2.2.1 Efectos del cadmio sobre la ultraestructura del cloroplasto
Los síntomas tóxicos de las plantas bajo estrés por cadmio son causados por la degradación de la clorofila y la disfunción de los cloroplastos y no se pueden llevar a cabo. fotosíntesis. Los cloroplastos son los principales orgánulos de la fotosíntesis de las plantas y el cadmio dañará su ultraestructura. La toxicidad del cadmio para los cloroplastos varía según las etapas de desarrollo de la planta. Se descubrió que el tratamiento con cadmio en el suelo no tenía ningún efecto visible sobre la ultraestructura de los cloroplastos en las hojas jóvenes, pero el sistema de membranas de los cloroplastos en las hojas maduras resultó gravemente dañado. En condiciones de alto contenido de cadmio, los cloroplastos son en su mayoría esféricos y el sistema de membranas queda gravemente dañado, lo que provoca plasmólisis y necrosis. Las investigaciones muestran que la integridad y el orden de la estructura de los tilacoides son muy necesarios para la conversión normal y eficaz de la energía luminosa de los cloroplastos durante la fotosíntesis. Se puede observar que la destrucción de la estructura del cloroplasto es uno de los mecanismos por los cuales los iones de cadmio envenenan las plantas.
2.2.2 Efecto del cadmio sobre los pigmentos fotosintéticos
El contenido de clorofila es la base material que afecta a la fotosíntesis. Dentro de un cierto rango, el contenido de clorofila se correlaciona positivamente con la fotosíntesis. Cuanto mayor es el contenido de clorofila, más fuerte es la fotosíntesis, pero cuando el contenido de clorofila excede un cierto límite, no tiene ningún efecto sobre la fotosíntesis. El cadmio puede reemplazar los iones de magnesio en las moléculas de clorofila, interferir con la actividad de la clorofila sintasa, dificultar la síntesis de clorofila y aumentar la actividad de las enzimas que descomponen la clorofila para descomponer la clorofila. Se descubrió que las sales de cadmio reducen la biosíntesis de clorofila en el maíz (por ejemplo, Mays), y se encontraron resultados similares en el trigo y la avena de primavera. Además, las sales de cadmio también dificultan la síntesis de clorofila. Song Dongjie y otros estudiaron materiales medicinales tratados con soluciones de iones de cadmio de diferentes concentraciones y descubrieron que las hojas de los cogollos invernales se volvían amarillas y verdes, y que el contenido de clorofila disminuía gradualmente a medida que aumentaba la concentración de iones de cadmio.
2.3 Efecto del cadmio sobre la tasa (intensidad) fotosintética
Un gran número de estudios han demostrado que la destrucción de la ultraestructura del cloroplasto y la reducción de los pigmentos fotosintéticos (especialmente la clorofila) son responsables de la disminución de la intensidad fotosintética de las plantas es uno de los principales factores. Debido a que la clorofila tiene la función de aceptar y convertir energía, la fotosíntesis ocurre en todas las partes verdes de las plantas que contienen clorofila. Dentro de un cierto rango, cuanto mayor sea el contenido de clorofila, más fuerte será la fotosíntesis. A medida que las hojas envejecen, el contenido de clorofila disminuye, la estructura interna de los cloroplastos se desintegra y la tasa fotosintética disminuye. Como se mencionó anteriormente, el cadmio destruye la ultraestructura de los cloroplastos y reduce el contenido de pigmentos fotosintéticos, reduciendo así la tasa fotosintética de las plantas. En diferentes etapas de crecimiento de la misma planta, los efectos del cadmio en la fotosíntesis son diferentes. El cadmio es absorbido por el cuerpo por las raíces de las plantas, lo que provoca un desequilibrio de los elementos nutritivos en la planta, provocando un desequilibrio metabólico, inhibiendo el crecimiento de las plantas, reduciendo así el área de asimilación de las hojas, acortando la vida de las hojas y reduciendo la tasa fotosintética; incluso cierra la abertura estomática, permitiendo que el CO2 entre en las hojas, se potencia la hidrólisis del almidón en las hojas, los productos fotosintéticos se transportan lentamente, lo que provoca acumulación de azúcar, aumento del consumo respiratorio, etc. , lo que lleva a una disminución de la tasa fotosintética.
