本文關(guān)鍵詞：碳納米管對呼吸和光合作用的影響

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【摘要】：隨著碳納米管(CNTs)在醫(yī)學、電子、軍事等各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,其安全性問題也引起了社會各界的密切關(guān)注。植物的光合和呼吸作用是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的兩個重要生理過程,是動植物和人類賴以生存的基礎(chǔ)。研究CNTs對植物光合和呼吸作用的影響對評價其毒性效應(yīng)以及環(huán)境健康風險具有重要意義。本文利用溶解氧電極測定了經(jīng)不同直徑、不同濃度的多壁碳納米管(MWCNTs)處理后蘆薈和蜈蚣草的呼吸速率和光合速率,進而研究MWCNTs對植物光合和呼吸作用的影響。MWCNTs在使用前進行純化處理,XRD測試未發(fā)現(xiàn)催化劑殘留。將不同直徑的MWCNTs超聲分散至培養(yǎng)基中制成不同濃度的懸浮液。選取長勢良好的蘆薈,去除蘆薈膠,將葉片切成2mm×3 mm大小,分成質(zhì)量相等的四份,其中三份在含有不同濃度的MWCNTs培養(yǎng)基中培養(yǎng)作為實驗組,剩余一份在不含MWCNTs的培養(yǎng)基中培養(yǎng)作為對照組,實驗組和對照組均在相同條件下培養(yǎng)12 h。選取四條相同長度蜈蚣草,其中三條放入含有20 mg/L的MWCNTs純水中分別培養(yǎng)24 h,48 h和72 h作為實驗組,剩余一條放在純水中培養(yǎng)作為對照組。最后清洗掉植物表面的MWCNTs,轉(zhuǎn)移到BOD瓶中,每隔30 min測量BOD瓶中的溶解氧濃度。對于呼吸作用,與對照組比較,10mg/L、40mg/L和90mg/L的MWCNTs-1(直徑20 nm-30 nm)對蘆薈呼吸作用均起到了不同程度的促進;而MWCNTs-5(直徑8 nm)濃度為10 mg/L和40 mg/L時對蘆薈呼吸起到一定的抑制作用,當濃度達到90 mg/L時,對蘆薈呼吸作用影響不明顯。MWCNTs-1對蜈蚣草的呼吸產(chǎn)生抑制作用,在0-48 h內(nèi),處理時間越長,呼吸抑制越顯著,然而處理72 h時,抑制作用減弱。MWCNTs-5與蜈蚣草作用12 h時,蜈蚣草呼吸作用明顯被抑制,處理時間為48 h時,蜈蚣草呼吸作用得到促進;處理時間為72 h時,MWCNTs-5對蜈蚣草呼吸作用的抑制更加明顯。對于光合作用,MWCNTs-1在10mg/L和40mg/L時對蘆薈的光合作用起到促進,當濃度達到90mg/L時呈現(xiàn)抑制作用;而MWCNTs-5在10 mg/L和90 mg/L時對蘆薈光合作用均起到促進作用,40 mg/L時,對蘆薈的光合作用影響不顯著。MWCNTs-1對蜈蚣草的光合起到促進作用,處理時間為72h,這種促進作用在減弱。而MWCNTs-5作用下,與對照組比較,處理24 h蜈蚣草的光合作用被抑制;處理時間達到48 h,蜈蚣草的光合作用被促進;處理72 h時,蜈蚣草的光合作用明顯受到抑制。結(jié)果表明,不同直徑的MWCNTs對植物呼吸和光合作用影響不同。MWCNTs-1和MWCNTs-5可能對蜈蚣草的修復過程產(chǎn)生不同的影響,MWCNTs-1作用下,蜈蚣草修復過程緩慢,營養(yǎng)物質(zhì)消耗慢;MWCNTs-5作用下,蜈蚣草修復過程較快,營養(yǎng)物質(zhì)消耗快。以上結(jié)果從蘆薈和蜈蚣草的光合和呼吸作用的角度進一步研究了MWCNTs對高等植物的影響。
【關(guān)鍵詞】：納米毒理學 蘆薈 蜈蚣草 多壁碳納米管 光合作用 呼吸作用
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 納米材料10-13
• 1.1.1 納米技術(shù)及納米材料簡介10-11
• 1.1.2 碳納米管簡介11-13
• 1.2 納米毒理學13-15
• 1.2.1 納米毒理學的提出13-14
• 1.2.2 納米毒理學的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 碳納米管生物效應(yīng)的研究進展15-17
• 1.3.1 碳納米管對動物毒性效應(yīng)的研究進展16
• 1.3.2 碳納米管對植物毒性效應(yīng)的研究進展16-17
• 1.4 碳納米管的生物毒性影響因素及機制17-18
• 1.4.1 碳納米管的生物毒性影響因素17-18
• 1.4.2 碳納米管的生物毒性機制18
• 1.5 研究背景及意義18-20
• 1.5.1 研究背景18-19
• 1.5.2 研究意義19-20
• 第二章 光合作用測定方法和多壁碳納米管20-28
• 2.1 光合作用測定方法20-23
• 2.1.1 二氧化碳濃度的測定方法20-21
• 2.1.2 氧濃度的測定方法21-23
• 2.1.3 改良半葉法測光合速率23
• 2.2 多壁碳納米管（MWCNTs）23-28
• 2.2.1 MWCNTs的制備方法23-25
• 2.2.2 MWCNTs的純化25
• 2.2.3 MWCNTs的表征方法25-28
• 第三章 實驗部分28-43
• 3.1 MWCNTs的純化和表征28-30
• 3.1.1 MWCNTs的純化28-29
• 3.1.2 MWCNTs的表征29-30
• 3.2 蘆薈葉片的培養(yǎng)30-32
• 3.2.1 實驗設(shè)備和實驗材料30-31
• 3.2.2 實驗步驟31-32
• 3.3 MWCNTs對植物呼吸作用的影響32-38
• 3.3.1 實驗儀器和實驗材料32-33
• 3.3.2 實驗步驟33-34
• 3.3.3 實驗結(jié)果及討論34-38
• 3.4 MWCNTs對植物光合作用的影響38-43
• 第四章 實驗結(jié)論43-45
• 參考文獻45-49
• 致謝49

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本文編號：564650