【正文】 元素汞 無機(jī)汞 有機(jī)汞 甲基汞 —— 水俁病 甲基化作用： 在好氧或厭氧條件下，水體地質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無機(jī)汞 鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^程，稱汞的甲基化。 甲基鈷氨蛋氨酸轉(zhuǎn)移酶，輔酶為甲基鈷氨素：含鈷的一種咕啉衍生物。 CH3 Co3+ Bz 甲基鈷氨素簡(jiǎn)式 甲基鈷氨素結(jié)構(gòu)式 四個(gè)氫化吡咯組成咕啉 六個(gè)配體 咕啉環(huán)上四個(gè)氫 咕啉 D環(huán)支鏈上二甲基苯并咪唑的一個(gè)氮原子和一個(gè)負(fù)甲基離子 Hg2+或 CH3Hg+ CH3Hg+或 (CH3)2Hg H2O CH3 Co3+ Bz Bz Bz Co3+ Co+ O THF 四氫葉酸 N5CH3THF N5甲基四氫葉酸 H H FADH2 FAD H2O 2H＋ 汞的生物甲基化途徑 汞的生物去甲基化 汞的遷移轉(zhuǎn)化 ①汞能夠以 0價(jià)存在于氣、水、土中，因?yàn)槠渚哂泻芨叩碾婋x勢(shì) ②汞及其化合物均易揮發(fā) 有機(jī)汞 無機(jī)汞 甲基汞和苯基汞揮發(fā)性最大 ； 無機(jī)汞以 HgI最大， HgS最小。 水 沉積物 空氣 CH3Hg+ 魚 (CH3)2 Hg Hg CH4 C2H6 CH3Hg+ Hg Hg2++Hg Hg22+ (CH3)2 Hg 細(xì)菌 細(xì)菌 細(xì)菌 細(xì)菌 汞的遷移轉(zhuǎn)化循環(huán) 砷 的 部 分 化 學(xué) 形 態(tài) ① 無機(jī)亞砷酸鹽和砷酸鹽 Inanic arsenite and arsenate ?雖然砷酸鹽在熱力學(xué)上更穩(wěn)定，但無論是在厭氧環(huán)境還是在好氧環(huán)境中，只要存在合適的微生物，AsO43和 AsO33之間很容易發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 ?AsO43和 AsO33是大多數(shù)水和沉積物 /土壤樣品中發(fā)現(xiàn)的主要砷形態(tài) ?二者已經(jīng)在海洋動(dòng)物和藻類體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，但通常不是主要形態(tài) ②胂和甲基胂 Arsine and methylarsines ?胂（ AsH3）、單甲基胂（ AsMeH2）、二甲基胂（ AsMe2H）和三甲基胂（ AsMe3）可在自然條件下產(chǎn)生 砷的幾種主要形態(tài) ③ 甲基胂酸和二甲基胂酸 Methylarsonic acid and dimethylarsinic acid ?chanllenger在 1945年的 機(jī)砷可以被真菌甲基化 ?它們濃度很低，但可以存在于所有環(huán)境相中。 ④三甲基氧化胂和四甲基砷離子 Trimethylarsine oxide and tetramethylarsonium ion(TMAO) ?現(xiàn)在，分析方法的不足限制了 TMAO 的測(cè)定 ⑤ 砷甜菜堿和砷膽堿 Arsenobetaine and arsenocholine ?Edmonds等人于 1977年首次在水生生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)砷甜菜堿 ?砷甜菜堿是目前為止發(fā)現(xiàn)的海洋動(dòng)物體內(nèi)最主要的砷形態(tài) 。在海水和藻細(xì)胞中尚未發(fā)現(xiàn)砷甜菜堿，而海洋動(dòng)物體內(nèi)的砷主要以此種形態(tài)存在。 ?水生生物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了砷膽堿，但濃度要低于砷甜菜堿。陸生生物體內(nèi)也可以檢出砷膽堿，并且在某些物種體內(nèi)還可能是主要形式。 ⑥砷糖 Arsenosugars ?Edmonds和 Francesconi首次在海洋生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了砷糖 ?常見的砷糖結(jié)構(gòu)式 P346 ?砷糖類化合物可以存在于海洋藻類和動(dòng)物、淡水藻類和植物以及陸生生物體中（如蚯蚓、真菌、植物）。 砷形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化過程 砷形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化及其遷移過程是砷生物地球化學(xué)循環(huán)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié) 砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化主要包括以下幾個(gè)過程 氧化 /還原 甲基化 /去甲基化 砷糖合成 砷甜菜堿合成 Fe2＋ Fe0 Fe2＋ 鐵細(xì)菌 Fe3＋ Fe3＋ 有機(jī)鐵 有的鐵細(xì)菌是自養(yǎng)菌，如氧化亞鐵硫桿菌。