二氯甲烷和二氯乙烷对蛋白核小球藻的毒性影响研究

【摘要】：本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为实验藻种,研究了两种常见的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻的急性毒性效应。 藻种经分离纯化和同步培养后,通过细胞数和吸光度相关性分析,确定了以680 nm处吸光值(OD680)换算藻细胞数,从而计算得到二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻的96 h半抑制浓度(96h-EC50),评价这两种毒物对蛋白核小球藻的毒性效应。结果表明,二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻生长有明显的抑制作用。随着毒物浓度的增大,这种抑制作用越发的明显,表现出一定的浓度和时间相关性。二氯甲烷和1,2-二氯乙烷抑制蛋白核小球藻生长的96h-EC50分别为550.1 mg/L和276.0 mg/L,1,2-二氯乙烷的毒性要稍强于二氯甲烷。当2种毒物联合作用时,使用几种不同的联合毒性评价方法来分析实验结果,得出的结论是二氯甲烷和1,2-二氯乙烷联合作用于蛋白核小球藻时,两种毒物发生拮抗作用。 在分析蛋白核小球藻生物量变化的基础之上,对在毒物影响下藻细胞内叶绿素a的含量、抗氧化酶的活性、膜脂过氧化产物的积累程度进行了实验分析。结果表明蛋白核小球藻的叶绿素a含量随毒物浓度增加而迅速下降；超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性随毒物浓度升高呈现先升高后下降的“钟形曲线”。丙二醛(MDA)的含量随毒物浓度升高而急剧上升,膜脂过氧化加剧,表明毒物通过产生活性氧自由基引起生物大分子的氧化损伤可能是其对蛋白核小球藻产生毒性效应的原因之一。 此外,通过藻细胞微观结构的观察,发现在毒物胁迫下蛋白核小球藻的亚显微结构受到影响,其细胞膜、蛋白核、叶绿体和细胞核等细胞器的结构均受到了不同程度的破坏。蛋白核的形状变的很不规则,而且其周围的淀粉鞘也出现了与其分离的现象；原本排列规则的叶绿体片层结构被破坏；藻细胞外出现了从细胞内渗出的细胞质。此外,细胞质中出现了许多的电子稠密颗粒,它们很有可能是过氧化物酶体。 本文的研究结果将为VOCs在淡水环境的污染控制和治理提供理论依据,对利用藻类进行环境监测、水体生态风险评价和环境保护等多方面的研究具有重要意义。 【关键词】：二氯甲烷 1 2-二氯乙烷 蛋白核小球藻 毒性效应
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X173
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-25
• 1.1.1 VOCs介绍11-13
• 1.1.2 氯甲烷的性质13-14
• 1.1.3 1,2-二氯乙烷14-16
• 1.1.4 生物与环境监测16-21
• 1.1.5 微藻在水环境污染监测中的应用21-22
• 1.1.6 藻类对有机污染物监测的研究现状22-25
• 1.1.7 蛋白核小球藻25
• 1.2 研究目的和内容25-26
• 1.2.1 研究目的25-26
• 1.2.2 研究内容26
• 1.2.3 课题的创新之处26
• 1.3 课题来源26-27
• 第二章 藻类的培养和检测方法27-34
• 2.1 实验藻种27
• 2.2 化学试剂27-28
• 2.3 主要仪器及设备28
• 2.4 蛋白核小球藻培养基配方28-29
• 2.5 藻类的培养29-31
• 2.5.1 藻种的分离纯化29-30
• 2.5.2 藻类的接种培养30
• 2.5.3 藻类的同步培养30-31
• 2.6 测量指标的确定31
• 2.7 吸光度与藻细胞数的相关性31-34
• 第三章 蛋白核小球藻生物量水平上对毒物的反应34-45
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验方法35-36
• 3.2.1 氯甲烷和1,2-二氯乙烷的单一毒性35-36
• 3.2.2 两种毒物的联合毒性36
• 3.3 结果与讨论36-44
• 3.3.1 二氯甲烷对蛋白核小球藻的单一毒性36-38
• 3.3.2 1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻的单一毒性38-40
• 3.3.3 氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻单一毒性的比较40-42
• 3.3.4 氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻的联合毒性42-44
• 3.4 结论44-45
• 第四章 蛋白核小球藻生物大分子水平上对毒物的反应45-54
• 4.1 引言45-46
• 4.2 实验方法46-49
• 4.2.1 藻类暴露于毒物下的实验方法46
• 4.2.2 叶绿素的提取与含量的测定46-47
• 4.2.3 粗酶液的提取47
• 4.2.4 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定47-48
• 4.2.5 过氧化氢酶(CAT)活性的测定48-49
• 4.2.6 丙二醛(MDA)含量的测定49
• 4.3 结果与讨论49-53
• 4.3.1 叶绿素含量变化的测定49-50
• 4.3.2 SOD活性的测定50
• 4.3.3 CAT活性的测定50-52
• 4.3.4 MDA含量的测定52-53
• 4.4 结论53-54
• 第五章 蛋白核小球藻微观形态对毒物的反应54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 实验方法54-55
• 5.3 结果与讨论55-61
• 5.3.1 光学显微镜下藻细胞的微观形态55-57
• 5.3.2 电子显微镜下藻细胞的微观形态57-61
• 5.4 结论61-62
• 第六章 结论与建议62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 建议62-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间发表的学术论文目录71

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