重金属离子对藻类叶绿素含量及光合作用的影响
重金属对植物生长和发育的影响
重金属对植物生长和发育的影响近年来，随着工业化和城市化的加速发展，重金属污染问题愈加突出，成为影响生态环境和人类健康的重要问题之一。
在这些污染物中，重金属因其高毒性、难降解、易积累等特点成为最主要的污染物之一。
重金属的高浓度污染会带来严重的生态环境问题，对植物生长和发育也产生了极大的影响。
重金属对植物的影响是多方面的。
它们不仅会影响植物的生长速度和形态，而且会对植物的基因、蛋白质、酶等产生影响，从而影响植物的代谢和生理过程。
下面我们将从植物生长、生理和分子水平来探讨重金属对植物的影响。
一、植物生长方面的影响重金属能够进入植物体内，并积累在根系、茎、叶中，影响植物的生长和发育。
过量的重金属会影响植物的生理代谢，导致光合作用、呼吸和营养物质的吸收和运输等生理过程受到抑制，进而影响植物的生长速度和形态。
铅、镉、汞等重金属能够累积在植物的不同组织中，严重影响植物在不同生长阶段的发育和生长速度。
比如，高浓度汞、铅、亚铁、钼等重金属的存在会使得种子萌发率降低，发芽延迟，脱落和变黄。
铅、镉、汞等也会阻碍植物细胞的分裂和增殖，引起细胞壁分解和纤维腐解，从而导致幼苗生长速度减缓，形态畸形，茎秆细长，叶片变薄，枯黄早落等生长异常。
甚至在极度污染的情况下，幼苗死亡率会迅速增加，导致植株数量减少。
二、植物生理方面的影响随着重金属进入植物，它们会影响植物的生理代谢和各种生理过程。
例如，重金属的存在对植物的光合作用、呼吸、气孔开放和营养物质的吸收等都会产生影响。
首先，重金属会影响植物的光合作用。
光合作用是植物合成有机物质和释放氧气的主要途径。
然而，重金属的存在会直接阻碍光合作用反应过程中的光反应和暗反应，导致植物无法正常进行光合作用，从而影响其生长和发育。
另一方面，重金属会影响植物的气孔开放和吸收营养物质的过程。
植物的气孔和根系是植物吸收二氧化碳和营养物质的主要途径。
当植物体内有大量的重金属时，植物会受到抑制，导致气孔关闭，降低了植物的二氧化碳吸收率和呼吸速率。
锌(Zn2+)对铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光特性影响
锌(Zn2+)对铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光特性影响马欠;邓春暖;郭锋锋;徐丽琼【摘要】以铜绿微囊藻为研究对象,以BG-11营养液为背景,添加不同锌(Zn2+)浓度(0mg/L、0.08mg/L、0.8mg/L、8mg/L、80mg/L),研究不同浓度锌对铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明:锌(Zn2+)对铜绿微囊藻的吸光度值(OD680)、藻细胞密度、比生长速率、叶绿素荧光参数(Fv/Fm)和电子传递速率(ETo/RC)影响显著(P<0.05);当添加Zn2+浓度为0mg/L时铜绿微囊藻生长最好,当添加锌(Zn2+)浓度为0.08mg/L时是铜绿微囊藻最适宜生长浓度;随着锌(Zn2+)胁迫浓度升高,对铜绿微囊藻的生长抑制就越明显,当Zn2+的浓度达到0.8mg/L以上时,铜绿微囊藻基本停滞生长甚至死亡;当锌(Zn2+)浓度偏低时会对铜绿微囊藻生长有一定刺激作用,达到阈值后随着锌(Zn2+)浓度升高对铜绿微囊藻毒害越大,对铜绿微囊藻生长抑制越强.【期刊名称】《大庆师范学院学报》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】7页(P116-122)【关键词】锌(Zn2+);铜绿微囊藻;叶绿素荧光;生长影响【作者】马欠;邓春暖;郭锋锋;徐丽琼【作者单位】云南师范大学旅游与地理科学学院云南省高原湖泊生态与全球变化重点实验室,云南昆明650500;云南师范大学旅游与地理科学学院云南省高原湖泊生态与全球变化重点实验室,云南昆明650500;云南师范大学旅游与地理科学学院云南省高原湖泊生态与全球变化重点实验室,云南昆明650500;云南师范大学旅游与地理科学学院云南省高原湖泊生态与全球变化重点实验室,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】X503.23;X520 引言随着经济发展，重金属污染已经成为水体污染的一个重要方面。
重金属一般在水体中不易被降解，以不同形态在水体、底泥及水生物之间迁移存在。
重金属对植物生态的影响研究
重金属对植物生态的影响研究重金属，是指相对标准状态中密度大于5克/立方厘米的金属元素，包括铅、镉、汞等常见的有毒重金属。
这些重金属在环境中普遍存在，会对人类和植物造成不可忽视的影响，尤其是作为一种大量生产和排放的污染物，对生态系统的影响尤其值得关注。
植物是生态系统中最重要的组成部分之一，它们通过吸收土壤中的营养和水分来生存，但同时也会吸收土壤中的污染物。
重金属在植物内部可以积累并影响植物的生长发育，进而影响整个生态系统的平衡。
因此，对重金属对植物生态的影响进行深入研究非常必要。
首先，重金属对植物组织的影响是显著的。
重金属离子可以通过根系渗透到植物内部并在各个部位进行积累，从而使植物形态和生理变化。
例如，铅离子可以降低植物根系的活力和新陈代谢，使植物根部发生变形和脱落；镉则会导致叶片上的气孔关闭以减少水分蒸发，从而降低光合作用对二氧化碳的利用率。
这些影响不仅会影响植物的生长和生产力，还会将积累在植物内部的重金属转移到植食动物体内，对整个生态系统造成连锁反应。
其次，重金属对植物的光合作用和呼吸作用产生深远的影响。
植物光合作用是将光能转化为化学能的过程，是维持植物生命的重要途径。
重金属离子在植物内部累积，会导致光合作用酶的功能受到干扰，进而使植物无法有效地吸收阳光提供的能量，从而影响植物的生长；同时，重金属也会影响植物的呼吸作用，使得植物体内的氧气含量下降，从而影响植物的呼吸和代谢过程。
最后，重金属对植物内部物质代谢的影响也是植物生态中不容忽视的一部分。
