植物体内过氧化氢的产生及其生理作用
植物生理学-过氧化氢酶的活性的测定
过氧化氢酶的活性的测定－紫外线吸收法一、原理H2O2在240nm波长下有强烈吸收，过氧化氢酶能分解过氧化氢，使反应溶液吸光度（A240）随反应时间而降低。
根据测量率的变化速率即可测出过氧化氢酶的活性。
二、材料与设备植物材料：植物的叶实验材料：紫光分光光度计、离心机、研钵、250ml容量瓶、0.5ml 吸管1支、10ml试管1支试剂：0.2mol/LpH7.8磷酸缓冲液0.1mol/ H2O2（用0.1mol/L高锰酸钾标定）三、操作步骤1、酶提取液：称取叶片0.5g置于研钵中，加入pH7.0的磷酸缓冲液研磨成为匀浆，并用缓冲溶液清洗研钵数次（共用6ml磷酸缓冲液，缓冲液分几次加入），取上部澄清液在4000rpm下离心15min，上清液即为过氧化氢酶粗提液。
保存备用。
2、测定：取10ml试管1支，按表20-2顺序加入试剂。
紫外线吸收法测定H2O2样品配置表在管中加入0.3ml0.1mol/L的H2O2，加完后立即计时，并迅速倒入石英比色杯中，240nm下测定吸光度，每隔一分钟读数一次，共测三分钟，测完后，按下式计算酶活性。
四、结果计算以1min内减少0.1的酶量为一个酶活单位（u）△A240×V T过氧化氢酶活性（u/gFW/min）=0.1×V×t×FW=0.043×4.6÷0.1÷0.2÷0.3÷3 =10.99五、实验反思1、影响过氧化氢酶活性测定的因素有哪些？过氧化氢酶提取自植物的新鲜叶片中，新叶与旧叶的酶活性存在差异，所以叶片的选择会影响酶活性的测定。
温度的变化也会引起酶活性的测定研磨是否充分，洗涤是否洗干净也会影响。
2、实验测得的吸光度较小（吸光度的起始值较低），酶活性较小，可能是选取的叶片较老，实验中的失误，用滴定管滴定时，滴定的蒸馏水超过了1ml，造成了过氧化氢酶的浓度偏低，用紫外线吸收法测定时造成吸光度值偏低。
植物叶片中过氧化氢含量测定方法的改进
5、离心：将反应后的离心管放入离心机中，离心10分钟，分离出上层清液。 6、检测：将上层清液滴加到光电倍增管上，记录光子数。
7、结果计算：根据光子数计算过氧化氢浓度。
三、注意事项
1、实验过程中要保持温度和pH值的稳定，以免影响实验结果。 2、选取的植物组织要健康、无病虫害，以保证实验结果的可靠性。
二、实验步骤
1、准备试剂和设备：准备好过氧化物酶、底物、缓冲液、离心管、离心机、 光电倍增管等。
2、样品处理：选取健康的植物组织，用蒸馏水冲洗干净，然后用滤纸吸干 表面水分。将组织切成小块，放入离心管中。
3、添加试剂：向离心管中加入适量的缓冲液、过氧化物酶和底物，充分混 合均匀。
4、反应：将离心管放入37℃恒温摇床中反应30分钟。
本次演示旨在探讨一种快速测定植物叶片叶绿素含量的方法，为相关研究提 供参考。
方法介绍
目前，测定植物叶片叶绿素含量的方法主要包括分光光度法、光谱法、荧光 法等。其中，分光光度法是最常用的方法之一。本实验采用分光光度法中的 Arnon-Noory公式，通过测量叶片在663nm和645nm处的吸光度来计算叶绿素含量。 该公式已被广泛应用于叶绿素含量的快速测定。
3、测量吸光度：将研磨好的匀浆倒入比色杯中，加入适量的80%丙酮溶液， 充分摇匀后，在分光光度计上分别测量663nm和645nm处的吸光度。
4、数据处理：根据Arnon-Noory公式计算叶绿素含量。
1、不同植物的叶绿素含量存在 差异
2、不同部位的叶片叶绿素含量 也有所不同
结论
通过实验，我们探讨了一种快速测定植物叶片叶绿素含量的方法，并发现不 同植物及不同部位叶片的叶绿素含量存在差异。这些差异可能是由植物本身的生 物学特性、环境因素等共同作用的结果。
植物体内过氧化氢的产生及其生理作用
植物体内过氧化氢的产生及其生理作用宋喜贵;佘小平【摘要】文章概述了过氧化氢(H2O2)在植物体内的产生及其作用机制的研究进展.H2O2作为活性氧之一在许多生命活动中有着广泛的影响,许多生物和非生物胁迫均能导致植物体产生H2O2.多年来,研究一直注重H2O2对植物生长发育方面的影响,它作为信号分子的重要作用直到近几年才越来越多地受到关注.【期刊名称】《连云港师范高等专科学校学报》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】5页(P99-103)【关键词】过氧化氢;活性氧;生理作用;植物【作者】宋喜贵;佘小平【作者单位】陕西师范大学,生命科学学院,陕西,西安,710062;陕西师范大学,生命科学学院,陕西,西安,710062【正文语种】中文【中图分类】Q945过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)是活性氧(reactive oxygen species,ROS)重要的代表之一,激素等信号以及生物、非生物胁迫刺激均可诱导植物细胞内H2O2的产生和积累。
H2O2化学性质比较稳定,寿命较长,具有较高的跨膜通透性并能在植物细胞间迅速扩散,外界刺激能迅速地刺激其合成和分解,这些特点均符合细胞间信号分子所具有的重要标准。
越来越多的证据表明,H2O2在植物面临环境胁迫反应中发挥着重要的作用,比如应对逆境产生抗病防御反应、调控植物的生长发育、参与保卫细胞气孔运动等诸多生理过程。
H2O2还与其他信号特别是植物激素相互作用,影响一些蛋白激酶与蛋白磷酸酶等一系列下游信号分子的产生和参与。
本文就H2O2在植物体内产生的途径及其作用机制的研究进展综述如下。
植物在正常的生理代谢过程中都可能会有活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生,如光合成、光呼吸、脂肪酸氧化和衰老等过程中都能自然产生ROS。
尤其在干旱、高温、低温、机械损伤、强光照、气体污染、真菌浸染等外界环境胁迫下会产生大量的活性氧。
植物在低温胁迫下的过氧化氢代谢及信号转导
