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生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程及毒性(參考版)

2025-01-19 11:48本頁面
  

【正文】 不同的致畸物對 胚胎發(fā)育 各個時期的效應(yīng)往往具有特異性,因此其致畸機制不完全相同,主要有:對酶活性的抑制作用、引起染色體數(shù)目缺少或過多、干擾生殖細胞遺傳物質(zhì)的合成等。 遺傳毒性致癌物 1)直接致癌物 2)間接致癌物,又稱為前致癌物 非遺傳致癌物:不與 DNA反應(yīng),而是通過其他機制,影響或呈現(xiàn)致癌作用的物質(zhì)。其中主要為化學(xué)致癌物,其中又以合成化學(xué)物質(zhì)為主。能在動物和人體中引起致癌的物質(zhì)稱為致癌物。 亞硝胺類、苯并芘類、甲醛、苯、砷、鉛、烷基汞、甲基對硫磷等環(huán)境污染物。 2)染色體突變:細胞內(nèi)染色體是一種復(fù)雜的核蛋白結(jié)構(gòu),主要成分為 DNA, 在染色體上排列著很多基因。具有致突變作用的污染物稱為致突變物。 毒作用的生物化學(xué)機制 致突變作用:基因突變和染色體突變 指生物細胞內(nèi) DNA改變,引起的遺傳特性突變的作用。金屬酶是以金屬離子為輔酶或作為輔酶中某一成分的酶類。這些重金屬離子也能抑制巰基在酶活性中心之內(nèi)的酶,可能也是通過重金屬離子與巰基結(jié)合實現(xiàn)的。酶的巰基即使有些在酶活性中心之外,但可幫助維持酶分子構(gòu)象,對酶活性來說至關(guān)重要。 酶活性的抑制 結(jié)合過程對乙酰膽堿酯酶活性造成不可逆抑制,再也不能執(zhí)行原有的催化乙酰膽堿水解的功能。 1)有機物可與酶共價結(jié)合,通常通過酶活性內(nèi)羥基進行。 污染物的毒性 五、毒作用的生物化學(xué)機制 根據(jù)毒作用過程,毒物及其代謝的活性產(chǎn)物與機體靶器官中受體間的生物化學(xué)反應(yīng)及機制,是毒作用的啟動過程。 毒物或活性代謝產(chǎn)物與受體進行原發(fā)反應(yīng),使受體改性,隨后引起生物化學(xué)效應(yīng)。 污染物質(zhì)的毒性 四、毒作用的過程: 一般要經(jīng)過三個過程: 毒物被機體吸收,經(jīng)分布、代謝轉(zhuǎn)化,并有一定程度的排泄,達到其靶器官中的受體。 MM1, M2。 拮抗作用:聯(lián)合作用的毒性,小于其中各毒物成分單獨作用毒性的綜合。獨立作用的毒性低于相加作用,但高于其中單項毒物的毒性。 相加作用:指聯(lián)合作用的毒性等于其中各毒物成分單獨作用毒性的總和,即其中各毒物成分之間均可按比例取代另一毒物成分,混合物毒性無變化, M= M1+M2。 污染物質(zhì)的毒性 三、毒物的聯(lián)合作用: 兩種或兩種以上毒物同時作用于機體所產(chǎn)生的綜合毒性稱為毒物的聯(lián)合作用。 3) 慢性毒性作用的表示:閾劑量或最高允許劑量。 2)急性毒作用的表示:用半數(shù)有效濃度 EC50或半數(shù)有效劑量 ED50來表示,兩者分別代表毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需要的毒物濃度和毒物劑量。 劑量 反應(yīng)關(guān)系 毒物的毒性 毒物作用 1)毒物作用的快慢:急性、慢性和亞急(或亞慢)性三種。 劑量-反應(yīng)關(guān)系:毒物劑量(濃度)與反應(yīng)(效應(yīng))變化之間存在著一定的關(guān)系,稱為劑量 反應(yīng)關(guān)系或劑量 效應(yīng)關(guān)系 。 污染物質(zhì)的毒性 二、毒物的毒性 影響毒物毒性的因素: 1)毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì) 2)毒物所處的基體因素 3)機體暴露于毒物的狀況 4)生物因素 5)生物所處的環(huán)境 其中關(guān)鍵性的因素之一是毒物的劑量(濃度),因為毒物毒性在很大程度上取決于毒物進入機體的數(shù)量,而該數(shù)量與毒物計量(濃度)密切相關(guān)。限制因素的改變,可使非毒物成為毒物,反之亦然。 第五節(jié) 污染物質(zhì)的毒性 一、毒物 毒物是進入生物機體后可使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)變化,干擾或破壞機體的正常生理功能,并引起暫時性或持久性病理損害,甚至可造成生命危險的物質(zhì)。