植物体内的物质代谢是繁衍生命所必需的过程之一，也是维持生态系统平衡的重要途径。
重金属通过影响植物体内的物质代谢，例如糖类和氨基酸等物质的代谢，会对植物生长发育产生深远的影响。
此外，重金属积累也会影响植物体内肽酶和多酚的合成、分解和转运，影响植物的免疫系统和抗氧化能力。
综上所述，重金属对植物生态的影响非常深远，从形态生理到分子水平都存在显著的影响。
为了保护生态系统的平衡，我们必须对重金属对生态系统的影响进行深入的研究，并尽可能地减少重金属的排放和污染。
汞对藻类的生长和光合作用的影响
汞对藻类的生长和光合作用的影响细胞是生命的基本单位，藻类作为原始的植物类群之一，在地球上具有重要的生态和生物社会作用。
然而，随着工业化和人类活动的增加，各种污染物对自然环境和生物体产生了一系列的不利影响。
其中，汞被广泛认为是最具毒性的重金属之一，具有高度的环境稳定性，长期存在于环境中，对生物体和生态系统产生危害。
本文将重点探讨汞对藻类的生长和光合作用的影响，旨在增加人们对汞污染的认识，并寻找减轻汞污染的方法。
首先，汞对藻类生长的影响可以体现在生理和生化层面。
汞可以通过直接毒害和间接影响两种方式对藻类产生毒性作用。
直接毒害是指汞离子进入藻类细胞内，干扰正常的生理功能，例如抑制酶活性、破坏细胞膜、损伤DNA等。
研究发现，汞离子能够干扰光合作用中的电子传递链，影响ATP合成和电子传递过程，从而阻碍藻类的光合作用。
此外，汞还会干扰藻类的氮代谢、酵母菌酸和生长基质的调节等关键过程，导致藻类生长迟缓甚至死亡。
其次，汞对藻类光合作用的影响是其毒性机制的重要方面。
光合作用是藻类的重要代谢方式，也是地球上光合生物合成有机物的关键途径。
然而，汞的存在影响了藻类叶绿素的合成、光合色素复合物的组装以及光合作用中的光合电子传递链等关键步骤。
研究表明，汞可以与叶绿素分子结合，破坏叶绿素的结构和功能，导致光合作用受阻。
此外，汞还可以与光合色素复合物中的辅助蛋白发生相互作用，在光合作用中形成非典型的氧化还原反应，进一步破坏光合作用的正常进行。
这些影响导致藻类的光合作用效率降低，光合产物减少，限制了藻类的生长和繁殖。
除了对藻类个体的影响，汞还对藻类群落和生态系统的稳定性产生重要影响。
藻类是水体中最基本的初级生产者之一，为整个食物链提供养分和能量。
当环境中汞污染严重时，藻类个体的生长受到抑制，导致其数量和生物量减少，从而影响到整个食物链的稳定性。
同时，藻类还参与到水体中的养分循环和水质净化等重要过程中。
因此，汞的存在不仅对藻类群落自身的结构和功能产生影响，也影响到整个生态系统的平衡。
藻类在含重金属废水处理中的应用
生长影响的强弱顺序是 ： ｃ ｄ ２ ＋ 、 ｃ ｒ ６ ＋ 和Ｈ ｇ ２ ＋ ；对叶绿素含量影响的强弱顺序是 ： Ｈ ｇ ２ 、 Ｃ ｄ 和Ｃ ｒ ６ ； 对 蛋 白质含 量 影响 强 弱顺序 是 ： ｃ ｄ 、 ｃ ｒ “ 和Ｈ 。 吴 海锁 等 以 学 沉淀 法 、 离子 交换 法等 ， 这些 处 理方 法成 本 高 ， 对 大 型工 厂 的 污水 处 理不 适 小球藻为生物吸附剂 ， 研究 了小球藻对ｃ ｕ “、 Ｃ ｄ 和ｚ ｎ 。 坝 附性能， 结果发现小 用， 因 此迫 切需 要一 种 经 济适 用 的处理 方 法来 解决 。藻 类 吸附 法作 为 一 种新 球 藻 吸附 １ ０～１ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 重金 属 离 子 的速 度 快 ， 吸附 容 量 大 ， 适 宜 的ｐ Ｈ在 ３ ． ０～ 型廉价 的 理方 法正 日益受 到关 注 ， 对 藻 类吸 附法 进 行研 究 有 重要 的应用 和 ５ ． ０ ， 影 响吸 附 性 能的 关键 指 标是 ｐ Ｈ和吸 附 时间 ， 小球 对 ｃ ｄ ２ 的 吸 附性 能 明显 经 济价 值 。 高 于其 它离 子 。提 高 体 系 中小 球藻 质 量 浓度 有 利 于 提高 重 金 属离 子 的 吸附
子 等工 业 生产 排水 ， 对 环境 和人 类 健康 有严 重 的危 害 。废 水 中 的重 金 属离 子 大 多不 能 被分 解 ， 容 易 在植 物 和水 生动 物体 内大量 富 集 ， 进 而 转 化到 人 体 内 ， 所 以针 对 重金 属 废水 的处 理 进行 研究 十 分重 要 。目前 常用 的处 理 方法 包括 化
３ ． ２蓝 藻 门藻 类
２ ． 藻类对 重 金属 废水 的 吸附机 理
藻类是一种光合 自养型生物， 其结构简单 ， 其细胞壁主要 由多糖 、 脂肪及 蛋 白质 等组 成 ， 表面 带有 一定 的负 电荷 ， 因此 能够 吸 附废 水 中 的重 金属 离 子 ， 而且其表面的氨基 、 羟基等官能 团等也能与金属离子结合 ， 从而达 到对金属 离子的吸附和富集。另外藻类还有一定的生物吸收作用 ， 当金属阳离子与细 胞表 面 的 水解 酶 等 催化 剂 结 合后 ， 会 被 细胞 吸 收 转移 到 其 体 内 ， 然 后 通 过 一 系列 的 反应 ， 最终 实 现金 属离 子 的 吸收转 化 。藻 类 的 吸附 作 用受 外 界 因素 影 响 时变 化 较大 ， 具体 的像 温度 、 Ｐ Ｈ值 、 培养时间、 金 属离 子 浓 度等 因 素都 会 对 其产 生 一定 的影 响 。 目前对 于 藻类 的 吸附 机理 研 究 尚处 于初 级 阶段 ， 其 过 程 不是 简 单 的吸 附 、 富 集 和离 子交 换过 程 ， 而 是 长 时间 的新 陈 代谢 作 用 、 化 学 及 物理作用的共同效果。
重金属离子对藻类叶绿素含量及光合作用的影响
课题的目的和意思光合作用即光能合成作用是植物、藻类在可见光的照射下经过光反应和碳反应利用光合色素将二氧化碳或硫化氢和水转化为有机物并释放出氧气或氢气的生化过程。
光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和是生物界赖以生存的基础也是地球碳氧循环的重要媒介。