( PHT /1999 /081 ) ; 公益性行业科学专项
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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园 艺 学 报
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights re迫下的过氧化氢代谢及信号转导
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量显著下降 。由于 APX和 CAT对 H2 O2 的亲和力不同 , 有人认为 APX可能对 H2 O2 信号调控起作用 , 而 CAT才是胁迫条件下针对 H2 O2 的过量产生起调节作用的物质 (M ittler, 2002) 。郝晶等 ( 2007) 研究表明 , 低温下 ( 6 ℃) 大豆幼苗 H2 O2 含量呈上升趋势 , 胁迫初期低浓度 H2 O2 诱导了 CAT、 POD 等保护酶活性的提高 。张立军等 (2007) 在低温下采用不同浓度的外源 H2 O2 处理大豆种子 , 结 果也表明适宜浓度的 H2O2 可以诱导 CAT、 POD 等保护酶活性增加 。
Key words: hydrogen peroxide; low temperature stress; signal transduction; cold resistant
过氧化氢 (Hydrogen peroxide, H2 O2 ) 是生物细胞代谢过程中产生的一种活性氧 。正常情况下 , 植物体内 ROS清除系统能够使其含量保持在伤害水平之下 ; 但是逆境胁迫下 , 活性氧的产生量会超 过系统清除能力 , 由此造成氧化损伤 。在过去的很长一段时间 , 人们将 H2 O2视为一种有害的细胞代 谢产物 。然而 , 越来越多的研究证明 , 植物可以利用 H2 O2并将其放大作为信号分子 , 进而调控生长 发育过程和对各种生物和非生物刺激的应答 。各种生物和非生物胁迫均能在一定水平上诱导细胞中 H2 O2的产生 , 进而调控一系列胁迫应答的信号转导 。
《植物生理学》名词解释
植物的矿质营养及其吸收、运输、同化1. 灰分：将在105 摄氏度下烘干的植物材料在600摄氏度下高温烘烤，剩余的不能挥发的灰白色残渣称为植物的灰分。
2. 灰分元素/矿质元素：构成植物灰分的元素称为植物的灰分元素，由于它们直接或间接地来自土壤矿质，故又称为矿质元素。
3. 必需元素：是指植物正常生长发育必不可少的元素。
4. 大量元素：包括C H O N P K Ga Mg S 9 种，此类元素分别占植物体干重的0.01%-10%。
5. 微量元素：包括Fe Cu B Zn Mn Mo Ni Cl 8 种，此类元素分别占植物体干重的0.00001%-0.01%。
6. 溶液培养法/水培法：是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
7. 砂基培养法：是在洗净的石英砂等基质中加入营养液、利用砂基作为固定植物根系的支持物来培养植物的方法，与溶液培养法并无实质性的不同。
8. 有氧溶液培养法/ 气培法/雾培法：是将植物根系臵于营养液气雾中培养植物的方法，植物根系并不直接浸入营养液。
9. 有益元素：有些元素并非是植物的必需元素，但这些元素对植物的生长发育，或对植物生长发育过程中的某些环节有积极影响，这些元素被称为植物的有益元素。
10. 有害元素：有些元素少量或过量存在时均对植物有不同程度的毒害作用，将这些元素称为有害元素。
11. 质外体/自由空间：植物组织中细胞质膜外部的细胞壁部分在组织内构成一连续的结构空间被称为质外体。
土壤溶液中的各种矿质元素可顺着电化学势梯度自由扩散进入质外体空间，固有时又将质外体称为自由空间。
12. 相对自由空间（RFS：活组织自由空间的体积大小可通过某种离子的扩散平衡实验来估算，这个估算值称为相对自由空间。
13. 共质体运输：溶质通过跨膜运转进入原生质，并通过活细胞间的胞间连丝或连续不断的跨膜运转而从一个活细胞运输至另一个活细胞的过程称为共质体运输。
14. 生理碱性盐：将这类由于植物对离子的选择性吸收而使环境PH升高的盐类称为生理碱性盐，硝酸盐类（硝酸铵例外）一般均属于生理碱性盐。
植物过氧化氢酶的研究进展_南芝润
植物过氧化氢酶的研究进展南芝润 范月仙3(山西农业大学文理学院,山西太谷 030801)摘 要:过氧化氢酶是生物体内主要的抗氧化酶之一。
其功能是催化细胞内过氧化氢的分解,从而使细胞免于遭受过氧化氢的毒害。
几乎所有的生物体都存在过氧化氢酶。
在植物中过氧化氢酶主要清除光呼吸、线粒体电子传递以及脂肪酸β-氧化等过程中产生的H2O2。
本文主要介绍了过氧化氢酶的生理功能,过氧化氢酶基因的克隆以及在基因工程上的应用,论述了过氧化氢酶基因在转基因植物中的应用前景。
关键词:过氧化氢酶;生理功能;基因工程中图分类号 Q554.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2008)05-27-03Advance of Researches on Ca t a l a se i n Pl an tsNan zh i run fan yuex i a n3 (Depart m ent of art and science,shanxi agriculture of university,taigu030801)Abstract:Catalase is one of the main anti oxidant enzy mes in O rganis m s1Catalases can catalyse the decompositi on of the cel2 lular hydr ogen-per oxide and thus p r otect cells