《论述植物体内活性氧清除系统》

1、【浅谈植物体内活性氧的产生及清除】论 述植物体内活性氧清除系统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-f 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、含氧物质一一活性氧，如单线 态氧自由基（1o2）、超氧化物阴离子（o2-）、羟自由基（-oh）、过 氧化氢（h2o2）。正常情况下，植物体内活性氧浓

2、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2.1膜脂过氧化和膜蛋白的降解活性氧超过阈值，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，m

3、da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。2.2细胞膜相对透性的增加植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。 正常情况下，细胞膜对物质具有选择通透能力。膜脂的过氧化及膜蛋 白的降解导致膜流动性降低、膜的物质运输、信息传递、代谢调节、 选择透性等正常功能受损，电解质和某些小分子有机物大量渗漏，从 而使细胞膜的透性增加。3植物体内保护系统对活性氧的清除许多研究显示短期干旱胁迫下植物细胞膜的相对透性

4、增幅不大， 表明这时细胞膜仍保持相对稳定性，这是由于虽然有活性氧的产生但 在长期的进化过程中，植物体自身产生一套保护系统来清除多余的活 性氧，以减轻对细胞膜的伤害。这套保护系统主要由酶促清除系统和 非酶促清除系统组成。酶促清除系统包括超氧化物歧化酶（sod）、过 氧化氢酶（cat）、过氧化物酶（pod）等；非酶促清除系统包括抗坏 血酸（asa）、ve等。3.1酶促清除系统对活性氧的清除sod是植物体清除活必氧o2-的重要保护酶，它通过haber-weiss反应清除植物体内多余的o2-： 2o2-+2h+f h2o2+o2，直接减轻o2-对 细胞膜的伤害。植物体内的活性氧h2o2可以与o2-通过

5、fenton反应形成化学性 质更活泼、攻击力更强的活性氧-oh，还可以与o2-通过进一步反应 生成其他活性氧，所以及时清除h2o2对防止自由基的毒害至关重要， cat和pod具有分解h2o2的作用，其催化反应为：2h2o2f 2h2o+o2, cat催化分解组织中高浓度的h2o2，从而使h2o2维持在一个较低的 水平，pod分解组织中低浓度的h2o2。cat与sod协同作用可清除具 有潜在危害的。2-和h2o2，从而最大限度的减少-oh的生成，保护 细胞膜的结构。3.2非酶促清除系统对活性氧的清除抗坏血酸（asa）又称维生素c，是一种广泛存在于植物光合组织 中的重要抗氧化剂，它可以在抗坏血酸氧化酶（apx）的催化下氧化 成单脱氢抗坏血酸（mdha），作为抗氧化剂直接清除活性氧（还原o2-、 清除oh、猝灭1o2、歧化h2o2），减少膜脂过氧化，保护细胞