光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义,光合作用除了制造数量巨大的有机物实现巨大的物质转变将CO2和H2O合成有机物将太阳能转化为化学能,并储存在光合作用制造的有机物中,以及净化空气维持大气中的O2和CO2含量保持相对稳定还对生物的进化具有重要作用。
但是,高等植物的光合作用经常受到各种不利环境因素的影响重金属污染就是其中的因素之一。
重金属离子以各种途径和不同形式释放于环境它们作为一种逆境因子胁迫植物的各种生理过程使植物的生长受到抑制。
光合作用对重金属离子的作用较为敏感重金属胁迫使植物的光合速率下降这已为众多实验所证明光合降低应与植物种类和发育时期以及重金属的种类密切相关且与胁迫程度呈正相关。
重金属离子对光合作用的毒害机理也已逐渐被深入探讨。
二、国内的研究进展重金属离子对植物光合作用的影响是复杂的、多方面的。
不同重金属离子可能有不同的作用部位和作用方式而相同的重金属离子又因浓度和作用于不同的植物而有所差别在自然环境中通常发生的可能是几种重金属离子的混合污染它们的相互作用可能导致拮抗或协同效应更增加了反应的复杂性这都需要进一步深入细致的研究探讨。
1、重金属离子对叶绿素含量和叶绿体结构的影响叶绿素含量的变化重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等均可使高植物的叶绿素含量明显降低。
有报道认为Cd在低浓度短期内对叶绿素合成有刺激作用而超过一定浓度后才对叶绿素起破坏作用。
重金属导致叶绿素含量降低可能是引起光合速率下降的原因之一但叶绿素含量的降低程度通常小于光合速率的降低。
还有研究表明对叶绿素合成的抑制早于对光合作用功能的抑制。
实验新编重金属污染对植物叶绿素含量
计算叶绿素含量Leabharlann • 叶绿素a和b及总叶绿素旳浓度分别为：
Ca、Cb和CT，可根据下式计算：
Ca=12.7A663-2.69A645 Cb=22.9A645-4.68A663 CT=8.02A663+20.21A645
式中：A663、A645分别为提取液在波长663nm、645nm下旳
吸光度。
数据处理与试验成果分析：
• 每个处理组旳平行测定成果用平均数±
原则误（￣X ±SE）表达，用One-Way
ANOVA分析不同处理间旳差别性。可 Excel做图，展示试验成果并分析。
Let’s do it!
试验目旳
掌握叶绿素含量旳测定 了解重金属污染对叶绿素含量旳影响 了解在重金属胁迫条件下旳变化趋势
试验原理
植物叶绿素分叶绿素a和叶绿素b，其含量 旳高下是反应植物光合作用能力旳一种主 要指标
叶绿素含量旳变化能够反应污染对植物光 合作用旳影响
试验仪器与材料
仪器：研钵、滤纸、漏斗、5 mL移液管、分 光光度计等
材料：小麦
试剂：丙酮（80%） 、石英砂、氯化铬 （Cd 2+）系列溶液（0、5、10、25、 50mg/L）
试验环节1：试验材料培养
将大小百分比均匀旳种子用蒸馏水浸泡、 吸胀后，移入铺有2层滤纸旳培养皿中， 置入光照培养箱中培养（22 ℃ ～25℃）
试验环节2：分组染毒处理
在种子长出2片真叶后，分别用5个不同 浓度旳重金属氯化铬溶液处理
试验环节3：叶片中叶绿素提取
在暗处静置3 ～ 5min后，用一层滤 纸过滤到30mL烧杯中
用滴管吸收80%丙酮将研钵和滤纸 周围洗脱色素
锌离子(Zn 2+)对坛紫菜叶状体光合色素含量的影响
高和各种光合色素的含量。红藻 的光合色素和光能转 化 ， 了一 般植 物具 有 的 叶绿 素 ａ外， 有 重 要 的捕 光 除 还
色 素—— 藻 胆 蛋 白（ ｈｃｂｌ ｒｔｎ） 藻 胆 蛋 白可 分 Ｐ ｙｏｉｐｏｅ 。 ｉ ｉ 为藻 红 蛋 白 （ ｈｃｅｙｈｉ ，Ｐ ， 蓝 蛋 白 （ ｈｃ— Ｐ ｙｏｒｔｒｎ Ｅ） 藻 Ｐ ｙｏ
紫菜是 １ 高蛋 白、 种 低脂 肪 、 含多 种 维 生素 和 矿 富
月 ７日采 集于浙 江象 山 ， 阴干后 ， 一 ０℃冷 冻保存 。 于 ２
物质的高档 次、 纯天然的绿色海产珍 品。由于富含 多 种 呈 味 物 质 … 食 用 风 味 极 佳 ， 具 有 多 种 保 健 功 １， 且
能Ｉ ］ ２ 。紫 菜 产量和 质量 的提 高 ， 。 有赖 于 光合 效率 的提
１２培养方法与条件 ． １２ １坛紫菜叶状体的复苏和培养条件 ．． 取适量冷 冻保存的坛紫菜放入‘００ｍＬ三 角瓶中， ５ ０ 充气培养复 苏， 后选择长度在 ５ ０ｃ 颜色正常的较幼嫩 的 ２ｄ ～１ ｍ，
Ｃ ， ， ｒＣ ， ｎ的 不 同 剂 量 能 使 海 带 、 ｕＨｇ Ｃ ， ｄ Ｚ 紫菜 等 海 藻
产生毒性效应［ Ｊ ６ 。锌作为碳酸酐酶的辅酶， 可以参与 并 影 响光合 作用 。 以前 有 报道 ｚ ２ 眼虫 藻 、 细 胞 ｎ 对 单 绿藻和 鱼 腥藻 等 的 生 长 发 育 及 光 合 作 用 的影 响 － ， ８
维普资讯
第３ ７卷
第 ｌ期
中 国 海 洋 大 学 学 报
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理藻类是一类广泛存在于水体中的微生物，具有高生物群落多样性和生物活性，可以有效地处理环境污染问题。
下面将从藻类在水体富营养化治理、重金属治理和废水处理等方面的应用及其作用原理进行详细介绍。
首先，藻类在水体富营养化治理中的应用。
水体富营养化是指水体中氮、磷等营养物质过多积累，导致藻类大量繁殖，形成藻华。
藻类通过光合作用可以吸收大量的营养物质，并将其转化为植物生长所需的有机物和氧气。
同时，藻类可以将水体中的有机有毒物质转化为无毒物质，达到净化水体的效果。
此外，藻类还可以通过高密度生物反应器等方法有效去除水体中的营养物质。
通过这些方式，藻类可以减少水体中的富营养化现象，恢复水体的生态平衡。
其次，藻类在重金属治理中的应用。
重金属是一类有害物质，具有累积性和毒性，对人体和其他生物产生严重的危害。