fr om hydr ogen per oxide by the pois on1Catalases al m ost exist in all living or2 ganis m s1H2O2p r oduced in the light breathing,electr on trans port in m it ochondrial and fatty acidβ-oxidati on p r ocess was mainly re moved by catalase in the p lant1This paper briefly intr oduced the physi ol ogical functi ons of the catalases,gene cl o2 ning and app lying of p lant catalase;and t olerances t o bi otic and abi otic stresses of transgenic catalase gene p lants als o are advised as s ome good traits in p lant breeding1Key words:catalase,Physi ol ogical functi on,Genetic Engineering 过氧化氢酶又称触酶(CAT),是一类广泛存在于动物、植物和微生物体内的酶。
植物生理学 过氧化氢酶的活性的测定
过氧化氢酶的活性的测定－紫外线吸收法一、原理H2O2在240nm波长下有强烈吸收，过氧化氢酶能分解过氧化氢，使反应溶液吸光度（A240）随反应时间而降低。
根据测量率的变化速率即可测出过氧化氢酶的活性。
二、材料与设备植物材料：植物的叶实验材料：紫光分光光度计、离心机、研钵、250ml容量瓶、0.5ml 吸管1支、10ml试管1支试剂：0.2mol/LpH7.8磷酸缓冲液0.1mol/ H2O2（用0.1mol/L高锰酸钾标定）三、操作步骤1、酶提取液：称取叶片0.5g置于研钵中，加入pH7.0的磷酸缓冲液研磨成为匀浆，并用缓冲溶液清洗研钵数次（共用6ml磷酸缓冲液，缓冲液分几次加入），取上部澄清液在4000rpm下离心15min，上清液即为过氧化氢酶粗提液。
保存备用。
2、测定：取10ml试管1支，按表20-2顺序加入试剂。
紫外线吸收法测定H2O2样品配置表在管中加入，加完后立即计时，并迅速倒入石英比色杯中，240nm下测定吸光度，每隔一分钟读数一次，共测三分钟，测完后，按下式计算酶活性。
四、结果计算以1min内减少0.1的酶量为一个酶活单位（u）△A240×V T过氧化氢酶活性（u/gFW/min）=0.1×V×t×FW=0.043×4.6÷0.1÷0.2÷0.3÷3 =10.99五、实验反思1、影响过氧化氢酶活性测定的因素有哪些？过氧化氢酶提取自植物的新鲜叶片中，新叶与旧叶的酶活性存在差异，所以叶片的选择会影响酶活性的测定。
温度的变化也会引起酶活性的测定研磨是否充分，洗涤是否洗干净也会影响。
2、实验测得的吸光度较小（吸光度的起始值较低），酶活性较小，可能是选取的叶片较老，实验中的失误，用滴定管滴定时，滴定的蒸馏水超过了1ml，造成了过氧化氢酶的浓度偏低，用紫外线吸收法测定时造成吸光度值偏低。
实验40--植物组织中过氧化氢含量及过氧化氢酶活性测定
实验40 植物组织中过氧化氢含量及过氧化氢酶活性测定植物在逆境下或衰老时，由于体内活性氧代谢加强而使H2O2发生累积。
H2O2可以直接或间接地氧化细胞内核酸，蛋白质等生物大分子，并使细胞膜遭受损害，从而加速细胞的衰老和解体。
过氧化氢酶可以清除H2O2，是植物体内重要的酶促防御系统之一。
因此，植物组织中H2O2含量和过氧化氢酶活性与植物的抗逆性密切相关。
本实验用分光光度法测定过氧化氢含量，利用高锰酸钾滴定法和紫外吸收法测定过氧化氢酶活性。
一、过氧化氢含量的测定【原理】H2O2与硫酸钛（或氯化钛）生成过氧化物—钛复合物黄色沉淀，可被H２SO4溶解后，在415nm波长下比色测定。
在一定范围内，其颜色深浅与H2O2浓度呈线性关系。
【仪器和用具】研钵；移液管0.2ml×2支，5ml×1支；容量瓶10ml×7个，离心管5ml×8支；离心机；分光光度计。
【试剂】100μmol/L H2O2丙酮试剂：取30%分析纯H2O2 57μl，溶于100ml，再稀释100倍；2mol/L硫酸；5%（W/V）硫酸钛；丙酮；浓氨水。
【方法】1.制作标准曲线：取10ml离心管7支，顺序编号，并按表40-1加入试剂。
待沉淀完全溶解后，将其小心转入10ml容量瓶中，并用蒸馏水少量多次冲洗离心管，将洗涤液合并后定容至10ml刻度，415nm波长下比色。
2.样品提取和测定：(1)称取新鲜植物组织2~5g（视H2O2含量多少而定），按材料与提取剂1∶1的比例加入4℃下预冷的丙酮和少许石英砂研磨成匀浆后，转入离心管3000 r/min下离心10min，弃去残渣，上清液即为样品提取液。
(2)用移液管吸取样品提取液1ml，按表35-1加入5%硫酸钛和浓氨水，待沉淀形成后3000rpm/min离心10min，弃去上清液。
沉淀用丙酮反复洗涤3～5次，直到去除植物色素。
(3)向洗涤后的沉淀中加入2mol 硫酸5ml，待完全溶解后，与标准曲线同样的方法定容并比色。
植物组织中过氧化氢的组织器官定位
一、实验目的通过DAB组织染色，掌握植物细胞过氧化氢的组织器官定位的原理和方法。
二、实验原理DAB组织染色法是对过氧化氢进行原位定位染色的方法。
DAB 即联苯二胺，是过氧化物酶最敏感、最常用的显色底物。
在过氧化物酶的催化下，DAB 可以与过氧化氢发生反应，产生棕色沉淀，该棕色沉淀不溶于水和乙醇。
因此利用DAB染色可以对叶片或植株进行组织化学原位检测，通过观察产生的棕色斑点便可检测过氧化氢的聚集情况。
