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1、外来化合物对细胞生理代谢的影响急性 Zncl2染毒对小麦幼苗 SOD活力影响专业： 学号 姓名： 指导老师： 摘要：本实验以急性 ZnCl2和小麦幼苗为实验材料，研究了不同浓度(ZnCl2100mg/mL、200mg/mL、400mg/mL、800mg/mL、1600mg/mL)对小麦幼苗生理活性的影响,初步阐明了 Zn2+对小麦幼苗的毒害机理。结果表明,在 Zn2+胁迫下,随处理浓度的升高,小麦幼苗叶片中超氧阴离子自由基(O2-)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先下降后上升的趋势;抗坏
2、血酸(ASA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先上升后下降的趋势,可溶性蛋白和叶绿素含量呈下降趋势。对 SOD、POD、CAT 同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳结果分析表明,正常情况下,小麦幼苗叶片主要表达 Rf值(相对迁移率)分别为0.98、0.96、0.9、0.8、0.6、0.48 的 6条 SOD同工酶带;POD 同工酶带主要分为 5区,至少包括 10条同工酶酶带;CAT 主要表达 2条同工酶带。浓度小于120mgL-1的 Zn2+抑制 SOD同工酶的表达,促进 CAT同工酶的表达,浓度大于240mgL-1的 Zn2+促进 SOD同工酶的表达,抑制 CAT同工酶的表达, Zncl 2诱导小
3、麦幼苗。关键词：外来化合物 细胞生理代谢 影响 急性 Zncl2染毒 小麦幼苗 SOD 活力前言：采用多组不同浓度 ZnCl2处理小麦幼苗，利用对照比较的方法,研究急性ZnCl2染毒对小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响。实验结果表明不同浓度的 Zncl2染毒对小麦幼苗 SOD活力影响程度不同，不同时间的浸泡对小麦幼苗 SOD活力影响也不同。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,简称 SOD)是广泛存在于生物体内的一种金属酶,因其能够催化以下反应而得名:O 2- + O2- + 2H+ H 2O2 + O2 ,因此 SOD是清除人体内 O2-自由基的最佳催化剂之一。医
4、学研究表明,人体内的 O2-自由基如得不到及时清除,能引起衰老、自身免疫能力下降及产生一系列病变。 SOD 具有抗衰老、抗肿瘤、抗辐射、增强人体免疫的功能,被誉为人体内垃圾的清道夫.近年来,利用 SOD的清除 O2-自由基功能人们相继开发了一系列富 SOD的制品,如 SOD系列化妆品、SOD 啤酒、饮料和其他 SOD食品。SOD已成为众多制药厂、日化厂和食品加工厂的重要原料。由于从动植物体内提取 SOD 的现行工艺复杂,加上动植物体内 SOD的含量很低,因而近年来在国际国内市场上 SOD的价格上升,呈现供不应求的趋势。酶作用需要有适合的条件。在适宜的条件下，酶的催化能力最强，表现出的活性最大，
5、 否则，催化能力减弱，活性降低， 甚至没有活性。因此，探索影响酶活性的因素就显得尤为重要。但是由于体内 SOD的活力受到多种外来化合物的影响，如各种不同的物理、化学、生物等不同因素的影响，因此研究外来化合物对 SOD活力的影响显得尤为重要，具有较大的现实意义。本实验重点进行比较研究急性 Zncl2染毒对小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响，实验设计了100mg/mL、200mg/mL、400mg/mL、800mg/mL、1600mg/mL 四种不同浓度的Zncl2， 以及 0mg/mL的空白对照组，每一浓度又设置了一个对照管和四个实验管。每个实验组及每一实验组中的各个试验管均进行除了所设
6、置对比外其他实验处理均相同的操作。1、实验材料与方法1.实验材料小麦幼苗 0.05mol/L PBS 缓冲液 SOD 试剂盒 冰醋酸 5 个不同浓度 Zncl2溶液（100mg/L ,200mg/L,400mg/L,800mg/L,1600mg/L)2.实验仪器离心机 分光光度计 天平 恒温水浴锅 冰浴 微量移液器（50L,100L） 研钵 离心管 一次性塑料管3.试验方法3.1 Zncl2染毒处理实验及粗酶提取液的制备播种 56h,萌发 2436h 后将露白的种子随机摆放于培养皿中，3040 粒/皿左右，生长 7天后，分别用不同浓度的 Zncl2溶液处理 8天后，取茎叶0.20.3g,按 1
