浅谈植物体内活性氧的产生及清除作者:杜伟来源:《中学生物学》2011年第02期 学生在学习完光合作用时,常会产生这样的疑问:C3减少、C3还原所产生的还原性糖减少,导致NADP+的再生量减少(图1)。而光反应正常进行,产生的电子(e-)不变,那么将有一部分电子不能传递给NADP+(NADP++H++2e-→NADPH),这部分电子在植物体内的去向如何呢?
1 活性氧的产生
植物必须依赖氧才能获得能量、维持生存,氧在植物体内也可以参与形成性质活泼、氧化能力很强的、含氧物质——活性氧,如单线态氧自由基(1O2)、超氧化物阴离子(O2-)、羟
自由基(·OH)抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢(H2O2)。正常情况下,植物体内活性氧浓度很低,不足以使植物受到伤害。但是一旦植物遭受某种环境的胁迫,如的干旱环境,由于光合作用中固定CO2的暗反应能力降低,生成的c3减少,C3还原所产生的NADP+减少,一些电子不能传递给NADP+,就泄露给氧分子,发生单电子还原,产生大量的活性氧:1O2,并进一步通过多种途径形成其他形式的活性氧(O2-、·OH、H2O2)。
2 过多的活性氧对植物细胞膜的伤害
活性氧超过阈值,就会直接引发或加剧膜脂的过氧化,一方面膜相分离,脂质组成发生变化,膜脂由液晶态转变为凝胶态,膜的流动性降低;另一方面过氧化产物丙二醛(MDA)及其类似物也直接引起植物细胞的毒害,MDA可攻击蛋白质的氨基,导致多肽链的链内交联和链间交联,产生膜空隙。
增多的活性氧还攻击膜蛋白上的氨基酸残基,使氨基酸残基的金属结合位点被优先氧化。组氨酸、脯氨酸、精氨酸和赖氨酸残基是氧化作用的主要靶子,最终导致膜蛋白的降解。