蓟运河汉沽地区河泥中汞的微生物甲基化作用

汞的生物转化作用的研究开始于60年代末,Wood等(1968)研究了生物甲基化的机制,认为汞甲基化有酶和非酶两种作用,甲基化作用是通过甲基钴氨素中的甲基转移来完成的。瑞典生物学家Jensen和Jernel(?)v(1969)提出在湖泊底泥里微生物有形成甲基汞的功能,汞甲基化的速度与底泥里的微生物活动有密切的相关性。由此,微生物汞甲基化作用得到人们的注视,Yamada等(1972)在厌氧条件下研究了匙形梭菌(Clostridium cochlearium)的汞甲基化作用。Vonk等(1973)发现在通气条件下一些细菌和真菌可使氯化汞甲基化形成少量的甲基汞。Fagerstr(?)m和Jernel(?)v(1972)曾报道,通气条件下汞转化过程中甲基化的主要产物是一甲基汞,厌氧条件下汞甲基化的产物大部是二甲基汞。但是,人们总是认为甲基化的主要产物为一甲基汞,而二甲基汞形成的数量则很少(Iverson等,1978)。这些汞化合物在水体中引起危害。     

汞甲基化细菌研究进展

汞甲基化细菌在厌氧条件下将无机汞(Hg)转化成最高毒性的甲基汞(MeHg),通过生物富集以及在食物链中的生物放大造成人类甲基汞暴露.本文综述了水环境中汞甲基化细菌的种类、系统发生、甲基化机理、甲基汞生成的空间位置和影响因素.水环境中汞甲基化主要发生在海洋、海湾、河流和湖泊的厌氧沉积物中.硫酸盐还原菌和铁还原菌是主要的汞甲基化细菌,它们的种类、群落结构和分布制约了甲基汞的生成,从而影响人体健康.汞甲基化的生化机理的研究表明,甲基汞可能产生于不同的代谢途径,但是对于汞甲基化机理仍没有一致的认识.沉积物中汞甲基化细菌的分布影响甲基汞生成的空间位置和甲基化率.因此,水环境中的地球化学因素影响甲基化细菌的分布、甲基化率和甲基汞的生成.     

验证主动运输的实验活动

主动运输普遍存在于动植物和微生物中,保证了生物可以按照生命活动所需主动选择吸收营养物质,排出代谢废物。利用主动运输逆浓度梯度及耗能的特点,以磷酸盐的跨膜运输为例来验证主动运输。     

汞在新建水库食物网中生物累积与风险评价研究进展

汞是唯一参与全球循环的液态重金属。1974年,自美国学者Smith首次报道水库中鱼类总汞含量高于邻近自然湖泊以来,水库中鱼类汞升高的风险成为新建水库环境影响评价中的重要内容之一。汞在水库生态系统生物组分和非生物组分中含量升高的现象先后在世界各国报道,包括加拿大、美国、芬兰、泰国和巴西等。通过对系列的野外研究进行回顾,表明了水库形成后生态系统中汞的甲基化过程发生了变化。水库形成对汞在食物网中的鱼类、底栖生物、浮游生物的累积产生影响。水库中汞的生物累积、迁移转化主要与被淹没土壤和植物腐解过程有着直接或间接的关系。水库形成后,总汞、甲基汞和甲基汞比例在生态系统食物网各组分中的变化并不一致。蓄水后,水体中总汞变化较小,甲基汞和甲基汞比例上升明显;浮游生物尤其是浮游动物中总汞升高,但甲基汞和甲基汞比例升高更为明显;与浮游动物类似,底栖水生昆虫中总汞升高,甲基汞和甲基汞比例升高也更为明显;鱼类作为食物网顶级消费者,甲基汞比例一般在80%以上,在水库形成后鱼类总汞和甲基汞均明显升高,但甲基汞比例变化已经不大。这些变化揭示了水库形成后甲基汞在食物网传递的两个主要可能途径,一是微型生物食物网。通过悬浮颗粒物、浮游植物、浮游动物这一环节,甲基汞和甲基汞比例有明显的增加。第二个途径是底层生物食物网。通过悬浮颗粒物、细菌、碎屑食性底栖水生昆虫、肉食型底栖水生昆虫环节,甲基汞和甲基汞比例明显增加。这两种途径均能导致以水生昆虫、小鱼、甲壳类等为食的肉食性鱼类汞含量增加。水库形成后,生态系统中汞的甲基化发生了明显的"加速"过程。这种"加速"过程最直接的因素是成库后大量土壤淹没使得汞的甲基化平衡被打破。这个过程主要有两方面的影响。一方面是直接影响,被淹没土壤和植被在腐解过程中主动或被动地将甲基汞释放到水库生态系统中;另一方面是间接影响,被淹没土壤和植被的腐解使水库底部形成厌氧环境,有利于无机汞从被淹没土壤和植被中溶出,为甲基化反应提供充裕的、可供甲基化的无机汞,同时腐解产生的大量营养物质为微生物提供丰富食物来源,使硫酸盐还原菌大量繁殖,促进无机汞的甲基化。在我国,有关汞在新建水库食物网中生物累积和风险评价的研究有待进一步加强。     