DAB 组织化学染色法能够较快速地检测植株或组织内过氧化氢的产生，其优势在于在光学显微镜下取得较好的细胞定位，组织特异型高，成本较低，但在亚细胞分析技术中它的定位不精确，因而只能作为一种定性检测过氧化氢的方法。
三、实验试剂及仪器实验材料：施肥的小白菜植株和未施肥的小白菜植株；实验试剂：pH 3.8 DAB，95%乙醇，固定液；实验所需仪器：真空泵，烘箱，水浴锅，烧杯，剪刀，镊子。
四、实验步骤分别取施肥和未施肥的小白菜的根和叶片少许，用自来水洗净，放入装有10ml pH 3.8 DAB的烧杯里，将烧杯置于真空泵抽真空10min至叶片不冒气泡为止，将烧杯取出后置于25℃烘箱中1h。
经过DAB的根系取出后经自来水清洗后，观察根系的变褐情况；经过DAB的叶片放置在装有20ml 95%乙醇的烧杯中去除叶绿素，45℃水浴直至叶片绿色完全脱去为止，将叶片放入固定液中，观察叶片的变褐情况。
五、实验结果和讨论从左到右依次是未施肥，施肥，未染色的对照。
与未被染色的根系相比，对照组和实验组根系均有变褐的现象，但变褐的程度不明显。
叶片未能观察到变褐的现象，其原因可能是染色的时间太短，所取材料多，染色效果不好；叶片的脱色时间短，未能脱去全部绿色，所以看不出叶片有变褐的现象。
植物中活性氧的产生及清除机制
17卷2期2001年3月生 物 工 程 学 报Chinese Journal of Biotechnology Vol.17No.2March 2001收稿日期:2000207226,修回日期:2000212218。
基金项目:国家海洋863资助项目(819208203)。
3联系作者。
济南军区总医院检验科(250031),Tel :86253122187681转66314。
33北京协和医科大学基础医学研究院博士生。
植物中活性氧的产生及清除机制杜秀敏3 殷文璇33 赵彦修 张 慧(山东师范大学逆境植物实验室,济南250014)摘 要 环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧,从而导致蛋白质、膜脂、DNA 及其它细胞组分的严重损伤。
植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。
酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD )、抗坏血酸过氧化物酶(APX )、过氧化氢酶(CA T )和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX )等。
非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。
利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量,从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
关键词 活性氧,氧化损伤,酶促脱毒系统中图分类号 Q943 文献标识码 C 文章编号100023061(2001)022******* 全球由于环境胁迫给作物造成的品质下降,产量降低的损失是惊人的。
当作物生长的外在条件如温度、湿度、土壤中的水分、盐浓度等发生急剧变化或当大气污染(如SO 2、臭氧)、紫外线辐射、某些农药如Paraquat (一种光动除草剂)及病原体等作用于植物时,都会使植物体内产生大量的活性氧(Reactive Oxygen Species ,ROS ),形成氧化损伤。
这些比氧活泼的含氧化合物包括:超氧根阴离子(O 2・-)、氢氧根离(OH -)、羟自由基(・OH )、过氧化氢(H 2O 2)等。
产生的活性氧可导致蛋白质、膜脂和其它细胞组分的损伤[2]。
《植物生理学》名词解释
植物的矿质营养及其吸收、运输、同化1.灰分：将在105摄氏度下烘干的植物材料在600摄氏度下高温烘烤，剩余的不能挥发的灰白色残渣称为植物的灰分。
2.灰分元素/矿质元素：构成植物灰分的元素称为植物的灰分元素，由于它们直接或间接地来自土壤矿质，故又称为矿质元素。
3.必需元素：是指植物正常生长发育必不可少的元素。
4.大量元素：包括C H O N P K Ga Mg S 9种，此类元素分别占植物体干重的0.01%-10%。
5.微量元素：包括Fe Cu B Zn Mn Mo Ni Cl 8种，此类元素分别占植物体干重的0.00001%-0.01%。
6.溶液培养法/水培法：是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
7.砂基培养法：是在洗净的石英砂等基质中加入营养液、利用砂基作为固定植物根系的支持物来培养植物的方法，与溶液培养法并无实质性的不同。
8.有氧溶液培养法/气培法/雾培法：是将植物根系臵于营养液气雾中培养植物的方法，植物根系并不直接浸入营养液。
9.有益元素：有些元素并非是植物的必需元素，但这些元素对植物的生长发育，或对植物生长发育过程中的某些环节有积极影响，这些元素被称为植物的有益元素。
10.有害元素：有些元素少量或过量存在时均对植物有不同程度的毒害作用，将这些元素称为有害元素。
11.质外体/自由空间：植物组织中细胞质膜外部的细胞壁部分在组织内构成一连续的结构空间被称为质外体。
土壤溶液中的各种矿质元素可顺着电化学势梯度自由扩散进入质外体空间，固有时又将质外体称为自由空间。
12.相对自由空间（RFS）：活组织自由空间的体积大小可通过某种离子的扩散平衡实验来估算，这个估算值称为相对自由空间。
13.共质体运输：溶质通过跨膜运转进入原生质，并通过活细胞间的胞间连丝或连续不断的跨膜运转而从一个活细胞运输至另一个活细胞的过程称为共质体运输。
14.生理碱性盐：将这类由于植物对离子的选择性吸收而使环境PH升高的盐类称为生理碱性盐，硝酸盐类（硝酸铵例外）一般均属于生理碱性盐。
过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展
