1、第三章 作業題答案1、簡答 人類避免有害化學品毒性的途徑、生物放大（聚集）、化學品產生毒性的三要素、毒性載體（Toxicophore）和產毒結構（Toxicogenic）、Langmuir 電子等排同性質原理、軟化學設計答：（1） 人類避免有害化學品毒性的途徑主要有：i. 讓化學品不容易進入人的身體；ii. 即使進入人體也不會影響生物化學和生理過程（2） 生物富集（Bioaccumulation）和生物放大（Biomagnification）即隨食物鏈向上一級進展，化學物質在組織中的濃度增大的現象；（3）化學品產生毒性的三要素：接觸致毒、生物吸收致毒、固有毒性致毒（4）毒性載體（Toxicop

2、hore）：物質的固有毒性是只有毒化學物質引起正常的細胞性質改變的屬性，通常由分子的部分結構引起，這部分結構通常稱為“毒性載體”；（5）產毒結構（Toxicogenic）：有些物質沒有直接的毒性，但由于其分子的特殊結構，它能在代謝過程中轉化為有毒的物質，這種結構特征稱為“產毒”結構；（6） Langmuir 電子等排同性質原理：具有檢測分子和電子特征的物質不管其結構是否相似，通常都具有相似的物理性質和其他性質。Langmuir將這一現象稱為電子等排同物理性質現象（7） 軟化學設計：它指的是，具有生理活性的、治療上十分有用的，在人身體內完成治療作用后很快轉化為無毒物質的藥物，也稱為“后代謝設計”

3、。2、設計安全有效化學品的外部效應原則的主要內容有哪些?答：“外部”效應原則，主要是指通過分子設計。改善分子的與其在環境中的分布、人和其他生物機體對它的吸收性質等重要物理化學性質，從而減少它的有害生物效應。通過分子結構設計，從而增大物質降解速率、降低物質的揮發性、減少分子在環境中的殘留時間、減小物質在環境中轉化為具體有害生物效應物質的可能性等均是重要的“外部”效應原則的例子。另外，通過分子設計，從而降低或妨礙人、動物、水生生物對物質的吸收也是“外部”效應原則要面對的問題。3、設計安全有效化學品的內部效應原則的主要內容有那些?答：“內部”效應原則通常包括分子設計以達到以下目標：增大生物解毒性，避

4、免物質的直接毒性和間接生物毒性或生物活化。增大生物解毒性包括把分子設計為本身是親水性的或很容易與葡萄糖醛酸、硫酸鹽或氨基酸結合，從而加速其從泌尿系統或膽汗中排出。要避免物質的直接毒性，就要把物質分子設計成無毒無害類化合物，或在分子中引入一些無毒功能團。4、腸胃、肺和皮膚吸收的特點有哪些？如何通過改變分子性質避免其被吸收？吸收方式特點如何避免吸收腸胃腸胃系統是有毒化學品進入人體致毒的主要途徑。許多環境毒劑進入食物鏈，與事物一道被食入從而被腸胃系統吸收，空氣中的讀物則通過呼吸進入腸胃系統。影響腸胃系統的吸收的主要原因是腸胃的表面積和血液流動速度。腸胃系統的吸收表面積是最大的，其血液流動速度也較大。

5、改變pH值可改變堿性物質和酸性物質的吸收程度。嚴重影響物質在腸胃系統中吸收程度的物理化學性質有：物質的狀態、固體物質粒子的大小、物質的水溶性和油溶性、分解常數、相對分子質量、分子大小等。物質必須有相當大的水溶性，才能溶解成為其自由分子的形式。液態物質、被溶解了的物質比固態物質更容易被吸收。鹽類物質均有很大的水溶性，因此比重性物質更容易被吸收，對固體物質而言，顆粒越小越容易被溶解而吸收。在腸胃系統吸收中，油溶性越好的物質就越容易被吸收。當然還要有一定的水溶性，僅溶于油而不溶于水的物質不容被腸胃系統吸收。物質的相對分子量越大就越不容易被吸收。改變PH、改變物質的水溶性和油溶性，增大物質的分子量肺i

6、. 肺氣泡的細胞膜的厚度很薄，對物質的吸收很快ii. 水溶性的物質吸收量很大iii. 顆粒度小于等于1微米的固體物質很容易通過肺被吸收減小物質的水溶性，增大物質的尺寸皮膚吸收血液流動速度小，且阻吸厚度很大。皮膚吸收的速度控制步驟是物質分子穿越最上一層（角膜）的擴散過程。液體因通常在皮膚表面上鋪展從而有更大的接觸面積，故它比固體更容易被皮膚吸收，且油溶性好的物質通常更容易被皮膚吸收。但油溶性太好而水溶性差的物質也不容易被吸收。減少接觸，改變其油溶性5、 消除化學品毒性的Phase-I 反應和Phase-II反應的化學本質是什么？ 答：人體代謝陌生化學物質的過程中要發生兩類化學反應，分別叫做I相（

7、Phase-I）反應和II相（Phase-II）反應。在I相反應中陌生化學物質通過氧化、還原和水解等過程轉化為極性更大的代謝物、從而更容易溶解與水，因而更容易排泄。在II相化學反應中，內源代謝地物如葡萄糖酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽或氨基酸與有毒陌生化學物質結合，生成水溶性更大的物質，從而更有利于排泄。6、典型親電性物質的結構特征有哪些？其引發的中毒化學反應主要有哪些？人體內細胞的哪些結構容易與親電性物質發生中毒化學反應？答：親核部分包括：蛋白質的中半酰胺酸殘基中的巰基；蛋白質中蛋氨酸（甲硫氨酸）中的硫原子；精氨酸和賴氨酸殘基中的一級氨基，或蛋白質中的二級氨基；RNA和DNA中尿堿中的氨基。中毒化學反

8、應主要有：親電試劑一般結構親核反應毒效鹵化物R-X X=Cl,Br,I,F取代反應癌癥，-不飽和羰基化合物及相關化合物C=C-C=O CC-C=OC=C-CN C=C-S-Michael加成反應癌癥，變種，肝中毒，腎中毒，血液中毒，神經中毒等-二酮R1COCH2CH2COR2生成Schift堿神經中毒環氧化合物-CHCH- O加成反應變種，睪丸損傷異氰酸酯-N=C=O N=C=S加成反應癌癥，變種，免疫系統中毒7、常見電子等排物有哪些？答：常見電子等排物：8、舉例說明用無毒無害的物質取代有毒有害物質的重要性和可能性答：利用電子的等排規律設計更加安全化學品的一個成功例子是硅取代物代替殺蟲劑MTI-800.MTI-800是一個烈性的殺蟲劑，大師它對魚也有毒性（LC50為3mg/L）,這就限制了其商業使用。用硅原子取代其中的1個碳原子以后，得到另一物質，該物質的殺蟲效力變為MTI-800的0.20.6倍（即有一定程度的降低），但當濃度