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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;抗坏血酸(AS
2、A)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, Zncl2诱导小麦幼苗。关键词：外来化合物 细胞生理代谢 影响
3、 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:O2- + O2- + 2H+ H2O2 + O2 ,因此SOD是清除人体内O2-自由基的最佳催化剂之一。医学研究表明,人体内的O2-自由基如得不到及时清除,能引起衰老、自身免
4、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， 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
5、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置对比外其他实验处理均相同的操作。一、 实验材料与方法1. 实验材料小麦幼苗 0.05mol/L
6、 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1:20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
7、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酶活测定按表进行试剂测定管（4个）对照管SOD试剂11ml1ml粗酶提取液40L蒸馏水40LSOD试剂2100L100LSOD试剂3100L100LSOD试剂4100L100L充分摇匀，置于370C冰浴40min显色剂2ml2ml混匀置室温10min,于波长550nm处，1cm光径比色环，蒸馏水调零，比色二、结果与分析1. 不同浓度Zncl2溶液处理小麦茎叶总SOD酶活性ZnCl2浓度（mg/L）各管在PBS总SOD活力总SOD平均值标准差1234对照1562.41958
8、.12211.81633.51841.4500301.041771003294.133304.563075.223148.193205.5250112.435872002386.952418.082412.992499.792429.452548.833644001867.332315.821802.102103.812022.2650234.7350380011331198137312281233.0000101.4067716001439.831589.501579.171537.891536.597568.256162. 不同浓度Zncl2溶液处理组之间SOD酶活的t-检验P值P0 mg
9、/L100 mg/L200 mg/L400 mg/L800 mg/L1600 mg/L0mg*100 mg/L*200 mg/L*400 mg/L*800 mg/L*1600 mg/L*不同浓度对SOD酶活力的影响：三、 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Zn2+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
10、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
11、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zn2+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