對溶解氧濃度要求不同。由于微生物生長的適合 pH不一定就是微生物作用酶催化有機底物降解的適當條件,可通過試驗在微生物生長合適的 pH范圍內(nèi)進行最佳選定。但在生長溫度范圍內(nèi)適當升高,則加速有機物降解。 影響微生物反應(yīng)速率的因素 環(huán)境條件包括溫度、 pH、營養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、共存物質(zhì)等。 有機污染物化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響呈一定規(guī)律:鏈長規(guī)律、鏈分支規(guī)律、取代規(guī)律。 若水中微生物濃度在一定時間內(nèi)比較穩(wěn)定,可以其數(shù)量平均值作為 [B],則 k1=kb[B] , k1為準一級反應(yīng)速率方程 。分為不可逆抑制作用和可逆抑制作用,前者是以比較牢固的共價鍵同酶結(jié)合,不能用物理方法恢復(fù)酶活性的抑制劑;在后者中最為重要的是競爭性抑制和非競爭性抑制。 但僅在酶反應(yīng)時間規(guī)定下,才有特定的最適溫度。各種酶的最適溫度通常在 35- 55攝氏度,之前溫度每升高 10攝氏度,許多酶的反應(yīng)速率增加 1~ 2倍。 這涉及酶和底物分子結(jié)合的有關(guān)基團離解狀態(tài)的變化。 酶促反應(yīng)的速率 酶促反應(yīng)的速率 ( 2)影響酶促反應(yīng)速率的因素 ? pH對酶促反應(yīng)速率影響顯著:存在最適 pH,高于或低于此 pH酶反應(yīng)速率顯著減小。 注意 Km的物理意義和酶學(xué)意義: Km值越大,達到最大反應(yīng)速率一半所需要的底物濃度越大,說明酶對底物的親和力越小。 酶促反應(yīng)的速率 酶促反應(yīng)的速率 酶促反應(yīng)的速率 米氏方程表明了在已知 Km和 Vmax條件下,酶促反應(yīng)速率與底物濃度之間的定量關(guān)系。 ( 1)米氏方程 酶促反應(yīng)的機理,一般認為是底物 S與酶 E形成復(fù)合物 ES, 而后再分離出產(chǎn)物 P: 酶促反應(yīng)速率 ES形成與分解的速率微分方程為: 若酶促反應(yīng)體系處于動態(tài)平衡,則 產(chǎn)物 P的生成速率即酶促反應(yīng)的速率 v為: v= k3[ES],經(jīng)轉(zhuǎn)化可表示為: v= k3 [E]0[S]/(Km+[S]) 式中, Km = (k2+k3)/k1 當?shù)孜餄舛群芨邥r所有的酶轉(zhuǎn)變?yōu)?ES復(fù)合物,即在 [ES]= [E]0時酶促反應(yīng)達到最大速率 Vmax。 八、污染物的生物轉(zhuǎn)化速率 酶促反應(yīng)的速率 微生物對污染物質(zhì)的反應(yīng)速率,通常與體外的酶促反應(yīng)有密切關(guān)系。其中以脫硫弧菌最為重要。硫化作用可消除環(huán)境中硫化氫的危害,生成硫酸促進土壤中礦物質(zhì)的溶解,以硫桿菌和硫磺菌最為重要。 氮和硫的微生物轉(zhuǎn)化 硫的微生物轉(zhuǎn)化 硫在環(huán)境中以單質(zhì)硫、無機硫化合物和有機硫化合物三種形態(tài)存在。反硝化的其他條件為:有豐富的有機物作為碳源和能源,硝酸鹽作為氮源;中性或弱堿性條件,溫度為室溫。 微生物進行反硝化需在厭氧條件下進行。 硝化在自然界和污水處理中很重要。 硝化作用 硝化作用主要由亞硝化單胞菌屬和硝化桿菌屬引起。 5)固氮:通過微生物作用將分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過程稱為固氮。 4)反硝化:硝酸鹽在通氣不良的條件下,通過微生物作用而還原的過程為反硝化。 2)氨化:所有生物殘體中的有機氮化合物,經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過程稱為氨化。 七、氮和硫的微生物轉(zhuǎn)化 氮的微生物轉(zhuǎn)化 環(huán)境中氮的三種主要形態(tài)之間通過生物作用,尤其是微生物作用不斷轉(zhuǎn)化。有機氯農(nóng)藥比有機氮和有機磷農(nóng)藥的降解難度要大得多。降解過程的中間產(chǎn)物 —— 對氧磷的毒性反而比母體對硫磷的毒性更大。 從一至數(shù)十個碳原子的烴類化合物,只要條件合適,均可被微生物代謝降解,其中,烯烴最易降解,
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