活性氧(reactive oxygen species,ROS)在植物生长发育和胁迫响应中扮演着十分重要的角色,研究其产生和清除机制有着十分重要的意义。
ROS 主要包括超氧阴离子(O 2-·)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H 2O 2)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O 2)等[1]。
其中,H 2O 2是最稳定的存在形式,也是植物体内重要的信号分子,因此维持体内H 2O 2稳态具有十分重要的意义[2]。
过氧化氢酶(catalase,CAT)是发现最早也是目前研究最透彻的H 2O 2清除酶之一,其功能和相关调控机制仍是当下植物研究DOI:10.16605/ki.1007-7847.2023.01.0110过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展刘聪,邓宇宏,刘选明*,林建中*(湖南大学生物学院植物功能基因组学与发育调控湖南省重点实验室国家耐盐碱水稻技术创新中心,中国湖南长沙410082)收稿日期:2023-01-01;修回日期:2023-03-07;网络首发日期:2023-04-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(31871595);湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4004);国家耐盐碱水稻技术创新中心项目(2022PT1005);杂交水稻国家重点实验室(湖南杂交水稻研究中心)开放课题(2019KF02);海南省崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目(B21HJ0108)作者简介:刘聪(1991—),男,河南郑州人,博士;刘聪和邓宏宇对本文的贡献相同,为本文共同第一作者;*通信作者:林建中(1975—),男,湖南会同人,博士,湖南大学副教授,主要从事植物生理与分子生物学研究,Tel:*************,E-mail:*****************.cn;刘选明(1963—),男,湖南邵阳人,博士,湖南大学教授,主要从事植物功能基因组学研究,Tel:*************,E-mail:*************.cn 。
《植物生理学》名词解释
植物的矿质营养及其吸收、运输、同化1.灰分：将在105摄氏度下烘干的植物材料在600摄氏度下高温烘烤，剩余的不能挥发的灰白色残渣称为植物的灰分。
2.灰分元素/矿质元素：构成植物灰分的元素称为植物的灰分元素，由于它们直接或间接地来自土壤矿质，故又称为矿质元素。
3.必需元素：是指植物正常生长发育必不可少的元素。
4.大量元素：包括C H O N P K Ga Mg S 9种，此类元素分别占植物体干重的0.01%-10%。
5.微量元素：包括Fe Cu B Zn Mn Mo Ni Cl 8种，此类元素分别占植物体干重的0.00001%-0.01%。
6.溶液培养法/水培法：是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
7.砂基培养法：是在洗净的石英砂等基质中加入营养液、利用砂基作为固定植物根系的支持物来培养植物的方法，与溶液培养法并无实质性的不同。
8.有氧溶液培养法/气培法/雾培法：是将植物根系置于营养液气雾中培养植物的方法，植物根系并不直接浸入营养液。
9.有益元素：有些元素并非是植物的必需元素，但这些元素对植物的生长发育，或对植物生长发育过程中的某些环节有积极影响，这些元素被称为植物的有益元素。
10.有害元素：有些元素少量或过量存在时均对植物有不同程度的毒害作用，将这些元素称为有害元素。
11.质外体/自由空间：植物组织中细胞质膜外部的细胞壁部分在组织内构成一连续的结构空间被称为质外体。
土壤溶液中的各种矿质元素可顺着电化学势梯度自由扩散进入质外体空间，固有时又将质外体称为自由空间。
12.相对自由空间（RFS）：活组织自由空间的体积大小可通过某种离子的扩散平衡实验来估算，这个估算值称为相对自由空间。
13.共质体运输：溶质通过跨膜运转进入原生质，并通过活细胞间的胞间连丝或连续不断的跨膜运转而从一个活细胞运输至另一个活细胞的过程称为共质体运输。
14.生理碱性盐：将这类由于植物对离子的选择性吸收而使环境PH升高的盐类称为生理碱性盐，硝酸盐类（硝酸铵例外）一般均属于生理碱性盐。
植物过氧化氢(H2O2)说明书
本文由上海哈灵生物科技有限公司提供上海哈灵试剂供应商感谢您阅读本文植物过氧化氢(H2O2)酶联免疫分析(ELISA)试剂盒使用说明书本试剂仅供研究使用目的：本试剂盒用于测定植物组织，细胞及相关液体样本中过氧化氢(H2O2)的含量。
实验原理：本试剂盒应用双抗体夹心法测定标本中植物过氧化氢(H2O2)水平。
用纯化的植物过氧化氢(H2O2)抗体包被微孔板，制成固相抗体，往包被单抗的微孔中依次加入过氧化氢(H2O2)，再与HRP标记的过氧化氢(H2O2)抗体结合，形成抗体-抗原-酶标抗体复合物，经过彻底洗涤后加底物TMB显色。
TMB在HRP酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色。
颜色的深浅和样品中的过氧化氢(H2O2)呈正相关。
用酶标仪在450nm波长下测定吸光度（OD值），通过标准曲线计算样品中植物过氧化氢(H2O2)浓度。
试剂盒组成：样本处理及要求：1. 组织标本：切割标本后，称取重量。
加入一定量的PBS，PH7.4。
用液氮迅速冷冻保存备用。
标本融化后仍然保持2-8℃的温度。
加入一定量的PBS（PH7.4），用手工或匀浆器将标本匀浆充分。