鐵細(xì)菌 作用致使管道阻塞；使酸性礦水形成。 酸性礦水的形成：黃鐵礦在鐵細(xì)菌作用下形成 FePbSx、 FeAsSx共沉淀，發(fā)生以下反應(yīng)： 2FeS2 ＋ 2H2O ＋ 7O2 → 4H ＋ ＋ 4SO42－ ＋ 2Fe2＋ 4Fe2＋ ＋ O2 ＋ 4H＋ → 4Fe3＋ ＋ 2H2O FeS2 ＋ 14Fe3＋ ＋ 8H2O → 15Fe 2＋ ＋ 2SO42－ ＋ 16H＋ 以上反應(yīng)聯(lián)合構(gòu)成一個(gè)由鐵細(xì)菌發(fā)揮重大作用的溶解黃鐵礦的循環(huán)過程，生成大量硫酸，加劇了礦水的酸化，有時(shí)能使 pH值下降至 。 鐵 酸性礦水形成的原因 九、有機(jī)物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)生物轉(zhuǎn)化速率的影響 定性規(guī)律： 鏈長(zhǎng)規(guī)律 ：是指脂肪酸、脂族碳?xì)浠衔锖屯榛降扔袡C(jī)物質(zhì)，在一定范圍內(nèi)碳鏈越長(zhǎng)，降解也越快的現(xiàn)象，以及有機(jī)聚合物降解速率隨分子的增大呈現(xiàn)減小趨勢(shì)的現(xiàn)象。 鏈分支規(guī)律 ：是指烷基苯磺酸鹽、烷基化合物等有機(jī)物質(zhì)中，烷基支鏈越多，分支程度越大，降解也越慢的現(xiàn)象。 取代規(guī)律 ：是指取代基的種類、位置及數(shù)量對(duì)有機(jī)物質(zhì)降解速率的影響規(guī)律。羥基、羧基、氨基等取代基的存在會(huì)加快其降解，而硝基、磺酸基、氯基等取代基的存在則使降解變慢。 第五節(jié) 污染物質(zhì)的毒性 ① 有些有機(jī)化合物與酶的共價(jià)結(jié)合； ②有些重金屬離子與含巰基的酶強(qiáng)烈結(jié)合； ③有些金屬取代金屬酶的不同金屬 Cd 2+取代了 Zn 2+ 。 酶活性的抑制 O (CH3)3NCH2CH2OCCH3 + H2O (CH3)3NCH2CH2OH + CH3COOH 乙酰膽堿 膽堿 乙酰膽堿酯酶 ＋ ＋ O O (C3H7O)2PF + HOE → HF + (C3H7O)2POE 二異丙基磷酰氟 乙酰膽堿酯酶 磷酰化的乙酰膽堿酯酶，無活性 SH SH Hg2+ + E E Hg + 2H+ SH SH 磷酸酯、氨基甲酸酯， p291 致突變作用 ：指生物細(xì)胞內(nèi) DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。 致突變作用分為 基因突變 和 染色體突變 兩類。 基因突變 ：指 DNA中堿基對(duì)的排列順序發(fā)生改變。屬于分子水平的變化。它包含堿基對(duì)的 轉(zhuǎn)換 、 顛換 、 插入 和 缺失四種類型。一個(gè)常用的鑒定突變的試驗(yàn)是鼠傷寒沙門氏菌－哺乳動(dòng)物肝微粒體酶試驗(yàn)（ 艾姆斯試驗(yàn) ）。 染色體畸變 ：涉及整個(gè)染色體，呈現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變。屬于細(xì)胞水平的變化。 致突變作用 轉(zhuǎn)換是同型堿基之間的置換，即嘌呤堿被另一嘌呤堿取代，嘧啶堿另一嘧啶堿取代。 腺嘌呤 次黃嘌呤 HX 鳥嘌呤 黃嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 于是可以引起一種如下的堿基對(duì)轉(zhuǎn)換 顛換是異型堿基之間的置換，即嘌呤堿基嘧啶堿基取代或反之亦是。顛換和轉(zhuǎn)換統(tǒng)稱堿型轉(zhuǎn)換，所致突變稱為堿型置換突變。 插入和缺失分別是 DNA堿基對(duì)順序中增加和減少一對(duì)堿基或幾對(duì)堿基，使遺傳讀碼格式發(fā)生改變，自該突變點(diǎn)之后的一系列遺傳密碼都發(fā)生錯(cuò)誤。這兩種突變統(tǒng)稱為移碼突變。 堿型置換突變 轉(zhuǎn) 換 顛 換 移碼突變 插 入 缺 失 物理致癌、化學(xué)致癌、生物致癌 確證致癌物、可疑致癌物、潛在致癌物 到 1978年為止，確定為動(dòng)物致癌的化學(xué)物質(zhì)達(dá)到 3000種，以后每年都有數(shù)以百計(jì)的新致癌物被發(fā)現(xiàn)。 致癌作用 化學(xué)致癌物 遺傳毒性致癌物 非遺傳毒性致癌物 直接致癌物 間接致癌物 促癌物 助癌物 固體致癌物 前致 癌物 第一，是 引發(fā)階段 。直接致癌物或間接致癌物的終致癌物引起DNA基因突變。 第二，是 促長(zhǎng)階段 。主要是突變細(xì)胞改變了遺傳信息的表達(dá)，增殖成為腫瘤，其中惡性腫瘤還會(huì)向機(jī)體其它部位擴(kuò)散。 致癌作用機(jī)理 前致癌物、直接致癌物、終致癌物：親電物質(zhì)通過烷基化或芳基化與 DNA的富電的氧和氮原子發(fā)生作用 P 295 致 畸 作用 人或動(dòng)物在胚胎發(fā)育過程中由于各種原因所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，稱為先天性畸形或畸胎。