碳纳米管对呼吸和光合作用的影响

发布时间：2017-07-19 20:12

  本文关键词：碳纳米管对呼吸和光合作用的影响

  更多相关文章： 纳米毒理学 芦荟 蜈蚣草 多壁碳纳米管 光合作用 呼吸作用

【摘要】：随着碳纳米管(CNTs)在医学、电子、军事等各个领域的广泛应用,其安全性问题也引起了社会各界的密切关注。植物的光合和呼吸作用是物质和能量转化的两个重要生理过程,是动植物和人类赖以生存的基础。研究CNTs对植物光合和呼吸作用的影响对评价其毒性效应以及环境健康风险具有重要意义。本文利用溶解氧电极测定了经不同直径、不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNTs)处理后芦荟和蜈蚣草的呼吸速率和光合速率,进而研究MWCNTs对植物光合和呼吸作用的影响。MWCNTs在使用前进行纯化处理,XRD测试未发现催化剂残留。将不同直径的MWCNTs超声分散至培养基中制成不同浓度的悬浮液。选取长势良好的芦荟,去除芦荟胶,将叶片切成2mm×3 mm大小,分成质量相等的四份,其中三份在含有不同浓度的MWCNTs培养基中培养作为实验组,剩余一份在不含MWCNTs的培养基中培养作为对照组,实验组和对照组均在相同条件下培养12 h。选取四条相同长度蜈蚣草,其中三条放入含有20 mg/L的MWCNTs纯水中分别培养24 h,48 h和72 h作为实验组,剩余一条放在纯水中培养作为对照组。最后清洗掉植物表面的MWCNTs,转移到BOD瓶中,每隔30 min测量BOD瓶中的溶解氧浓度。对于呼吸作用,与对照组比较,10mg/L、40mg/L和90mg/L的MWCNTs-1(直径20 nm-30 nm)对芦荟呼吸作用均起到了不同程度的促进;而MWCNTs-5(直径8 nm)浓度为10 mg/L和40 mg/L时对芦荟呼吸起到一定的抑制作用,当浓度达到90 mg/L时,对芦荟呼吸作用影响不明显。MWCNTs-1对蜈蚣草的呼吸产生抑制作用,在0-48 h内,处理时间越长,呼吸抑制越显著,然而处理72 h时,抑制作用减弱。MWCNTs-5与蜈蚣草作用12 h时,蜈蚣草呼吸作用明显被抑制,处理时间为48 h时,蜈蚣草呼吸作用得到促进;处理时间为72 h时,MWCNTs-5对蜈蚣草呼吸作用的抑制更加明显。对于光合作用,MWCNTs-1在10mg/L和40mg/L时对芦荟的光合作用起到促进,当浓度达到90mg/L时呈现抑制作用;而MWCNTs-5在10 mg/L和90 mg/L时对芦荟光合作用均起到促进作用,40 mg/L时,对芦荟的光合作用影响不显著。MWCNTs-1对蜈蚣草的光合起到促进作用,处理时间为72h,这种促进作用在减弱。而MWCNTs-5作用下,与对照组比较,处理24 h蜈蚣草的光合作用被抑制;处理时间达到48 h,蜈蚣草的光合作用被促进;处理72 h时,蜈蚣草的光合作用明显受到抑制。结果表明,不同直径的MWCNTs对植物呼吸和光合作用影响不同。MWCNTs-1和MWCNTs-5可能对蜈蚣草的修复过程产生不同的影响,MWCNTs-1作用下,蜈蚣草修复过程缓慢,营养物质消耗慢;MWCNTs-5作用下,蜈蚣草修复过程较快,营养物质消耗快。以上结果从芦荟和蜈蚣草的光合和呼吸作用的角度进一步研究了MWCNTs对高等植物的影响。
【关键词】：纳米毒理学 芦荟 蜈蚣草 多壁碳纳米管 光合作用 呼吸作用
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 纳米材料10-13
• 1.1.1 纳米技术及纳米材料简介10-11
• 1.1.2 碳纳米管简介11-13
• 1.2 纳米毒理学13-15
• 1.2.1 纳米毒理学的提出13-14
• 1.2.2 纳米毒理学的研究现状14-15
• 1.3 碳纳米管生物效应的研究进展15-17
• 1.3.1 碳纳米管对动物毒性效应的研究进展16
• 1.3.2 碳纳米管对植物毒性效应的研究进展16-17
• 1.4 碳纳米管的生物毒性影响因素及机制17-18
• 1.4.1 碳纳米管的生物毒性影响因素17-18
• 1.4.2 碳纳米管的生物毒性机制18
• 1.5 研究背景及意义18-20
• 1.5.1 研究背景18-19
• 1.5.2 研究意义19-20
• 第二章 光合作用测定方法和多壁碳纳米管20-28
• 2.1 光合作用测定方法20-23
• 2.1.1 二氧化碳浓度的测定方法20-21
• 2.1.2 氧浓度的测定方法21-23
• 2.1.3 改良半叶法测光合速率23
• 2.2 多壁碳纳米管（MWCNTs）23-28
• 2.2.1 MWCNTs的制备方法23-25
• 2.2.2 MWCNTs的纯化25
• 2.2.3 MWCNTs的表征方法25-28
• 第三章 实验部分28-43
• 3.1 MWCNTs的纯化和表征28-30
• 3.1.1 MWCNTs的纯化28-29
• 3.1.2 MWCNTs的表征29-30
• 3.2 芦荟叶片的培养30-32
• 3.2.1 实验设备和实验材料30-31
• 3.2.2 实验步骤31-32
• 3.3 MWCNTs对植物呼吸作用的影响32-38
• 3.3.1 实验仪器和实验材料32-33
• 3.3.2 实验步骤33-34
• 3.3.3 实验结果及讨论34-38
• 3.4 MWCNTs对植物光合作用的影响38-43
• 第四章 实验结论43-45
• 参考文献45-49
• 致谢49

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本文编号：564650