镉,铅诱导的玉米(Zea maysL.)幼苗细胞超微...

（一 ）镉 、 铅 诱 导 的 根 叶 细胞 桉 超 微 结
构 变 化
将 对 照 与污 染后 的 玉 米 根 叶 细 胞 置 电镜
图 １ 不 同浓 度镉 、铅 处理 时 ， 玉 米根 细胞核 的变化
ｄ： 羽 肺 根 薄 壁 组 织 细 胞 ， 细 胞 棱 。×３ ０ ｂ ｌ ｐ Ｎ ０ ０ － ０ ｍ 铺 处 理 ５ 后 的 玉 米 根 细 胞 棱 － 示 细 胞 棱 （ Ｎ）变 形 忡 脏 ． 箭 头 处 见 核 膜 内 陷 。 ｘ１ ， ０ ｃ Ｏ ｐｍ 镉 处 理 ５天 后 的 玉 米 根 细 胞 。 示 多 十 棱 仁 （ ｕ － 棱 中 央 （ 空 ０ ０ ０ ｔ ｐ ５ Ｎ ） Ｎ） 抱 ×１ ． Ｏ ｄ。 ｌ ０ 曰 ０Ｏ Ｏ ０ ０ ｐｍ 铅 处 理 ５ 后 的 根 细 题 棱 。 棱 仁 （ Ｎ ） 在 分 解 ， 质 医 皇 抱 － 膜 断 裂 ・ ｘ１ － ０ 正 拔 棱 ２ ００
液 放 入 塑 料 盒 中 ，上 置 排 列 有 １ 株 玉 米 幼 苗 ６
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彭
鸣等 ： 镉 、铅 诱 导 的 玉米 （ Ｆ ／ ４ ｍ￣／ Ｌ．）幼 苗 细 胞 超 微 结 构 的 变 化 ｓ
下 观 察 比较 ， 发 现 重 金属 污 染 后 ， 细 胞 核 发
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第 ｕ卷
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Ｖ ｏ１ １ ， Ｎ Ｏ． ．１ ６
Ｄ ｅ ｅｍ ｂｅ Ｃ ｒ． １ ９ ９ １
１ ９ ９ １年 １ 月 ２
Ｃ Ｈ Ｉ Ａ Ｅ Ｎ Ｖ Ｉ ０ Ｎ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ Ａ Ｌ ＳＣ Ｉ Ｎ Ｃ Ｅ Ｎ Ｒ Ｅ
镐 、 铅 诱 导 的 玉 米 （Ｚｅ ３ ａ ｍａ 『 Ｌ．）幼 苗 ｓ 细胞超 微结构的变化 ‘
彭 鸣‘ 王 ’ 焕校 吴玉树
（云 南 大 学 生 物 系 昆 明 ）
提要
用透 射 电镜 观察 镉 、铅 处理 ５天后 的玉 米幼 苗报 ， 叶 细胞超 微 结 构 的 变 化 。 结 果
二 、 结
果
生 变 化 。 从 图 １ 口 看 出 ， 对 照 根 细 胞 核 有 一可 正常的超微 结构，核 质均匀，棱 膜无皱折 ， 根 皮层 薄 壁 细 胞 由 于 中 央 液 泡 的 挤 压 ，援 位 于 细胞 边 缘 ， 但 可 看 出核 无 增大 变 形 。 在 低 浓 度 镉 ， 铅 处 理 时 ， 即 镉 ５ ｐｍ 和 铅 １ ０ ｐ ０
电镜 观 察 表 明， 在对 照 的 玉 米 叶 细 胞 中
（图３ ａ）， 叶绿 体 为 长 椭 圆 形 ， 其超 微 结 一 构 由许 多 基 粒 和 基 质 片 层 组 成 ， 从 图 中 可 看
到 ， 叶 绿 体 具 有 完 好 的 外 膜 ， 基 粒 片 层 清
嵴 减 少 等 病 理 变 化 往 往是 由于 钾 离 子 和 水 分
结 构 解 体。 ．