藻类可以通过吸附、离子交换和还原等作用去除水体中的重金属污染物。
藻类表面具有丰富的官能团，可以有效吸附重金属离子，降低水体中的重金属浓度。
同时，藻类体内的酵素和代谢产物可以与重金属形成络合物，减少重金属的毒性。
一些特殊的藻类还具有还原重金属离子的能力，将其转化为无毒物质。
通过这些方式，藻类可以降低水体中重金属污染物的浓度和毒性，净化水体环境。
再次，藻类在废水处理中的应用。
废水中含有大量的有机和无机物质，对环境和人体健康造成严重威胁。
藻类可以利用废水中的有机物质作为碳源生长，吸收有机物质和无机离子，并将其转化为藻体和氧气。
同时，藻类还可以分解废水中的有机物质，降解底泥中的富营养物质。
此外，藻类的生长需要大量的氮和磷等营养物质，可以从废水中去除这些营养物质，达到净化废水的效果。
通过这些方式，藻类可以有效地处理废水，减少废水对环境的污染。
藻类在环境污染治理中的应用作用原理主要包括光合作用吸收营养物质、生物吸附重金属离子、降解有机物质和去除废水中的营养物质。
藻类通过光合作用吸收大量的营养物质，减少水体中的富营养化现象。
重金属胁迫下乙二胺二琥珀酸对植物生长的影响
重金属胁迫下乙二胺二琥珀酸对植物生长的影响
重金属是指相对原子质量较大的金属元素，如铅、镉、汞等。
它们对环境和生物体都具有毒性，会对植物生长和发育产生负面影响。
乙二胺二琥珀酸（EDTA）是一种螯合剂，可以与重金属形成络合物，从而减轻重金属对植物的毒害作用。
本文将探讨重金属胁迫对植物生长的影响以及EDTA对植物生长的保护作用。
1. 阻碍植物光合作用：重金属胁迫下，植物叶绿素含量减少，光合作用受到抑制，导致光合速率下降，影响植物的生长和发育。
2. 破坏细胞结构：重金属进入植物根部后可通过根际膜进入植物体内，由于其离子化性质，易被细胞壁和细胞膜吸附，导致细胞壁增厚，细胞质内钙离子释放增加，细胞质基质膨胀，细胞的器官结构发生破坏。
3. 干扰植物营养吸收：重金属与植物所需营养元素（如铁、锌）发生竞争，降低了植物对这些营养元素的吸收效率，导致植物缺乏营养，影响正常生长。
乙二胺二琥珀酸（EDTA）是一种广泛应用的螯合剂，具有对重金属离子具有高度亲和力的特性。
EDTA能够与重金属形成稳定的络合物，在一定程度上减轻重金属对植物生长的毒害作用。
1. 促进重金属的排除：EDTA与重金属形成络合物后，能够增加重金属在植物体内的溶解度，促进其从植物组织中排除，降低了重金属对植物生长的毒害作用。
2. 修复光合作用：EDTA在重金属胁迫下可以促进光合作用的恢复。
研究表明，EDTA 可以降低重金属对叶绿素的破坏程度，减轻光合作用的抑制作用，提高植物的光合速率。
3. 增强植物的根系吸收能力：EDTA络合重金属后，可以降低重金属对根系生长的抑制作用，增强植物的根系发育和吸收能力，提高植物对营养元素的吸收效率。
金属叶绿素荧光性在金属对植物光合作用影响中的应用
金属叶绿素荧光性在金属对植物光合作用影响中的应用刘淑萍;王燕【摘要】叶绿素和金属叶绿素衍生物是一类具有荧光特性的化合物.对其荧光性规律及与金属影响植物光和作用的关系进行了总结,并介绍了叶绿素荧光动力学在光合作用中的应用,为深入研究重金属及稀土金属离子对植物光合作用的影响提供了新的思路.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】4页(P88-91)【关键词】叶绿素;金属离子;金属叶绿素衍生物;荧光特性;植物光合作用【作者】刘淑萍;王燕【作者单位】河北联合大学化学工程学院,河北唐山063009;河北联合大学化学工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】Q9450 引言二十世纪40～60年代间，已有许多学者研究了各种不同溶剂的叶绿素溶液的吸收光谱与荧光光谱［1］，企图获得光合作用过程中色素之间的能量传递与日光能的转换机制，发现光合作用中金属离子的影响是诸多因素之一。
因此，金属进入植物体内的生理活动及所形成的金属叶绿素的荧光发光规律等就需要深入研究讨论。
近些年来，叶绿素荧光动力学技术［2］飞速发展，大多是对叶绿素荧光参数值的变化来研究重金属、稀土金属等因素对植物光合作用的影响［3，4］。
可见，叶绿素及金属叶绿素的荧光性是研究植物光合作用的一个有效手段。
1 金属离子对植物光合作用的影响金属离子在植物体内的存在形式多种多样，作用也各异。
而与光合作用相关的形式，目前主要集中为三点［5］:(1)金属离子可与叶绿蛋白结合，或可直接与叶绿素结合;(2)金属离子可于镁离子发生竞争，取代镁离子形成叶绿素衍生物;(3)金属离子还可与磷化合间接影响叶绿蛋白的合成。
重金属与稀土的作用机制类似，都是间接或直接导致叶绿素的合成发生变化，进而抑制或促进光合作用。
对于观点(2)，很多专家、学者进行了对植物喷洒、施加金属元素的实验，从中找到了一些理论根据:Dwight等［6］通过实验认为稀土离子可与镁离子发生竞争，从而改变叶绿体结构并影响叶绿素合成。
银离子对水中藻类的抑制作用研究
银离子对水中藻类的抑制作用研究随着工业化的发展和人口的增加，水体污染问题日益严重。
其中，水中藻类的过度繁殖已成为水质恶化的主要原因之一。
因此，研究寻找有效的方法来抑制水中藻类的生长变得尤为重要。
本文将重点探讨银离子对水中藻类的抑制作用。
1. 简介银离子是一种常用的抗菌剂，能够有效杀灭多种微生物。
因此，许多研究人员开始关注银离子对藻类的抑制作用。
在本研究中，我们将通过一系列实验来评估银离子对水中藻类的影响。
2. 实验设计在研究中，我们选择了常见的水中藻类——绿藻和蓝藻作为研究对象。
首先，我们收集了水样，并分别制备了含有不同浓度银离子的实验组和对照组。
然后，我们使用适当的方法测量每个组中藻类的生长情况，并对结果进行统计和分析。
3. 实验结果经过一段时间的培养，我们观察到实验组中银离子的浓度对藻类的生长具有明显的抑制作用。
随着银离子浓度的增加，藻类的生长速率显著降低。
