ Logarithmic phase ） 又稱又稱指數(shù)生長期指數(shù)生長期（Exponential phase）。指。指在生長曲在生長曲線中，緊接著延滯期的一段細胞數(shù)以幾何級數(shù)增長的時期

50、線中，緊接著延滯期的一段細胞數(shù)以幾何級數(shù)增長的時期 。指數(shù)期指數(shù)期精選可編輯ppt37對數(shù)生長期的特點對數(shù)生長期的特點 生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)R R最大，因而細胞每分裂一次最大，因而細胞每分裂一次所需的時間所需的時間代時代時（generation time，G G，又稱，又稱世代時間世代時間或或增代時間增代時間）或原生質增加一倍所需或原生質增加一倍所需的的倍增時間倍增時間（doubling time）最短；最短； 細胞進行細胞進行平衡生長平衡生長（balanced growth），菌，菌體各部分的成分十分均勻體各部分的成分十分均勻； 酶系活躍，代謝旺盛；酶系活躍，代謝旺盛；精選可編輯ppt3

51、8（三）（三）穩(wěn)定期穩(wěn)定期（ stationary phase） 又稱又稱恒定期或最高生長期恒定期或最高生長期。其特點是生長速率常數(shù)其特點是生長速率常數(shù)R等等于于0，即處于新繁殖的細胞數(shù)與衰亡的細胞數(shù)相等，或正生長，即處于新繁殖的細胞數(shù)與衰亡的細胞數(shù)相等，或正生長與負生長相等的動態(tài)平衡之中。與負生長相等的動態(tài)平衡之中。穩(wěn)定期穩(wěn)定期精選可編輯ppt39 這時的菌體產量達到了最高點，而且菌體產量與營養(yǎng)物質的消耗間呈現(xiàn)出這時的菌體產量達到了最高點，而且菌體產量與營養(yǎng)物質的消耗間呈現(xiàn)出一定的比例關系，這一關系就是一定的比例關系，這一關系就是生長產量常數(shù)生長產量常數(shù)Y（或稱生長得率，（或稱生長得率，gr

52、owth yield）。 xx0 xx0Y = Y = = = C C0C CC C0 x穩(wěn)定期時的細胞干重（穩(wěn)定期時的細胞干重（gml培養(yǎng)液），培養(yǎng)液），x0剛接種時的細胞干重，剛接種時的細胞干重，C0 限制性營養(yǎng)物的最初濃度（限制性營養(yǎng)物的最初濃度（gml），），C 穩(wěn)定期時限制性營養(yǎng)物的濃度（由于計算穩(wěn)定期時限制性營養(yǎng)物的濃度（由于計算Y時必須用限制性營時必須用限制性營養(yǎng)物，所以養(yǎng)物，所以C應等于應等于0）。）。精選可編輯ppt40（四）（四）衰亡期衰亡期（ decline phase或或death phase） 在衰亡期中，個體死亡的速度超過新生的速度，整個群在衰亡期中，個體死亡的速度

53、超過新生的速度，整個群體呈現(xiàn)負生長狀態(tài)（體呈現(xiàn)負生長狀態(tài)（R為負值）。為負值）。衰亡期衰亡期精選可編輯ppt41 細胞形態(tài)發(fā)生多形化，細胞形態(tài)發(fā)生多形化，例如會發(fā)生膨大或不規(guī)則的退化形例如會發(fā)生膨大或不規(guī)則的退化形態(tài)；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強而發(fā)生態(tài)；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強而發(fā)生自溶自溶（autolysis）；有的微生物在這一期合成或釋放對人類有益的抗；有的微生物在這一期合成或釋放對人類有益的抗生素等次生代謝產物；在芽孢桿菌中，芽孢釋放等。生素等次生代謝產物；在芽孢桿菌中，芽孢釋放等。產生衰亡期的原因產生衰亡期的原因 外界環(huán)境對繼續(xù)生長越來越不利，外界環(huán)境對繼續(xù)生長越來越不利

54、，營養(yǎng)物質耗盡和有毒代謝營養(yǎng)物質耗盡和有毒代謝產物的大量積累等，產物的大量積累等，從而引起細胞內的分解代謝大大超過合成代從而引起細胞內的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體死亡。謝，繼而導致菌體死亡。 該時期死亡的細菌以對數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，該時期死亡的細菌以對數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細菌產生抗性也會使細菌死亡的速率降低，仍有部分由于部分細菌產生抗性也會使細菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在?；罹嬖?。精選可編輯ppt42 可延長穩(wěn)定生長期，以獲得更多的菌體物質或積累更多的代可延長穩(wěn)定生長期，以獲得更多的菌體物質或積累更多的代謝產物，對環(huán)境中的污染物降解速度快，降解能