2.4 Efecto del cadmio en la fotosíntesis
El estudio del proceso de la fotosíntesis se centra principalmente en estudiar la reacción luminosa y la reacción oscura, es decir, estudiar el fotosistema H (PSH) en la reacción luminosa .
Actividades de las enzimas asimiladoras de carbono (PSIg) en reacciones oscuras. A
Por un lado, el cadmio dificulta la actividad de la PSH y la fotofosforilación, afectando la formación de ATP, por otro lado, el cadmio inhibe la actividad de la ribulosa-1,5-
Enzima clave, los cambios en la actividad de esta enzima afectan directamente a la fijación de carbono, afectando así al proceso metabólico del organismo.
2.4.1 Efecto del cadmio en el proceso de fotorreacción
Los compuestos de cadmio se utilizan ampliamente como herbicidas en agricultura y pueden inhibir la transferencia de electrones del PSll en la fotosíntesis.
! '""'02]. Debido a que la fotofosforilación está acoplada al transporte de electrones, algunos herbicidas que contienen cadmio introducen I a partir de P mediante inhibición.
Los electrones se transfieren desde la cola (Q) a la cola del plastidio (PQ), o compiten para ocupar la posición de QB (D! En la piel
Sitio de unión para el despertar del plastidio Utilizado para bloquear la transferencia de electrones de Q 8 (D: despertar de plastidios en múltiples pieles) a Q 83] excepto...
El principio de los herbicidas para matar las malas hierbas es más complicado, aún no está completamente claro. pero en general, los herbicidas interfieren y destruyen principalmente los procesos fisiológicos y bioquímicos de las malezas, provocando que pierdan el equilibrio, inhibiendo así el crecimiento y desarrollo de las malezas y provocando su muerte.
las malezas y los cultivos tienen muchas diferencias en morfología, estructura, fisiología y tiempo de crecimiento, los herbicidas son suficientes
para aprovechar estas diferencias a través de la selección morfológica y de distribución de raíces, selección del tiempo de germinación y selección fisiológica. y selección bioquímica, etc.
¡Consigue el efecto de desmalezado ideal! '",]. En lo que respecta a los herbicidas que afectan a la fotosíntesis, son principalmente una inhibición selectiva.
El electrón fotosintético La cadena de transporte de las malezas desvía los electrones en la cadena de transporte de electrones fotosintéticos, inhibe la fosforilación fotosintética, inhibe la síntesis de pigmentos e inhibe la fotólisis del agua, inhibiendo así la fotosíntesis".
Hill: La reacción es la más singular e importante parte de la fotosíntesis, en la que los cloroplastos se descomponen y liberan oxígeno en el agua. La reactividad es un indicador importante que refleja la intensidad fotosintética de 20 hojas.
Cuando la concentración de cadmio es de 1omolL, puede promoverse. la tasa de liberación de oxígeno fotosintético de las células cianobacterianas, y luego con la concentración de cadmio,
p>A medida que aumenta la tasa de evolución de oxígeno fotosintético ['061], los resultados del estudio sobre espinacas indican que el mercurio y el arsénico afecta la actividad de la reacción de Hill
H3Aso inhibe las hojas de avena. La eficiencia fotoquímica máxima de Ps11 (FvzF.) se reduce [9,] Stoeva y otros I"] en Yu
Kunming Master of Science, T:, Disertación
La investigación de Lai. Si también obtuvo resultados similares. Además, el efecto inhibidor de la mayoría de los iones de metales pesados sobre las bacterias fotosintéticas es mucho mayor que el de Psl. >
Vale la pena señalar que PSll es el sitio más sensible a los iones de metales pesados 7a081. Actualmente, muchos estudios indican que ciertos cambios en los sistemas ópticos (especialmente PSH) bajo contaminación por metales preceden a la aparición de otros síntomas de daño visibles. >
La química (como el rendimiento cuántico, etc.) se producirá de forma sensible y rápida.