同时，核酸和叶绿素含量的测量结果也验证了银离子对藻类的抑制效果。
4. 机制分析为了更好地理解银离子对藻类的抑制作用，我们进一步研究了其抑制机制。
实验结果表明，银离子能通过破坏藻类细胞膜的完整性，干扰其正常的代谢过程，从而抑制藻类的生长。
此外，银离子还能抑制藻类的光合作用，进一步削弱其能量来源。
5. 应用前景基于以上实验结果，我们可以得出结论：银离子具有很大的潜力作为一种有效的藻类抑制剂。
将银离子应用于水体处理中，可以显著降低水体中藻类的浓度，改善水质。
这对于维护生态平衡、保护水源安全具有重要意义。
6. 总结本研究通过实验方法探讨了银离子对水中藻类的抑制作用，结果表明银离子能有效地抑制藻类的生长。
进一步的研究需要考虑银离子对其他水生生物的影响以及其在实际应用中的可行性。
相信随着科学技术的不断发展，我们会找到更多更有效的方法来解决水体污染问题，维护我们的生态环境。
重金属污染对植物光合作用和生长的影响
重金属污染对植物光合作用和生长的影响重金属作为一种污染物质，常常被工业生产过程中排放进环境中，或者被人类活动所释放。
这对环境的影响是非常严重的。
其中，植物在重金属污染下的生长和光合作用是受到很大影响的一个方面。
在本文中，我们将探讨重金属对植物光合作用和生长的影响，以及如何减缓其对植物的损害。
重金属是如何影响光合作用的？光合作用是植物进行生命活动的一个基本过程，它需要光能以及一些气体、水等物质的参与，才能完成光能转化成化学能的过程。
而重金属对植物的光合作用的影响，主要表现在以下几个方面：1. 阻碍光能的吸收：重金属会对植物的叶片表面形成一层沉淀，使得光线难于穿透进入叶片内部。
这会导致光能的吸收量减少，进而影响光合作用的进行。
2. 损坏叶绿素：植物的光合作用需要叶绿素的参与，而重金属会损坏叶绿素的稳定性，使其在光照下容易分解。
这会导致植物叶片内部叶绿素的含量减少，进而影响光合作用的进行。
3. 阻碍电子传递：光合作用的过程中，需要通过电子传递来完成光能到化学能的转化。
而重金属在叶片内部会阻碍电子传递的进行，进而影响光合作用的效率。
重金属污染对植物生长的影响是什么？植物生长是受到多种因素的影响的，其中重金属污染也是一个重要的因素。
重金属对植物的生长影响主要表现在以下几个方面：1. 抑制植物生长：重金属会通过减少植物根系吸收水分和养分的能力，进而影响植物的生长。
在很多重金属污染严重的区域，植物生长状况普遍较差。
2. 影响果实质量：在一些农业地区，重金属污染会导致水果、农作物等食品的质量受到影响，使得这些食品中含有过多的重金属，对人体健康产生负面影响。
3. 改变植物结构：一些重金属会使得植物的叶片厚度增加、植株变矮，进而影响植物的结构和形态。
如何减缓重金属对植物光合作用和生长的影响？重金属对植物光合作用和生长的影响是非常显著的，需要我们采取一系列措施，来减缓这种影响，可以从以下几个方面入手：1. 选择适应重金属环境的植物品种：不同的植物对重金属的敏感程度不同，可以选择适应重金属环境的植物品种进行种植。
重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应
重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素，如汞、镉、铅等。
这些金属可以累积在植物体内，不仅对植物生长发育和品质产生负面影响，还可能通过生物链传递影响到人类健康。
因此，探究重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应有着重要的理论和实践意义。
一、植物吸收重金属的途径植物吸收重金属的主要途径是根系吸收。
但是，在重金属污染环境中，重金属可以通过叶面、茎皮、果实表面等途径进入植物，因此植物颜色和表面构造对其吸收也有影响。
二、植物对重金属污染的生理生化反应1. 植物光合作用的变化重金属可以影响植物叶绿素的合成和光合完成过程，从而抑制植物的光合作用和固碳能力。
实验证明，重金属如镉、铅可以降低植物中光合色素、蛋白质含量和光合酶活性，导致光合速率下降，甚至影响到植物的呼吸作用和能量代谢。
2. 植物生长发育的受阻重金属胁迫可降低植物的生物量和生长发育速率，还可影响其根冠比、鲜干比和根系发育。
其中，重金属累积在植物根系中，可造成根系发育受阻、根毛缩短、根系表面积减少。
同时重金属也可能影响植物的细胞分裂和伸展生长，导致茎叶生长受限，植株高度减小。
3. 植物酶系统的变化在重金属污染环境下，植物的生理代谢和酶系统会产生相应的变化。
例如，镉离子可抑制植物中的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶等酶活性。
大量证据表明，植物在长期污染环境中，会逐渐产生对重金属的耐受性，并且增加相应的酶活性来代谢和减少它们的毒性。
三、植物对重金属污染的适应和修复为了适应重金属污染环境，植物会产生一系列适应性机制。
这些机制主要分为：避免、减缓和修复三个方面。
1. 避免胁迫植物可以通过以下方式来避免重金属胁迫：(1)改变根系结构，增加根表面积，增强重金属的吸收和转运能力。
(2)产生根分泌物，促进土壤微生物的协同作用，减少重金属的胁迫。
(3)排斥重金属的吸收，例如氧化离子可降低铁、锰离子比重，从而减少重金属的吸收。
铜胁迫对铜绿微囊藻叶绿素荧光的影响