55、力強。謝產物，對環(huán)境中的污染物降解速度快，降解能力強。生生產產上上的的措措施施補充營養(yǎng)物質（補料）補充營養(yǎng)物質（補料）取走代謝產物取走代謝產物調節(jié)調節(jié)pH調節(jié)溫度調節(jié)溫度對好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩對好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩精選可編輯ppt43二、生物酶的基礎知識二、生物酶的基礎知識 酶酶的定義：酶是一類由細胞制造和分泌的、以蛋白質為主的定義：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要成分的、具有催化活性的生物催化劑. 在酶催化下發(fā)生轉化的物質稱為在酶催化下發(fā)生轉化的物質稱為底物或基質底物或基質。 底物所發(fā)生的轉化稱為底物所發(fā)生的轉化稱為酶促反應。酶促反應。

56、 酶催化反應的基本過程：酶催化反應的基本過程： 產物酶底物復合物酶底物酶+-該過程可逆該過程可逆1. 酶的催化作用特點酶的催化作用特點（1） 催化專一性高。催化專一性高。 一種酶只能對一種底物或一類底物起催化作用一種酶只能對一種底物或一類底物起催化作用 , 而促進一而促進一定的反應定的反應 , 生成一定的代謝產物。如蛋白酶只能催化蛋白質水生成一定的代謝產物。如蛋白酶只能催化蛋白質水解解 , 而不能催化淀粉水解。脲酶僅能催化尿素水解而不能催化淀粉水解。脲酶僅能催化尿素水解 :精選可編輯ppt44（2 2）酶催化效率高。）酶催化效率高。 一般一般 , , 酶催化反應的速率比化學催化劑高酶催化反應的

57、速率比化學催化劑高10107 7-10-101313倍。倍。（3 3）酶具有多樣性。）酶具有多樣性。 酶的多樣性是由酶的專一性決定的，因為在生物體內存酶的多樣性是由酶的專一性決定的，因為在生物體內存在各種各樣的化學反應，而每一種酶只能催化一種或一類化在各種各樣的化學反應，而每一種酶只能催化一種或一類化學反應。學反應。（4 4）酶催化需要溫和的外界條件。）酶催化需要溫和的外界條件。 如如常溫、常壓、接近中性的酸堿度常溫、常壓、接近中性的酸堿度等。酶的本質為等。酶的本質為蛋白蛋白質質, , 比化學催化劑更容易受到外界條件的影響，而變質失去比化學催化劑更容易受到外界條件的影響，而變質失去催化效能。催

58、化效能。 輔酶的成分是金屬離子、含金屬的有機化合物或小輔酶的成分是金屬離子、含金屬的有機化合物或小分子的復雜有機化合物。同一輔酶可以結合不同的酶蛋分子的復雜有機化合物。同一輔酶可以結合不同的酶蛋白白, , 構成許多種構成許多種雙成分酶雙成分酶, , 可對不同底物進行相同反應。可對不同底物進行相同反應。 輔酶起傳遞電子、原子或某些化學基團的作用。輔酶起傳遞電子、原子或某些化學基團的作用。精選可編輯ppt452. 2. 酶的分類酶的分類 根據(jù)起根據(jù)起催化作用的場所催化作用的場所, , 酶分為酶分為胞外酶胞外酶和和胞內酶胞內酶兩大類。這兩兩大類。這兩類都在細胞中產生類都在細胞中產生, ,但是胞外酶能

59、通過細胞膜但是胞外酶能通過細胞膜, ,在在細胞外細胞外對底物起催對底物起催化作用化作用, ,通常是催化底物水解通常是催化底物水解; ;而胞內酶不能通過細胞膜而胞內酶不能通過細胞膜, ,僅能在細僅能在細胞內發(fā)揮各種催化作用。胞內發(fā)揮各種催化作用。 酶根據(jù)酶根據(jù)催化反應類型催化反應類型, ,分成分成: :氧化還原酶氧化還原酶( (催化氧化還原反應催化氧化還原反應) )、轉移酶轉移酶( (催化化學基團轉移反應催化化學基團轉移反應) )、水解酶水解酶 ( (催化水解反應催化水解反應) )、裂裂解酶解酶( (催化底物分子某些鍵非水解性斷裂反應催化底物分子某些鍵非水解性斷裂反應) )、異構酶異構酶( (催

60、化異構催化異構反應反應) )、合成酶合成酶( (與高能磷酸化合物分解相耦聯(lián)與高能磷酸化合物分解相耦聯(lián), , 催化兩種底物結合催化兩種底物結合的反應的反應) )。 酶按照酶按照成分成分, ,分為分為單成分酶單成分酶和和雙成分酶雙成分酶兩大類。單成分酶只含兩大類。單成分酶只含有蛋白質有蛋白質, , 如如脲脲酶、蛋白酶。雙成分酶除含蛋白質外酶、蛋白酶。雙成分酶除含蛋白質外, , 還含有非蛋還含有非蛋白質部分白質部分, ,前者稱酶蛋白前者稱酶蛋白, ,后者稱輔基或輔酶。輔基同酶蛋白的結合后者稱輔基或輔酶。輔基同酶蛋白的結合比較牢固比較牢固, ,不易分離不易分離。輔酶與酶蛋白結合松弛輔酶與酶蛋白結合松弛