离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清。
分装后一份待检测，其余冷冻备用。
2. 标本采集后尽早进行提取，提取按相关文献进行，提取后应尽快进行实验。
若不能马上进行试验，可将标本放于-20℃保存，但应避免反复冻融.3. 不能检测含NaN3的样品，因NaN3抑制辣根过氧化物酶的（HRP）活性。
操作步骤：1.标准品的稀释与加样：在酶标包被板上设标准品孔10孔，在第一、第二孔中分别加标准品100μl，然后在第一、第二孔中加标准品稀释液50μl，混匀；然后从第一孔、第二孔中各取100μl分别加到第三孔和第四孔，再在第三、第四孔分别加标准品稀释液50μl，混匀；然后在第三孔和第四孔中先各取50μl弃掉，再各取50μl分别加到第五、第六孔中，再在第五、第六孔中分别加标准品稀释液50ul，混匀；混匀后从第五、第六孔中各取50μl分别加到第七、第八孔中，再在第七、第八孔中分别加标准品稀释液50μl，混匀后从第七、第八孔中分别取50μl加到第九、第十孔中，再在第九第十孔分别加标准品稀释液50μl，混匀后从第九第十孔中各取50μl弃掉。
植物细胞H_2O_2的产生及其生理作用_何金环
第32卷第3期家畜生态学报Vo l.32No.3 2011年5月Acta Ecologiae A nimalis Dom astici May.2011植物细胞H2O2的产生及其生理作用何金环a,李存法b(郑州牧业工程高等专科学校生物a.工程系,b.药物工程系,郑州450011)[摘 要] 过氧化氢(hydrog en pero xide,H2O2)是细胞有氧代谢的产物,激素等发育信号和胁迫刺激都可以诱导细胞内H2O2的产生和积累。
H2O2在细胞内浓度的升高和降低以及变化模式可能介导了不同的信号转导途径,并调控相应生长发育、胁迫应答等生物学过程。
[关键词] 植物细胞;过氧化氢;产生机制;信号转导[中图分类号] S811.5 [文献标识码] A [文章编号] 1004-5228(2011)03-0105-04 过氧化氢是活性氧(reactive o xy gen species, ROS)的一种,多种外界刺激或细胞内信号分子都可以导致细胞内H2O2的积累。
H2O2不仅具有损伤生物大分子、产生细胞毒害的能力,而且还被证明可以作为信号分子,在气孔运动、生物和非生物胁迫应答、细胞程序性死亡、激素应答以及生长发育调控过程中起重要作用。
1 植物体内H2O2的产生机制植物细胞在胁迫条件下(包括高温、低温、机械损伤、渗透胁迫、UV辐射等)可产生多种活性氧(ROS),包括超氧阴离子(O·-2)、H2O2、羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)等。
目前,氧对生命“双重性”的作用已成为生命科学的一个研究课题,以往的研究多集中于活性氧对植物体的伤害作用方面。
近年来,随着人们对ROS认识的深入,发现ROS有可能作为第二信使参与植物体内多种代谢过程。
目前,人们普遍认为植物具有一种先天的“免疫系统”———氧化猝发(oxida-tive burst,OXB),即植物细胞在胁迫条件下能迅速产生一些活性氧分子(ROS),进而启动体内其他信号级联过程(signal cascades),引起特有的生理反应。
抗坏血酸过氧化物酶
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抗坏血酸过氧化物酶
抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）是
一种重要的氧化酶，负责在植物体内催化抗坏血酸（维生
素C）与过氧化氢之间的氧化还原反应。
该酶可以将有害的过氧化氢转化为水和氧气，起到清除细胞内部过氧化氢的
作用。
抗坏血酸过氧化物酶广泛存在于植物体内，尤其在叶片和
根部等活跃代谢组织中含量较高。
它是维持植物细胞内氧
化还原平衡的关键酶之一。
在植物遭受各种逆境胁迫时，
如高温、干旱、盐碱等，会导致植物体内产生过量的过氧
化氢，进而引发氧化应激反应。
抗坏血酸过氧化物酶的活
性会得到显著增强，从而帮助植物对抗逆境胁迫。
此外，抗坏血酸过氧化物酶还参与植物生长和发育的调控。
研究发现，抗坏血酸过氧化物酶的缺失或突变会导致植物
叶片发生病斑、失绿、畸形生长等异常现象，甚至影响到
植物的种子萌发和幼苗生长。
因此，抗坏血酸过氧化物酶
在植物生理生化过程中具有重要的功能和调控作用。
1。
植物抗氧化系统及其在胁迫适应反应中的作用机制
植物抗氧化系统及其在胁迫适应反应中的作用机制植物生长和发育过程中常受到各种环境因素胁迫，如气候变化、土壤贫瘠、病虫害等等。
这些胁迫因素会导致植物内部发生各种化学反应，造成氧化应激，加速植物细胞衰老和死亡。
为了应对这些压力，植物体内拥有丰富的抗氧化系统，能够清除自由基和其他有害物质，保护细胞免受损伤。
一、植物抗氧化系统的组成及功能植物抗氧化系统由多个组分组成，包括非酶类抗氧化分子和酶类抗氧化酶。
其中，非酶类抗氧化分子包括维生素C、维生素E、类黄酮等，而酶类抗氧化酶则包括过氧化物酶、超氧化物歧化酶、半胱氨酸过氧化物酶等等。
它们的功能包括清除自由基、保护细胞膜、调节光合作用等等。
1.清除自由基自由基是一种高度活跃的分子，在植物体内产生后会攻击分子、细胞膜等，导致各种病害的出现。
植物体内的抗氧化系统会利用其丰富的非酶类分子和酶类酶来清除自由基，保持细胞的稳定环境。
2.保护细胞膜细胞膜是细胞内外物质交换的重要界面，而氧化应激会导致细胞膜脂质过氧化、脂质硫化等等。
植物抗氧化系统通过清除自由基和其他有害物质，起到保护细胞膜的作用，维持细胞正常的状态。
3.调节光合作用植物光合作用是植物正常生长和发育的重要基础，但是光合作用过程中也会产生大量的有害物质，如过氧化氢等等。
此时，植物的抗氧化系统通过清除这些有害物质，保证光合作用的顺利进行。