铜胁迫对铜绿微囊藻叶绿素荧光的影响游波;邓春暖;夏春英;徐丽琼【摘要】[目的]为了解硫酸铜对铜绿微囊藻的毒害效果.[方法]利用叶绿素荧光技术,研究不同浓度的Cu2+胁迫对铜绿微囊藻光合作用的影响.[结果]铜胁迫对铜绿微囊藻藻细胞的光合具有明显抑制作用.随着Cu2+浓度的增加,微囊藻受到不同程度的抑制.随着铜离子浓度的增加,最大光化学效率(FV/FM)呈现下降趋势,光系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(FV/F0)和光合电子传递能力(ET0/ RC)也呈下降趋势,而单位有活性的反应中心耗散的光能(DI0/RC)、单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)以及热耗散量子比率(ΦD0)则逐渐上升,以减少铜胁迫对PSⅡ的损害.[结论]在利用硫酸铜控制藻类生长时,应选择适宜的铜离子浓度,既可以达到杀藻的目的,又可以减少环境污染.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(043)032【总页数】3页(P29-31)【关键词】Cu2+胁迫;铜绿微囊藻;叶绿素荧光;抑制作用【作者】游波;邓春暖;夏春英;徐丽琼【作者单位】云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650500;云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650500;山东省鲁南地质工程勘察院,山东兖州272100;云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】S181随着人类社会的发展，不少环境问题日益凸显出来。
据了解，近十多年来，水体富营养化已成为一个全球性关注的环境问题。
美国、德国、澳大利大、日本、台湾等二十多个国家和地区都曾对其境内的水库、淡水湖泊等饮用水源地中的水华现象进行过报道［1］。
水源地的富营养化也是我国亟待解决的问题。
近年来，水体富营养化问题日益严重。
富营养化湖泊中形成的水华对城市供水安全构成直接的威胁。
我国成为世界上蓝藻水华最严重、分布最广泛的国家之一。
理论上，防治水体富营养化问题的根本方法是削减外源性营养盐，但对于已处于富营养化状态的水体而言，在藻类异常增殖时采取应急性工程措施最为关键，使其在短期内得到有效控制，提高处理水源地富营养化问题的效率［2］。
重金属对植物生长的毒害效应及解决方案
重金属对植物生长的毒害效应及解决方案植物是地球上最为重要的生物资源之一，对维持生态平衡和人类的生存有着重要的作用。
然而，随着工业化的发展和人类活动的不断增加，环境中重金属的含量逐渐增多，给植物生长带来了巨大的威胁。
本文将从重金属对植物生长的毒害效应、重金属来源和解决方案三个方面进行探讨。
首先，重金属对植物生长的毒害效应不容忽视。
重金属如铅、汞、镉等具有强毒性，在植物体内难以分解，并通过植物根系进入植物体内，对植物的正常生理功能产生影响。
重金属主要通过以下方式影响植物生长：（1）抑制植物光合作用：重金属能够堵塞叶片中的气孔，降低二氧化碳的吸收速率，从而影响植物的光合作用和生长速度。
（2）干扰植物的酶活性：重金属通过与酶结合，抑制酶的活性，干扰植物的正常生理代谢过程，导致植物生长受阻。
（3）破坏植物的细胞结构：重金属能够引起细胞膜的损伤，促使细胞内的离子渗漏，破坏植物细胞的结构和功能。
其次，重金属污染的来源多种多样。
重金属来源主要包括两个方面：自然因素和人为因素。
自然因素指地壳中存在的重金属元素，在自然界循环过程中释放到环境中，例如地震、火山喷发等。
人为因素则是由于人类活动产生的重金属污染，如冶炼、电镀、废水排放等。
尤其是工业化程度较高的地区，重金属污染的程度更加严重。
针对重金属对植物生长的毒害效应，现有的解决方案主要包括以下几个方面：（1）重金属污染的防治：通过减少重金属的排放，严格控制工业废水的排放标准，对有害物质进行处理和回收利用，减少重金属进入环境的量。
（2）土壤修复技术：采用物理、化学或生物等方法对受重金属污染的土壤进行修复，如土壤剥离、化学材料修复和微生物修复等。
（3）植物修复技术：一些植物具有重金属的富集能力，可以通过植物修复的方式减少重金属的污染。
这些植物称为重金属超富集植物，如拟南芥、大豆等。
（4）健康饮食和环境教育：培养健康的饮食习惯，选择优质的农产品，减少重金属摄入。
加强环境教育，提高公众的环保意识和责任感。
金属离子对藻类生长的影响
3 结论
A.单一因子对藻类生长影响实验 低浓度的金属离子溶液对藻类生长有促进作用，高浓度的金属离子对 藻类生长有抑制作用。 如：铁离子在0.01～1.0mg/l之间促进藻类的生长，超过1.0mg/l，可 以达到抑制藻类的生长的目的；锰离子在0.55～5.5mg/l之间可促进藻类 的生长，超过5.5mg/l，可以达到抑制藻类的生长的目的。
1.4金属离子控制藻类生长研究进展
1 引言
目前的研究大多侧重于水体中的铁、铜、锰、锌等金属元素对浮游植 物生长的影响，以及对海洋浮游植物的增殖和群落组成的影响等。
大部分金属元素可通过与藻细胞内的各种蛋白结合使其变性，进而对 藻类产生毒性作用。
大量的研究结果表明：Fe、Mn、Cu、Zn等金属离子对蓝藻藻胆体有十 分重大的影响。
试验条件
锰离子浓度 （mg/l）
铜离子浓度 （mg/l）
0.55
0.1
1.1
1.0
5.5
5.0
0.55
1.0
1.1
5.0
5.5
0.1
0.55
5.0
1.1
0.1
5.5
1.0
锌离子浓度 （mg/l）
0.01 0.1 1.0 1.0 0.01 0.1 0.1 1.0 0.01
2 材料与方法
正交试验 实验方案
四种金属离子对藻类生长影响如下所示：
2 材料与方法 铁离子
2.2金属离子对藻类的影响的试验
四种金属离子对藻类生长影响如下所示：
2 材料与方法 锰离子
2.2金属离子对藻类的影响的试验
四种金属离子对藻类生长影响如下所示：
2 材料与方法 铜离子
2.2金属离子对藻类的影响的试验
重金属对植物生长和代谢的影响机制
重金属对植物生长和代谢的影响机制重金属是人类社会活动和自然界中广泛存在的化学元素，然而，由于其毒性和残留性，重金属污染已成为当前环境保护的重要问题之一。
重金属与植物之间的互动关系复杂，重金属污染下植物的生长和代谢受到了严重影响。
本文将围绕着重金属对植物生长和代谢的影响机制，讨论并总结了相关的研究进展，以期为环境保护和植物保护提供有益参考。
