第八章 环境中有害物质对人类

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1、第八章环境中有害物质对人类遗传的影响第一节环境中有害因素对人类遗传物质的影响第二节环境中有毒物质反应的遗传学基础第三节环境中有害物质对优生的影响第一节环境中有害因素对人类遗传物质的影响环境中有害因素对人类遗传物质的影响有三个方面:⑴突变形成⑵癌形成⑶致畸效应致突变、致癌、致畸三者简称为毒理遗传的三致效应。一、环境中有害物质的致突变作用1.基因突变的概念突变：指机体在有害因素的影响下，细胞核内的遗传物质发生变异。致突变原：具有诱变作用的环境因素。基因突变是染色体上一个基因内部化学结构的改变，是一个基因(gene)变成它的等位基因（allelomorph，简写为all

2、ele）。分类：它可以发生在染色体水平，形成细胞学上可见的染色体畸变（chromosomalaberration）；也可以发生在DNA水平，形成细胞学上不可见的基因突变(genemutation)。1.点突变(pointmutation)指DNA上单一碱基的变异。2.缺失(deletion)指DNA链上一个或一段核苷酸的消失。3.插入(insertion)指一个或一段核苷酸插入到DNA链中。4.倒位或转位(transposition)指DNA链重组使其中一段核苷酸链方向倒置、或从一处迁移到另一处。5.双链断裂　对单倍体细胞一个双链断裂就是致死性事件。突变或诱变对生

3、物可能产生4种后果：①致死性；②丧失某些功能；③改变基因型(genotype)而不改变表现型(phenotype)；④发生了有利于物种生存的结果，使生物进化。2.致突变的分子机制1化学诱变剂及其诱变机理(1)碱基类似物诱变原理：化学药物分子结构与DNA碱基相似，在不妨碍基因复制的情况下能渗入到基因分子中。在DNA复制时引起碱基配对差错，最终导致碱基对替换，引起突变。(2)改变DNA化学结构的诱变剂DNA诱变剂：与DNA起化学反应并改变碱基氢键特性的物质。　　①亚硝酸(HNO2)：氧化脱氨作用，氧化作用以氧代替A和C的C6位置上氨基。请看下图：烷化剂如：甲基磺酸乙

4、酯[EMS，CH3SO2(OC2H5)]硫酸二乙酯[DES，SO2(OC2H5)2]乙烯亚胺[EI，H2C—CH2]/N1H烷化剂的诱变作用主要是通过烷化作用改变基因的分子结构，从而造成基因突变。烷化作用：通过烷基置换其它分子氢原子的作用。诱变原理：EMS、MMS等烷化剂都带有1个或多个活泼的烷基，这些烷基能够加入碱基的许多位置形成烷基化碱基，改变氢键的结合能力。请看下图：①给鸟嘌呤添加甲基或乙基，使它的作用像腺嘌呤(A)，产生配对误差，使GC变成AT。②使鸟嘌呤烷基化后从DNA链上脱落下来，造成脱嘌呤作用而留下一个缺口，影响DNA的复制，或使核苷酸顺序缩短，引

5、起碱基替换或移码突变。③与DNA中的磷酸结合成不稳定的磷酸酯，再分解成磷酸和脱氧核糖，使DNA断裂，引起突变。④同一DNA分子或不同DNA分子间的两股链形成交键（crosslinkage），使一个或几个核苷酸丢失或被切除。羟胺：作用专化：只与胞嘧啶(C)起作用，使胞嘧啶C6位置上的氨基羟化变成象T(胸腺嘧啶)的结合特性，DNA复制时与A(腺嘧啶)配对形成GC与AT的转换。请看下图：G≡CA＝T(3)结合到DNA分子上的化合物诱变剂：2-氨基吖啶、吖啶橙、ICR-170等。能嵌入DNA双链中的碱基之间，引起单一核酸的缺失或插入，造成突变。2物理诱变因素及其诱变机理

6、(1)电离辐射：能量极高的辐射，能使轨道上的电子完全离开原子，而造成电离，这样的辐射叫电离辐射。电离辐射的作用：直接作用和间接作用。（1）直接作用：射线与被照射物质直接发生作用而引起的反应。即通过能量的量子击中染色体，诱发基因突变和染色体断裂。（2）间接作用：经由射线处理后形成的环境损伤而起的反应。例如：使细胞中的水电离，产生各种游离基团（H.;OH.等）,游离基团在作用于DNA分子而改变DNA分子的结构.电离辐射的作用的特点：（1）诱发突变的频率与辐射剂量成正比，剂量与诱变剂之间在很大范围内呈线性关系。即剂量增加一倍，突变频率增加一倍，但突变率不受辐射强度的影响

7、。例如：2000r→果蝇精子→6%X隐性致死4000r→果蝇精子→12%X隐性致死（2）具有积累效应：辐射强度是指单位时间内照射的剂量数。倘若照射剂量不变，不管单位时间内所照射是多还是少，基因突变率总是保持一致。对果蝇来讲（处理精子），与照射剂量有关，与照射方式无关。低强度长时间与高强度短期照射诱发突变数一样。其他生物这种关系不太明显。紫外线照射诱发突变作用机理：由于紫外线能量较低，不足以使原子电离，只能产生激发作用。紫外线最有效的波长为2600A0左右，DNA吸收紫外线后，引起DNA结构改变的形式很多：DNA链的断裂、DNA分子内和分子间的交联、DNA与蛋白质的

8、交联、嘧啶