二、植物抗氧化系统在胁迫适应反应中的作用机制植物体内的抗氧化系统，在受到环境胁迫的影响下，会发生一系列的适应性变化，从而保证植物在艰苦环境中的正常生长和发育。
1.抗氧化酶活性的调节在环境胁迫下，植物体内的抗氧化酶活性会发生明显变化。
比如在高盐环境下，超氧化物歧化酶和货氧化物酶活性都会增加，以清除过量产生的自由基和过氧化氢等有害物质。
而在水分胁迫下，半胱氨酸过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性也会明显上升。
这些调节能力的提高，可以帮助植物更好地应对环境胁迫。
2.ROS信号通路的调节氧化应激状态下，植物体内产生的大量ROS会促进质膜通透性的改变，从而启动一系列保护机制。
过氧化物酶体的发现,过氧化物酶(形态结构、功能反应)
过氧化物酶体的发现，过氧化物酶（形态结构、功能反应）过氧化物酶是由微生物或植物所产生的一类氧化还原酶,它们能催化很多反应. 过氧化物酶是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的酶。
主要存在于细胞的过氧化物酶体中,以铁卟啉为辅基,可催化过氧化氢氧化酚类和胺类化合物,具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。
简介氧化还原酶的一种。
过氧化物酶是由微生物或植物所产生的一类氧化还原酶,它们能催化很多反应. 过氧化物酶是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的酶。
主要存在于细胞的过氧化物酶体中,以铁卟啉为辅基,可催化过氧化氢氧化酚类和胺类化合物,具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。
过氧化物酶体过氧化物酶体是由一层单位膜包裹的囊泡, 直径约为0.5～1.0μm, 通常比线粒体小。
普遍存在于真核生物的各类细胞中,在肝细胞和肾细胞中数量特别多。
过氧化物酶体的标志酶是过氧化氢酶,它的作用主要是将过氧化氢水解。
过氧化氢(H2O2)是氧化酶催化的氧化还原反应中产生的细胞毒性物质,氧化酶和过氧化氢酶都存在于过氧化物酶体中,从而对细胞起保护作用。
植物体中含有大量过氧化物酶，是活性较高的一种酶。
它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。
在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。
一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较弱。
这是因为过氧化物酶能使组织中所含的某些碳水化合物转化成木质素，增加木质化程度，而且发现早衰减产的水稻根系中过氧化物酶的活性增加，所以过氧化物酶可作为组织老化的一种生理指标。
此外，过氧化物同工酶在遗传育种中的重要作用也正在受到重视.催化从底物移去电子，并转给过氧化氢反应。
即：供体+H2O2→氧化的供体+2H2O，是一种血红素蛋白(hemoprotein)。
如过氧化氢酶便是过氧化物酶的一种。
过氧化氢酶可与葡萄糖氧化酶配合使用，脱除蛋清中的葡萄糖，代替了传统的自然发酵的方法，从而提高产品质量，缩短生产周期。
在医学上，也可作为工具酶，用于检验尿糖和血糖。
植物体内的保护酶系统
植物体内的保护酶系统摘要植物在逆境条件下产生的活性氧自由基(ROS)会对植物的细胞膜以及蛋白质等大分子物质产生破坏作用,从而影响到植物的正常生长与发育。
同时在逆境条件下植物体内存在保护酶系统,即抗氧化酶系统,能够消除体内多余的自由基,植物体内的抗氧化酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD),综述了3种抗氧化酶的主要特征及功能,以为植物体内保护酶系统的研究提供参考。
关键词逆境;自由基;保护酶;特征;功能植物生长在自然环境条件下,不可避免地受到多种逆境胁迫,如重金属、干旱、盐、高温、低温、高辐射、紫外线、养分缺乏和大气污染。
这些非生物胁迫均会产生次级胁迫,使植物直接或间接形成过量的活性氧自由基(ROS),而ROS对细胞膜系统、脂类、蛋白质和核酸等大分子具有很强的破坏作用。
逆境条件下植物体同时存在保护酶系统,能够清除体内多余的自由基,这一保护酶系统实际上是一个抗氧化系统,它由许多酶和还原性物质组成,其中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxide enzyme,POD)是主要的抗氧化酶,植物通过抗氧化酶加强抗氧化作用提高对逆境的抗性,从而防止自由基毒害。
1超氧化物歧化酶植物在逆境胁迫条件下,会产生活性氧胁迫,活性氧的累积主要是由大量的超氧自由基所致,超氧自由基可通过酶促反应歧化生成H2O2和O2,或产生氧化活性更强的羟基自由基(·OH)。
对于清除超氧自由基起关键作用的是超氧化物歧化酶(SOD)[1]。
SOD是一种含金属的抗氧化酶,在植物界普遍存在且具有多种类型。
这些不同类型的SOD具有不同的分子质量和氨基酸序列,而且位于酶活性中心的金属原子也不同[2]。
根据SOD所结合的金属原子的不同,植物SOD可分为3种类型:Cu/Zn-SOD、Mn-SOD和Fe-SOD。
Cu/Zn-SOD分子量32 000,由2个亚基组成,每个亚基结合着1个Cu或Zn原子;Mn-SOD分子量84 000,由4个亚基构成,每个亚基各含1个Mn原子;Fe-SOD分子量42 000,由2个亚基构成,每个亚基结合1个Fe原子。
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由基 （ Ｏ 、 线 态 氧 （０ ） 脂 氢 过 氧化 物 （ Ｏ Ｈ） ・ Ｈ）单 ２、 ＲＯ
氧化 和 叶绿体 通 过 光 化 学 反 应 、 乙醛 酸 循 环 体 脂 肪