铅 污 染 后 的 玉 米 根 线 粒 体 同样 出 现 上 述 症 状 。 图２ ｄ 明， 当用 １ ０ ｐｐ 处 理 ５天 一表 ００ ｍ 后 ， 线 粒 体 肿 胀 成 巨 型 线 粒 体 ， 内腔 空 泡 。
细 胞 不 可 逆 的 伤 害， 这 样 的 细 胞 不 能 复 活。
变形 ， 内腔 中有 短 囊 状 睛 突。 当用 镉 ５ ｐ ｐ ｍ
处 理 ５天 后 ， 粒 体 无 明 显 变 化 （图略 ）。 线 当
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】 卷 １
用 ｌｐｐ ｏ ｍ镉 处 理 同 样 时 间 后， 电镜 观 察 可
的， 将 造成 细 胞死 亡 。
美 键 词｛ 玉 米－ 镉 、 铅－ 超微 结构 。
重 金 属 镉 ， 铅 是 主 要 的环 境 污 染 物 。根 据 对 悬 浮 培 养 烟 草 细 胞 … 、 类 藻 细 胞 的
的 尼 龙 网， 每 天 通 气 ， 每 星 期 更 换 营 养
液 。 ｌ 天 后 ， 除 对 照 外 ， 每 盆 加 入 醋酸 铅 或 ５
镉 、 铅 处 理 玉 米 幼苗 后， 除 核 变 形 外 ， 还 往 往 造 成 细 胞 严 重 的 空泡 解 体 。 简 令 成 等 的 研 究 表 明 … ： 核 若 出现 空 泡 或 解 体 ， 将 造 成
度 的 增 加 ， 线粒 体 结 构 破 坏 更 加 严 重 ， 图 ２ 一
ｃ 明， 高 浓 度 镉 处 理 使 线 粒 体肿 胀 ， 内部 表Fra bibliotek维普资讯
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（ ０】
（ ｂ）
（ ｃ）
（ｄ）
图 ２不 同旅 度 镉， 铅 处 理 时玉 米 幼报 线粒 体 的变 化
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彭 鸣 等： 镉 ．铅 诱 导 的玉 米 （Ｚｅ 川ｄ Ｌ．）幼 苗细 胞 超 微结 构 的变 化 ａ
子从内腔渗透到外腔造成 ，在此阶段，镉 、 铅 能 抑 制 线 粒 体 膜 上 ＡＴＰ酶 的 活 性 ，影 响 线 粒 体 内的 氧 化 磷 酸 化 和 各 种 酶 的活 动， 但 此 时 线 粒 体 所 受到 的结 构和 功 能 伤 害 还 是
室进行 溶液培养。 用 Ｈｏ ｎｇｌ ｎｄ 养 液 培 养。 将 ４ ａ 营 Ｌ营 养
收 稿 日期 － １ ８ 年 １月 ９ 日 ９９ ・ 本文 电镜工 作麓 苦 大实验 中 心 ，中 科 院 昆明 动 物 所 电镜 室 等 单 位 搏 助 制 样 、 照 相 一 直 此 致 谢 。 ・ ・ 现 在地 址 。 昆明． 云南师 范大 学地 理 系。
一
、
材 料 和 方 法
后 在 ５ 锇酸 液 （ｐ ７ ４）中 进行 后 固 定 。 Ｈ ．
固定 后 材 料 用 二 甲肿 酸 钠 缓 冲 液 清洗 ， 逐 级
（一 ）供试 材 料
丙 酮 脱 水 ， 环 氧 树 Ｊ Ｅｐ ｎＳ 埋 ，ＬＫＢ－ ］ ￣ ｏ ｌ包 ２ Ｖ型 超 薄 切 片 机 切 片 ， 醋 酸 铀与 柠 檬 酸 铅 双
．
ｐ ｐｍ。 处 理 ５天 后， 取样 分析 。
（二 ）电镜 样 品 的 制 备
象 。 镉 ， 铅 对 高 等植 物 细 胞 超 微 结 构 的 影 响 迄 今 未 见报 道 。 本文 用 玉 米 为 材 料 ， 着 重研 究 镉 、 铅 对 高 等植 物 超 微 结 构 的影 响。