一、重金属对植物生长的影响机制(一) 重金属离子的吸收和转运植物根系是吸收水和养分的主要器官，同时也是吸收重金属的途径。
在受到重金属毒性的影响下，植物根系的吸收、传输和分布等方面都可能发生异常。
日本学者赤崎信夫提出了重金属吸收的一种模型，即“目标位置模型”。
该模型认为，在植物体内，重金属不仅是随机分布的，更是被吸收和转运到特定的目标位置，并在那里产生毒性效应。
此外，重金属的离子状态对于植物的吸收也有关键影响，重金属离子最多可被吸收到根系表皮细胞内。
重金属离子对植物体内不同类型的细胞结构、膜蛋白和酶生理机制均存在毒性影响。
(二) 重金属对植物代谢的影响不同于化学肥料中的营养元素，重金属元素在植物体内并没有明显的代谢途径。
重金属作为一种毒性元素，可以通过多种方式影响植物代谢，影响植物的自身生长和营养需要。
1、氧化还原平衡重金属暴露下，植物体细胞膜的氧化还原平衡受到干扰，可能导致膜的损伤、病原微生物进攻、抗氧化物的消耗等种种不利影响。
大量的H+离子会导致改变植物体细胞质内的酸碱平衡，影响NADP氧化酶的活性，从而导致代谢过程降解。
2、细胞壁的结构及其功能重金属的毒性作用不仅仅局限在细胞膜上，它们还会对细胞壁的结构和功能产生影响。
重金属可与细胞壁中的纤维素和多糖物质结合成为交联结构，降低细胞壁的延展性和可塑性，同时也抑制了细胞壁的酶分解和细胞壁酸性物质的释放。
3、叶绿素的合成和病理发生重金属暴露还可影响植物体内叶绿素的合成，而叶绿素在细胞色素的生物合成和光合作用代谢过程中起到重要作用。
重金属污染对植物生长和发育的影响
重金属污染对植物生长和发育的影响现代社会的工业化发展给人们生活带来了许多方便，但同时也带来了很多环境问题，其中之一就是重金属污染。
重金属是指密度大于4.5g/cm³的金属元素，如铅、镉、汞、铬等，它们难以降解，容易在水土中积累，从而对生态系统造成危害。
重金属污染对于人们的生活和健康有很大的危害，同时也对植物的生长和发育带来负面影响。
一、重金属污染对植物的生长和发育造成负面影响重金属在土壤中的含量会随着时间的推移不断积累，超过一定浓度就会对植物的生长和发育造成影响。
在低浓度下，重金属对植物的生长发育影响较小，但若超过一定浓度，就会对植物造成毒害。
（一）对植物体内代谢物的影响重金属会对植物体内代谢物的合成和降解过程产生影响。
一些重金属离子会干扰植物体内多种代谢酶的活性，影响植物体内代谢反应的进行，从而降低植物的生长速度，减少植物产量，严重甚至会导致植物死亡。
（二）对植物光合作用的干扰重金属污染还会对植物体内光合作用的进行造成干扰，不仅会搭配植物的生长和发育，还会导致植物叶绿素的降解，破坏叶片的结构和功能，降低植物的光能利用效率，造成光合作用的降低。
（三）对植物细胞的影响重金属污染对植物的细胞结构和功能都有影响。
重金属在植物细胞内形成的沉积物会影响到细胞的正常代谢，使植物细胞的某些基础物质的合成受到干扰，会使植物的根系发育不良，细胞分裂受阻，导致产生畸形，严重时会导致细胞死亡。
二、影响程度和产生的原因重金属的毒害对于植物的影响程度和产生的原因因重金属元素的种类、浓度、作用时间以及植物的品种、生长周期有关。
同时，重金属对植物的毒害还具有累积性，也就是说，同一物种在重金属污染地区的生长，所受重金属的影响会随着时间的推移而不断加深。
三、如何避免重金属污染对植物生长发育的影响为了减轻重金属对植物的影响，我们需要采用科学合理的措施：（一）采取机械治理与化学治理相结合的措施，例如采用植物修复法，利用具有重金属吸收能力的植物进行土壤中重金属的吸收、转移和稳定化。
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课题的目的和意思光合作用即光能合成作用是植物、藻类在可见光的照射下经过光反应和碳反应利用光合色素将二氧化碳或硫化氢和水转化为有机物并释放出氧气或氢气的生化过程。
光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和
是生物界赖以生存的基础也是地球碳氧循环的重要媒介。
光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义,光合作用除了制造数量巨大的有机物实现巨大的物质转变将CO2和H2O合成有机物将太阳能转化为化学能,并储存在光合作用制造的有机物中,以及净化空气维持大气中的O2和CO2含量保持相对稳定还对生物的进化具有重要作用。
但是,高等植物的光合作用经常受到各种不利环境因素的影响重金属污染就是其中的因素之一。
重金属离子以各种途径和不同形式释放于环境它们作为一种逆境因子胁迫植物的各种生理过程使植物的生长受到抑制。
光合作用对重金属离子的作用较为敏感重金属胁迫使植物的光合速率下降这已为众多实验所证明光合降低应与植物种类和发育时期以及重金属的种类密切相关且与胁迫程度呈正相关。
重金属离子对光合作用的毒害机理也已逐渐被深入探讨。
二、国内的研究进展重金属离子对植物光合作用的影响是复杂的、多方面的。
不同重金属离子可能有不同的作用部位和作用方式而相同的重金属离子又因浓度和作用于不同的植物而有所差别在自然环境中通常发生的可能是几种重金属离子的混合污染它们的相互作用可能导致拮抗或协同效应更增加了反应的复杂性这都需要进一步深入细致的研究探讨。
1、重金属离子对叶绿素含量和叶绿体结构的影响
叶绿素含量的变化重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等均可使高植物的叶绿素含量明显降低。
有报道认为Cd在低浓度短期内对叶绿素合成有刺激作用而超过一定浓度后才对叶绿素起破坏作用。
重金属导致叶绿素含量降低可能是引起光合速率下降的原因之一但叶绿素含量的降低程度通常小于光合速率的降低。
还有研究表明对叶绿素合成的抑制早于对光合作用功能的抑制。