Como homólogo del fósforo, el cadmio puede pasar a través del sistema de transporte de fósforo, una vez. entra en la célula
puede competir con el fósforo, por ejemplo puede reemplazar al ATP (una de las primeras reacciones luminosas relativamente estables)
El ADP-A inestable interfiere con la flujo de energía de las células! Por lo tanto, la toxicidad del cadmio proviene principalmente de la interferencia con el metabolismo del fósforo I ""1. Las investigaciones muestran que aumentar los niveles de cadmio en el suelo puede reducir la canola.
Absorción de fósforo por plántulas (de colza). El cadmio interfiere con la vía del metabolismo del fósforo en los cultivos, y la toxicidad del cadmio puede bloquear el paso del fósforo absorbido por los cultivos [63]. El fósforo, el potasio y otros elementos participan en el metabolismo de los carbohidratos y su deficiencia afectará la conversión y el transporte de los carbohidratos.
Se pierde, inhibe indirectamente la fotosíntesis; al mismo tiempo, el fósforo también participa en la conversión de los intermediarios fotosintéticos y en el suministro de energía.
Transmisión, ¡por lo que tiene un gran impacto en la fotosíntesis! 00]. Las plantas carecen de la energía necesaria para crecer y desarrollarse y están gravemente envenenadas.
¡Puede provocar la muerte celular! "6}. El cadmio puede ingresar a las plantas a través de canales de fósforo, por lo que las plantas que crecen en suelos contaminados con cadmio absorberán una gran cantidad de cadmio en el cuerpo NL6, 8226;,, 6-l! 7].
4.2 Efecto del cadmio en el proceso de reacción oscura
Todo el proceso de reacción oscura se divide en tres etapas: lanzadera, reducción y regeneración.
En la fase lanzadera de asimilación de carbono, la ribulosa-1,
5-bifosfato (RuBP) es catalizada por la ribulosa-1,5-bifosfato lanzadera/oxigenasa (Rubisco) combinada con CO2.
Cerrar. Rubisco es la enzima clave para la asimilación fotosintética de carbono, también conocida como enzima limitante de la velocidad. A juzgar por la literatura actual, existen pocos estudios sobre el efecto del cadmio sobre la actividad enzimática en reacciones oscuras. En comparación con otros metales pesados (como cadmio, plomo, cobre), la respuesta fisiológica de las plantas bajo la contaminación por cadmio no se ha estudiado completamente ["8!" Sin embargo, los estudios han demostrado que el cadmio puede interferir con algunos
<. p>El metabolismo de algunos elementos esenciales (como el nitrógeno, fósforo, etc.), que están directamente relacionados con reacciones luminosas o reacciones oscuras,Por tanto, el cadmio interfiere indirectamente en el proceso de fotosíntesis. El impacto más significativo sobre la fotosíntesis, dentro de un cierto rango, el contenido de nitrógeno de las hojas, el contenido de clorofila y el contenido de Rubisco se correlacionan positivamente con la tasa fotosintética.
80. , pero también aumenta el contenido y la actividad de las enzimas fotosintéticas y acelera las reacciones oscuras. Rubisco extraído de hojas con buena nutrición de nitrógeno no solo es rico y activo
Sin embargo, la toxicidad del cadmio cambia el metabolismo del nitrógeno. tabaco curado al humo (Tabacum), lo que resulta en el mismo nitrógeno
a medida que la capacidad química disminuye, la actividad reductasa se reduce y el contenido total de nitrógeno y proteínas es menor que el control "
Además, los cultivos suelen sufrir síntomas de deficiencia de nitrógeno en suelos contaminados con cadmio [9 'I] Efectos sobre el metabolismo del nitrógeno en las plantas
El ruido puede afectar el contenido de Rubisco, interfiriendo así con el rendimiento. proceso de reacción oscura