叶 细 胞 核 受 损 程 度 明显 低 干 同浓 度 处 理
的 根 细 胞 ， 但 仍 可 见 其 产 生 变 形 （图 略 ）。
（二 ） 、 铅 对 线 粒体 超 微 结构 的 影 响 铺
未 经 镉 、 铅 处 理 的 对 照 玉 米 幼 根 线 粒 体
（图 ２ ａ）具 有 完 整 的外 膜 ， 线 粒 体 无 肿 大 一
表 明， 镐 ５ ｍ、 铅 １ ０ ｐ ｐｐ ０ ｐ ｍ处 理 时， 玉 米根 叶 细 胞核 无 明显 伤害 。但 当镉 ， 铅 浓度 增 大 时， 细 胞核 变 形 ，核膜 蛙 折。 当镉 ５ ｐｐ ０ ｍ、 铅 １ ０ ｐ ｍ 时， 出 现核 空泡 ，核 麓 破裂 。 线粒 体是 对 重 金 ００ ｐ 属 较 敏瘟 的细 葺 器 。 较低 浓 度处 理 时， 线 粒体 内腔 嵴 突减 少 或 消失。 当镉 ５ ｐｐ 和 铅 １ ０ ｐ 电 ０ ｍ ０ ０ ｐｍ 处理 时 ， 粒体 肿 胀成 巨大 型 线粒 体 ， 线 内腔 空拖 ， 有 的线 粒 体摘 解。 镛 ，铅 破 坏 了叶绿 体膜 系统 ， 较 低 浓度 处理 时 ，使 叶 绿体 基 粒 墚迭 减少 ， 当镉 ，铅 浓 度 升高 时， 可 见粪 囊 体肿 胀或 缺 失， 基 粒 墚迭 无规 律 ， 无基 质片 层 ， 脂娄 小 球增 大 增多 。镉 ５ ｐ ｍ和 铅 １ ０ ｐ ｍ 处理 时， 可 观 察到 叶 绿 Ｏｐ ００ ｐ 体 瞳系 统 溃解 ， 叶绿 体皱 缩 成 球形 。周此 ， 高 浓 度镐， 铅 对玉 米劫 苗超 微结 构的 伤 害是 不可 逆转
染 色 ，在 透 射 电镜 下 观 察， 照相 。
试 验材 料 是 玉米 （ ａ 打ｄ Ｌ．京 杂 Ｚｅ ＇ ｓ ）
６ （ 号 由云 南 省 种 子 公 司 提 供 ） 种 子 用 ０ １ 。 ．
氯 化 汞 消毒 １ ｒｉ 清 洗 后 放 入 瓷 盘 中 在 培 ０ ｎ。 ａ 养 箱 （２ ＋ ２０）中萌 发， ５天 后 移 栽 至 温 ４ ＂
ｐｐ ｍ， 核 结 构 无 明显 变 化 （图略 ） 但 在 镉 。
于分解阶段。
１ｐｐ ０ ｍ时 ， 电镜 观 察 已 发现 核 变 形 明 显 ， 表 现 为 核 内腔 扩 大 ， ．核膜 皱 折 凹陷 ，形 成深 深
的 内 陷 沟 （图 １ ｂ）。 镉 ５ ｐ － ０ ｐｍ 处 理 后 ， 核 变 形 更 加 严 重 ， 核 内 出现 多 个 小 核 仁 ， 核 中 央 空 泡 （图 ｉ ｃ）。 铅 处 理 后 同 样 出现 核 变 — 形 情 况 。 图 ｉ ｄ 明经 １ ０ ｐ —表 ０ ｐｍ 铅 处 理 ５ Ｏ 天 后 ， 细 胞 核 的核 质 区 高 度 空 泡 ， 核 仁 也 处
氯 化 镉 ， 均 以纯 铅 ， 镉计 ， 处 理 浓 度 为 ｔ 镉
５ １ 、２、５ｐ 、 ０ ５ ０ ｐｍ ， 铅 ｛ １ ０ ５ ０ １ ０ ０ 、 ０， ０ ０
电 子 显 微 镜 研 究 表 明 ， 、 能 诱 导 细 胞 一 系 镉 铅 列超 微 结 构 变 化 。 镉 导 致 了细 胞 直 径 变 化和 液 泡 化 。 铅 也 使 细 胞 核 、 叶 绿 体 等 细 胞 器受 到 损 害 。 但 已有 的报 道 多 以 单 细 胞 为 研 究对