叶绿素a和b受金属离子的影响程度往往不同孙赛初等提出Cd对水生维管植物的叶绿素a和叶绿素b的影响中叶绿素a下降幅度更大陈国祥等通过用Hg2+、Cd2+分别处理莼菜科芽冬茎叶任安芝等用Cr、Cd、Pd处理青菜叶片测定叶绿素含量和a/b比值也支持了上述观点但也有人报道Cd污染后的番茄叶绿素a/b值随处理浓度增大而增大表明Cd对叶绿素b的影响比叶绿素a大。
重金属处理使叶绿素含量变化的原因有下述几种看法重金属离子直接干扰了叶绿素的生物合成在大麦幼苗中抑制了原叶素酸酯还原酶的活性另一个原因是由于重金属离子引起了叶绿素酶活性的升高使叶绿素降解加快此外重金属如Hg、Cu、Cd、Ni、Zn、Pd等可以替代叶绿素的中心镁原子从而导致光合作用的破坏也是其中的重要机制之一并且可以用荧光显微镜观察、叶绿体吸收光谱、荧光动力学等方法进行原位检测为重金属的毒性研究提供了很大方便有人用荧光动力学的检测方法发现在高光强下重金属替代Mg原子的反应可能专一性的发生在PSII反应中心。
叶绿体结构的变化叶绿体是高等植物的光合器官外由双层的叶绿体被膜所包围内由片层系统或扁平的类囊体所组成。
有的类囊体垛叠在一起称为基粒类囊体由膜系统排列较松弛的间质类囊体所联结基粒结构对光合作用的正常进行是必不可少的[21]。
重金属离子可导致叶绿体超微结构的改变用10цmol/LCd2+和Hg2+分别对菱处理后第八天电子显微镜下可观察到叶绿体膨胀变形基粒类囊体片层松散解体叶绿体双层膜断裂膜系统损伤。
此处
等重金属离子均能对叶绿体结构造成不同程度的破坏出现叶绿体收缩或类囊体膨胀、基粒垛叠结构解体、基质减少质体小球大量增多等现象。
彭鸣等以玉米为材料研究Cd以高等植物细胞超微结构的影响提出Cd对叶绿体的破坏与Cd沉积在类囊体上并与膜上蛋白体结合进而破坏酶系统和阻碍叶绿体合成有关。
有关实验表明在处理介质中提高Mn2+浓度叶绿体结构可部分恢复基粒重新垛叠。
若在培养介质中长期加入则可使被Cd2+抑制的以水为电子供体的光合活性全部恢复。
而在Cd2+处
理的离体叶绿体中只能使被抑制的光系统II活性部分恢复。
这暗示Cd2+对叶绿体结构的影响与锰有关。
2、重金属离子对植物类囊体膜结构和功能的影响对类囊体膜分子结构的影响重金属离子对类囊体膜分子的结构的影响被认为与以下三方面有关膜脂、膜蛋白、脂一蛋白的相互作用。
Balazs和Gabor等用FTIR和ESR的手段检测认为重金属对类囊体膜的毒害效应具有元素专一性、Pb、Zn的作用能够改变膜脂的流动性和膜蛋白的空间结构并使膜蛋白复合物解离改度其热变性特征而Cd、Ni则几乎无影响。
Hg2+抑制绿藻光合作用的效应在照光一段时间后可以恢复表明Hg2+的作用与PSII反应中心DI蛋白的代谢有关。
Cd2+对DI蛋白的代谢也有影响。
用SDS——PAGE 进行实验表明一些重金属离子如Hg2+Cd2+Cu2+处理影响了类囊体膜的多肽组成。
Cd2+处理使LHCII部分解聚成单体且总量减少不利于激发能向PSII分配而Zn2+的影响则与膜蛋白结构无关。
对类囊体膜电子传递活性的抑制作用重金属离子Hg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+等对叶绿体光合电子传递均有抑制作用。
一般来讲光系统II的活性对重金属离子更为敏感。
Miles和Li以菠菜和番茄为材料分别用Pb2+和Cd2+处理离体叶绿体测定了光合电子传递活性、Hill反应活性以及叶绿素a荧光发现光系统II的活性受到严重抑制而在相同处理浓度下光系统I的活性不受影响。
在许多实验中都得到了与之相同的结果表明光系统II电子传递对重金属离子有着普遍的敏感性。
对于重金属离子在光系统II的抑制部位和作用机理一般借助于加入人工电子供体如DPC、NH2OH和MnCl2或抑制剂的方法来研究。
Bazzaz和Govindjee用Cd2+处理离体叶绿体,加入PSII氧化侧电子供体DPC,使Cd2+抑制的PSII活性恢复至对照水平认为Cd2+作用于PSI氧化侧。
VanDuijvendijk—Matteoli等以Cd2+处理菠菜离体叶绿体叶绿素a可变荧光降低加入NH2OH和外源Mn后被抑制的PSII活性部分恢复因此推测Cd2+直接作用于水裂解酶本身。
Tripathy 和Mohanty用同样方法推测Zn抑制光合电子传递的部位位于PSII 氧化侧的羟胺和DPC电子供给部位之前。
至于重金属离子抑制PSII电子传递的机理
目前主要有以下三种观点重金属离子抑制了水氧化功能从而引起正电荷在水氧化系统水平上的积累由此导致了围绕PSII的循环电子流动使放氧能力丧失。
破坏了叶绿素蛋白复合物引起LHCH的解聚和总量减少而LHCII在光能吸收、传递及激发能在光系统间的分配和调节方面起着十分重要的作用重金属离子的作用导致激发能在两光系统间不能均衡分配从而使光合作用法能正常进行。
可能损伤了某些参与光合电子传递的膜蛋白。
3、重金属离子对光合碳同化酶活性的影响关于重金属离子对PCR循环卡尔文循环中关键酶的影响目前研究的相对较少。
Sheoran等以Cajanus cajan L.为材料研究了Cd2+和Ni2+在植物不同生长时期对光合作用和RuBP羟化酶、3—PGA激酶、NADP和NAD—3—磷酸甘油醛脱氢酶、醛缩酶、FBPase等酶活性的影响。
在幼苗期和1mmol/LCd2+和Ni2+分别使光合率降低50%和对不同酶活性的抑制程度不等——羧化酶对离子的作用较为敏感对3——PGA激酶的影响最小。
在植物生长晚期、Ni2+浓度增加至10mmol/L时才表现抑制作用使光合率降低只使酶活性降低约使光合速率降低而对酶活性则几乎无影响表明重金属使酶活性的降低不是导致光合速率降低的直接原因。
Weigel的实验也表明莴苣叶肉原生质体的羧化反应对Cd2+作用不敏感。
Eicchan和Page等曾提出过不同的观点认为重金属对光合作用的毒性机理主要是由于结合了酶导致酶催化功能的改变使酶系统受损。
但更多的研究表明重金属离子对光合作用
中酶的影响较小而光合速率的下降可能是由叶绿素浓度和气孔导度的降低间接引起的
但二者也都并非解释光合作用被抑制的唯一原因。
电子传递系统似乎是重金属Cd2+、Ni2+等作用最敏感的部位这在整体植物和离体叶绿体中都有证明。