Ｃ ａ ｐｌ研究 表 明 ， 哺 乳 动 物 细 胞 的有 氧 代谢 中 ， ｈｐｅ ｌ 在 酸 口一氧化 等 均 可 产 生 Ｈ ２ ２ 。现 在 了解 到 Ｈ ２ Ｏ ２ 产 Ｎ Ｄ Ｈ氧 化 酶作 为 一 种 嗜 中性 氧化 酶 起 着 非 常 重 ０ ＡＰ
寿命 较 长 ， 有 较 高 的 跨 膜 通 透 性 并 能 在 植 物 细胞 具 间迅 速扩 散 ， 外界 刺激 能 迅速 地 刺 激其 合 成 和 分解 ，
产生 Ｈ ２…另 一 条 途 径 是 在 缺 铁 状 态 下 ， 氧 化 ２ 。 Ｏ 过 物酶 （ Ｄ 活 性 下 降 ，ｅ ｏ ｒ ） Ｆ３ 还原 生 成 ，ｅ Ｆ２ 质 与
信 号 以及 生物 、 生 物 胁 迫 刺 激 均 可 诱 导 植 物 细胞 非
酸脱 氢酶催 化 细 胞 产 生 苹 果 酸 的 同 时 ， Ａ Ｎ Ｄ＋被 还
原 为 Ｎ Ｄ 质膜 Ｎ Ｄ Ａ Ｈ， Ａ Ｈ氧化 酶催 化 Ｎ Ｄ Ａ Ｈ与 氧反应
内 Ｈ ２的产 生 和 积 累 。 Ｈ ２ 学 性 质 比 较 稳 定 ， ２ Ｏ ２ 化 Ｏ
，一 这些特 点 均 符 合 细 胞 间信 号 分 子 所 具 有 的 重 要 标 膜外 表 面 电子 传 递 还 原 氧 生 成 的 ０ 在 超 氧 化 物
准 。越来越 多 的证 据 表 明 ， ２ ２ Ｈ （ 在植 物 面 临环 境 胁 歧化 酶 （ Ｏ ） 与 下 发 生 歧 化 反 应 生 成 Ｈ ０ ； 可 ） ＳＤ参 ２２也
许 多生命活动 中有 着广泛的影响 ， 多生物和 非生物胁 迫 均能导 致植 物体 产生 ｝ 【 。 多年 来， 究一 直注 重 许 １） ２２ 研
对 植 物 生 长 发 育方 面 的 影 响 ， 它作 为信 号 分 子 的 重要 作 用 直 到 近 几 年 才越 来 越 多地其 作 用 机 制 的 研 究 ２ 在 Ｏ
进 展综 述 如下 。 １ 植物 体 内 Ｈ ２ ２ 的产 生 ０
０ ’ 反 应 形 成 Ｈ ２ 另 外 ， 绿 体 中 光 系 统 Ｉ ２一 ２ 。 ０ 叶 Ｉ （ＳＩ产生 的活 性 氧 之 间可 以通 过 酶促 或 非 酶促 反 ＰＩ ）
是 植 物激 素相 互 作 用 ， 响一 些 蛋 白激 酶 与 蛋 白磷 应 相互 转换 （ 下 图 ） 影 见 。
／ １・
＼ （ ｌ ＰＳ ｝
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植 物在 正 常 的生 理 代谢 过 程 中都 可 能会 有 活 性 氧 （ｅｃｖ ｙｅ ｅｉ ， ｏ ） ｒ ｔ ｅ ｘｇｎｓ ｃ ｓ Ｒ ｓ 的产 生 ， ａｉ ｏ ｐ ｅ 如光 合 成 、 光 呼吸 、 肪 酸 氧 化 和 衰 老 等 过 程 中都 能 自然 产 生 脂 ＲＳ Ｏ 。尤 其 在 于 旱 、 温 、 温 、 械 损 伤 、 光 照 、 高 低 机 强 气体 污染 、 菌 浸染 等外 界 环 境 胁 迫 下 会 产 生 大量 真
生 的酶 促 途 径 方 面 ， 膜 氧 化 还 原 酶 系 统 （ ｌ ｍ 质 ｐａ ａ ｓ
ｍ ｍ ｒ ｅｒ ｏ ｓ ｍ， Ｍ Ｓ 比较 重要 ， 胞壁 苹 果 ｅ ｂａ ｅ ｘｓ ｔ Ｐ Ｒ ） ｎ ｄ ｙｅ 细
ａｔｅｏｙｅ ｅｉ ，Ｒ Ｓ 重 要 的代 表 之 一 ， 素 等 ｃ ｖ ｘｇｎｓ ｃ ｓ Ｏ ） ｉ ｐ ｅ 激
植 物 体 内 过 氧 化 氢 的 产 生 及 其 生 理 作 用
宋喜 贵 ， 小平 佘
（ 陕西师范大学 生命科 学学院 ， 陕西 西安 ７０６ ） １０２ ［ 摘 要 ］文章概述 了过氧化氢 （｛ ２在植 物体 内的 产生及 其作 用机 制的研 究进展 。 （ ｝０ ） ２ ＝ 为活性氧 之一 在 】 ２作
的 活性氧 。 Ｒ Ｓ包 括 超 氧 阴离 子 自由基 ０ ‘ 、 自 Ｏ ２ 羟
√
活 性 氧 之 间 相 互 转 换 的 途 径 及 防 御 应 激 机 制
Ｈ ２的产生 与质 膜 Ｎ Ｄ Ｈ氧 化 酶 （ ＭＲ ２ Ｏ ＡＰ Ｐ Ｓ的一 及 Ｈ ２ 。植 物 细 胞 有 多 种 途 径 能产 生 Ｈ （ ， ２ 等 Ｏ ２２如 个 重要 成 分 ） 有 很大 关 系 。Ｎ Ｄ Ｈ氧 化 酶 普 遍 存 ） 也 ＡＰ 通 过线 粒 体呼 吸 电子 传 递 链 、 氧 化 物 酶 体 乙醇 酸 在 于 原 核 生 物 及 所 有 动 、 物 体 内。 Ｈ ｎ ｅ ｏ 过 植 ｅｄｒ ｎ和 ｓ
［ 关键词 】过氧化 氢； 活性氧 ； 生理作 用； 植物 ［ 中图分类号 ］Ｑ ４ ９ｓ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］０９—７４ （０００ １０ ７０２ １）４一Ｏ９ —０ Ｏ９ ５
过 氧化氢 （ｙｍｇｎｐ ｒ ｉ ， ２ ２ 是 活性 氧 （ｅ ｈｄ ｅ ｅｏ ｄ Ｈ ０ ） ｘｅ ｒ
迫反 应 中发挥 着 重 要 的 作 用 ， 比如 应 对 逆 境 产 生 抗 以先 由 Ｆ２ ｅ 与 Ｏ ２反 应 生 成 （ ’ ， 后 Ｆ２ ） ２ 然 ｅ 再 与
病 防御 反应 、 控植 物 的生 长发 育 、 与 保卫 细胞 气 调 参 孔运 动 等 诸 多 生 理 过 程 。 Ｈ ２还 与 其 他 信 号 特 别 ２ Ｏ 酸酶 等一 系列 下游 信号 分子 的产 生 和参 与 。本 文 就
２１ ０ ０年 １ ２月
连 云港 师范 高 等 专科 学 校学 报
Ｊ ｕ ａ ｏ ｉｎ ｕ ｇ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓＣ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌ ｆＬ ａ ｙ ｎ ａ ｇＴ ａ ｈ ｒ ｏ ｌ ｅ ｎ ｅ
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Ｎｏ． ４
第４ 期