Характер сопряжения накоплений цинка и кадмия растениями в условиях фитоценоза и агрокультуры

• Автор: Плеханова, Вера Александровна
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Список сокращений и условных обозначений

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Влияние цинка и кадмия па здоровье человека

1.2. Химические и геохимические свойства кадмия и цинка

1.3. Содержание цинка и кадмия в почве и растениях. Проблема нормирования содержания кадмия в почве

1.4. Видо и сортоспецифические вариации накопления цинка и

кадмия растениями

1.5. Факторы субстрата, определяющие фитодоступность цинка и

кадмия
1.5.1. Влияние реакции среды на фитодоступность цинка и кадмия
1.5.2. Влияние содержания макроэлементов в субстрате на поглощение растениями кадмия и цинка
1.6. Транспорт кадмия и цинка по растению и влияние этих металлов
на транспорт фотоассимилятов 3
1.6.1. Влияние цинка и кадмия на транспорт фотоассимилятов
1.7. Взаимодействие цинка и кадмия в растительной клетке
Заключение по обзору литературы
Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1. Объекты исследований
2.2. Метод проведения лабораторновегетационных опытов
2.3. Методы отбора образцов и первичной пробоподготовки для
анализа
2.4. Методики определения различных показателей в образцах
2.4.1. Методики определения тяжелых металлов в растительных, почвенных и субстратных образцах атомноабсорбционным методом
2.4.2. Методика определения актуальной кислотности почв
2.4.3. Методика определения содержания суммы растворимых
сахаров и крахмала в вегетативных органах растений
2.5. Расчетные коэффициенты накопления тяжелых металлов
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Закономерности накопления кадмия и цинка в растениях естественных фитоценозов
3.2. Закономерности накопления и транслокации кадмия и цинка
в растениях на уровне организма
3.2.1. Исследование сопряженного накопления цинка и кадмия в лабораторных опытах и в условиях защищенного грунта. Влияние на
этот процесс реакции среды
3.2.2. Влияние уровня минерального питания на поглощение и транслокацию цинка и кадмия
3.3. Взаимовлияние цинка и кадмия на барьерную функцию корня
3.4. Влияние цинка и кадмия на содержание углеводов в растениях озимой пшеницы
Заключение
Выводы
Список литературы


Приблизительно 00 мг цинка, поступивших с пищей единовременно, у взрослых людей вызывает немедленную рвоту 4. Кроме того, имеются данные об активирующем влиянии избыточных концентраций цинка на патогенез рака желудка и простаты . Хроническая передозировка цинка, в диапазоне 00 мг гпдень, у взрослых людей может стимулировать дефицит меди 7 и негативные изменения в иммунной реакции . Взаимодействие между цинком и кадмием. Кадмий имеет подавляющий эффект на активность содержащих цинк ферментов 3. Кадмий может заменить цинк и функционально связаться с ДНК. Это приводит к нарушениям в транскрипции, а также повреждается редокс ДНК 4. Важный генотоксический механизм кадмия ингибирование репарации ДНК 4, это происходит, когда Сб2 конкурирует с 2 за сайты на ферментах, вовлеченных в синтез ДНК 5 8. Если в рационе питания имеется дефицит цинка, токсичность кадмия может быть вызвана более низкими его уровнями, чем при рационе, содержащем нормальные количества цинка. Высокие уровни кадмия в питании приводят к уменьшенному поглощению цинка. Поведение обоих металлов в биосистемах определяют их химические и геохимические свойства. Кадмий и цинк широко распространены на планете и, повидимому, всегда находятся в ассоциации друг с другом. Они содержатся в различных минералах и типах почв, в воде, в воздухе, в рудах, в угле и нефти, а также в живом веществе и остатках разложения живого вещества . Существует различие масс рассматриваемых металлов в земной коре кларк цинка составляет 8. О5 . Такое соотношение масс определило роль кадмия как постоянного спутника цинка, аккумулирующегося, в основном, в его минералах. Естественные геохимические циклы этих элементов сходны, распределение их в биосфере неразрывно связано . Геохимию этих металлов определяют их общие химические свойства 2, из которых особенно склонность к комплексообразованию играет огромную роль в поведении обоих металлов в почвеннорастительном комплексе . Цинк и кадмий элементы побочной подгруппы подгруппы цинка второй группы периодической системы элементов. Элементы этой подгруппы характеризуются наличием двух электронов в наружном слое атома и восемнадцати в предыдущем. Эти элементы полные электронные аналоги. Каждый в своем периоде является последним элементом с1семейства. У них завершена с Как и у других 6элементов, п 1 электроны цинка и кадмия способны к участию в донорноакцепторном взаимодействии. У Сс электроннодонорная способность выше, чем у гп 4. Оба элемента в биологических системах встречаются чаще всего в виде двухвалентных катионов или их комплексов . Хотя эти элементы очень близки по химическим свойствам, цинк, в отличие от кадмия, играет много важных биологических ролей, потому что обладает уникальными химическими характеристиками 6. Цинк выполняет свои биохимические функции как двухвалентный катион. Дальнейшая редукция до 1п или не происходит, так как не имеется никакого биологического восстановителя с достаточно высоким окислительновосстановительным потенциалом, чтобы редуцировать цинк. Также цинк не может окисляться до 2п3, так как орбиталь имела бы Зб электрона, и удаление одного из них требовало бы большего количества энергии, чем любой известный биологический окислитель может мобилизовать 7. Кроме того, изза заполненных борбиталей, имеет нулевую энергию стабилизации лигандов 6. Следовательно, цинк устойчив в биологической среде, где редокспотенциап непрерывно меняется. Это основное свойство для эффективного функционирования цинка в биологических системах 670. Нам не удалось найти в литературных источниках рассмотрения химических свойств кадмия с позиции его роли в биологических системах, а именно, почему кадмий оказывает разрушительное воздействие на клетки и органеллы уже в микромолярных концентрациях , хотя некоторые исследователи предполагают, что кадмий в следовых концентрациях имеет биологическое значение 3. В сводной таблице 1. Таблица 1. Электроотрицательность 1. Полингу 1. Кларк литосферы 8. 7. 7. осаждения гидроксидов 5.