7、:20加入预冷的 PBS液（1/3 用于研磨，2/3 用于清洗，小范围研磨，便于冲洗）冰浴研磨，并用剩余的 PBS液冲洗入离心管，8000rpm 离心15min,上清液即为 5%的粗酶提取液，用于 SOD酶活性的测定。3.2总 SOD酶活测定总 SOD酶活测定按表进行样 品 测 试 前 的 稀 释 倍 数取 样 量反 应 液 总 体 积对 照 管 测 定 管对 照 管活 力 （总 %50)/ODgUSOD二、结果与分析1.不同浓度Zncl2溶液处理小麦茎叶总SOD酶活性各管在 PBS 总 SOD 活力ZnCl2浓度（ mg/L） 1 2 3 4总 SOD 平均值标准差对照1562.4 1958
8、.1 2211.8 1633.5 1841.4500301.041771003294.13 3304.56 3075.22 3148.19 3205.5250112.43587200 2386.95 2418.08 2412.99 2499.79 2429.452548.833644001867.33 2315.82 1802.10 2103.81 2022.2650234.735038001133 1198 1373 1228 1233.0000101.406771600 1439.83 1589.50 1579.17 1537.89 1536.597568.256162.不同浓度 Zncl
9、2溶液处理组之间 SOD酶活的 t-检验 P值P 0 mg/L 100 mg/L 200 mg/L 400 mg/L 800 mg/L 1600 mg/L0mg * * * *100 mg/L * * * * *200 mg/L * * * * *试剂 测定管（4 个） 对照管SOD试剂 1 1ml 1ml粗酶提取液 40L蒸馏水 40LSOD试剂 2 100L 100LSOD试剂 3 100L 100LSOD试剂 4 100L 100L充分摇匀，置于 370C冰浴 40min显色剂 2ml 2ml混匀置室温 10min,于波长 550nm处，1cm 光径比色环，蒸馏水调零，比色400 mg/
10、L * * * *800 mg/L * * * *1600 mg/L* * * * * *不同浓度对SOD酶活力的影响：3、讨论随着我国工业的发展重金属对土壤的污染越来越严重。Zn是植物生长必需的营养元素，同时高浓度的Zn又会对植物产生害作用，赵永学等人研究表明，较高浓度的Zn 2+处理的小麦幼苗，其地上和地下部分生长均受到不同程度的抑制 在土壤植物一动物生态系统中，Zn参与生物的多种生命代谢活动，生物对Zn的需求大体保持着动态平衡，但当Zn污染的负荷超出生态系统所能承受的容量或“弹性限度”时，整个生态系统的生物生产量就会受到影响，并直接或问接地危害人类的生命和健康 1。Zn不足和过量均会使生
11、理代谢紊乱 2。植物Zn含量超过50 mgkg时往往会发生Zn中毒，大量Zn在根部积累，使根系伸K受到抑制，造生长不良，甚至死亡 3-6。过量Zn也易积累在老叶中，使老叶受到毒害 7。土壤Zn含量超过200mgkg时便会造成污染 8，但有些作物可以忍耐高浓度的土壤Zn，如土壤Zn含量达400 mgkg对烟草生长仍无不良影响 9；土壤中低含量Zn(100 mgkg)可提高小麦幼苗叶绿素含量，但高含量(500mgkg)Zn对小麦叶绿素的代谢有毒害作用 10。有研究表明，植物吸收过量zn对生长发育产生毒害的原因之一是叶绿素合成受阻，叶片失绿，吲哚乙酸合成酶活性下降，使植物体内叼I哚乙酸含量下降到次佳
12、水平，并因此抑制生长啪J。zn对基因表达的干扰作用远大于对其结构的破坏作用，这也可能是重金属致毒的重要机理 31。据报道，过量zn 2+可能使大量重金属离子进入植物体内而干扰离子间原有的平衡系统，造成正常离子的吸收、运输、渗透和调节等方面的障碍，从而使代谢过程紊乱。也可能是较多量的单一重金属进入植物体以后，与某些酶蛋白的非活性基团结合并使其变性，或取代某些酶和蛋白质行使其功能时所必需的特定元素 33。吴燕玉等 13报道，作物吸收重金属量一般与土壤中元素含量成正比，高剂量处理的作物吸收量比低剂量处理的高。一般认为，当zn浓度达到约400 mgkg时对大多数作物就可能造成毒害 34。参考文献：1.刘娟妮 王雪青 温度和光照对螺旋藻 SOD酶活力的影响 食品工业科技 2008年 9期