稻田生态系统汞的生物地球化学研究进展

汞作为一种毒性很强的重金属污染物,已被我国和联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环境保护署等多个国家(机构)列为优先控制污染物。汞的毒性与其化学形态密切相关,其中甲基汞是毒性最强的汞化合物。无机汞可在适当环境条件下被转化成毒性更强的甲基汞,进而在食物链中富集、放大,对人体健康构成潜在威胁。研究证实,稻田土壤是重要的甲基汞产生场所,稻田是陆地生态系统重要的甲基汞"源"。汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍的现象。在这些地区,居民食用稻米是人体甲基汞暴露的主要途径,由此所导致的人体甲基汞暴露风险日益受到人们的关注。近年来,随着汞污染区稻米甲基汞污染事件被频频报道,稻田生态系统汞的生物地球化学过程研究日益受到学术界的重视,国内外学者围绕这一方向开展了大量的研究工作,取得了一系列重要的研究成果。本文对前人有关稻田生态系统汞的生物地球化学过程进行了系统的总结,包括:(1)稻田生态系统汞污染现状;(2)稻田土壤汞的甲基化过程及其影响因素;(3)水稻对汞的吸收、富集机理;(4)居民食用稻米导致的甲基汞暴露的健康风险;(5)对缓解稻米甲基汞污染问题所可能采取的措施。最后,对目前的研究缺陷及不足进行了探讨,并对未来需要进一步开展的研究工作进行了展望。     

浅谈葡萄糖的跨膜运输

葡萄糖的跨膜运输具有组织特异性.人体绝大多数组织细胞通过协助扩散的方式摄入葡萄糖,此运输过程依赖于来自细胞内外两侧葡萄糖的浓度差和细胞膜上的葡萄糖运输蛋白(GLUTs);而在小肠等部位存在主动运输,通过细胞膜上的Na+-葡萄糖运输蛋白(SGLTs),完成Na+和葡萄糖的同向协同运输.     

萄葡糖进入细胞内的两种运输方式

在高中《生物》教科书中,有两处提到葡萄糖是如何通过细胞膜进入细胞内的:一是在第一章讲述物质出入细胞的三种方式时,举例说,葡萄糖分子是通过协助扩散的方式通过细胞膜进入红细胞内部的;另一处是在第二章讲述小肠绒毛上皮细胞吸收营养物质时,指出葡萄糖是通过主动运输的方式进入细胞内的。为帮助大家了解葡萄糖扩进入细胞的这两种运输方式机理,本文现做如下简述: 葡萄糖以协助扩散的方式进入红细胞,是因为在细胞膜上有一种四聚体蛋白质,它     

简单易行的离子跨膜运输实验

中学生物学教学中采用构建模型法完成离子主动运输方式的教学,对学生来说比较抽象,缺乏直观认知感受,特别是缺少对此动态过程的理解,进而影响对细胞稳态这一核心概念的深入理解。本实验设计在质壁分离实验的基础上拓展延伸,实验条件要求较低,具备极强的推广性。利用钼酸钠可跨膜运输的特点,通过洋葱外表皮细胞中花青素的变色规律,反应钠离子跨膜运输程度,直观呈现钠离子跨膜运输的事实,为主动运输实验教学提供了很好的案例。     

植物细胞胞内生物碱跨膜传递模型研究(Ⅰ)-中性生物碱饱和特性模型

针对制约植物细胞生物碱释放的生物碱跨膜传递这一物理过程,引入有载体参与的主动运输过程来描述植物细胞生物碱的跨膜传递过程,将Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ酶促反应动力学公式应用于载体转运,建立了植物细胞中产物释放的饱和特性模型。将模型在特定参数下进行积分,对已有的实验现象进行数值模拟,并与实验结果比较表明,所建模型能很好地描述低Ｐｋａ值生物碱的各种跨膜传递现象,并能同时呈现生物碱跨膜传递的线性特性和饱和特性,从而为长期对立的生物碱跨膜传递的简单扩散观点和主动运输观点的统一提供了理论依据     

硫酸盐还原菌对汞的甲基化作用及其影响因子

从受氯碱化工废水严重污染的湖北鸭儿湖 1号氧化塘底泥中分离获得了硫酸盐还原菌 ,研究了其生理特性和环境因子对其生长的影响。并在实验室条件下建立了模拟厌氧水环境 ,通过正交实验获得汞甲基化的最佳条件 ,研究了该条件下硫酸盐还原菌在好氧和厌氧状况下对汞的甲基化作用 ,以及非生物甲基化作用。同时又分别作了单因素实验 ,并用高效液相色谱法测定了水样中不同形态的汞。结果显示 ,该硫酸盐还原菌营厌氧生活 ,在35℃、pH7 0、0 7%的盐度、0 5g/LFe2 和不含硫化物等条件下 ,可达到最佳生长状态。水环境中汞的甲基化作用主要发生在有微生物为媒介的厌氧环境下 ,汞的非生物甲基化作用和好氧环境下的甲基化作用均可忽略不计。厌氧环境下 ,水体温度、pH值、硫化物和盐度等诸多环境因素对汞的微生物甲基化作用的影响也进行了研究与讨论。