【正确答案】活性氧(ROS)指较O2的化学性质更为活跃的O2代谢产物及其衍生的含氧物质的统称,包括所有的含氧自由基和过氧化氢。
氧气是植物生命活动的必需条件,但氧在参与新陈代谢的过程中会被活化成活性氧,活性氧具有很强的氧化能力,对许多大分子的结构具有破坏作用,因此活性氧的积累必然导致对细胞的伤害。
(1)抑制生长。当环境中的氧浓度超过正常空气含量时,植物的生长会受到明显的抑制。且随着氧浓度的增大对生长的抑制增强。高浓度氧对生长的抑制或伤害是通过诱导植物体内活性氧的积累引起的。加入活性氧清除剂(如没食子酸丙酯、甘露醇等)则能降低高氧逆境对生长的抑制。
(2)损伤细胞结构与功能。高氧逆境能诱导活性氧的产生,因而会引起细胞结构和功能的损伤,如导致叶绿体膨胀,基粒出现松散或崩裂,光合能力降低等。
(3)诱发膜脂过氧化作用。膜脂过氧化是指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生的过氧化反应,其结果不仅使膜中不饱和脂肪酸含量降低,引起膜流动性下降以致膜相分离和膜透性增大,膜的正常功能破坏,而且膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)等也能直接对细胞起毒害作用。
(4)对生物大分子的损伤。活性氧具有很强的氧化能力,对许多生物大分子具有破坏作用。超氧阴离子自由基([*])和羟自由基(·OH)既能破坏蛋白质的一级结构,又能造成二、三级结构的损伤。[*]和·OH可导致多种酶失活,其原因是:①与MDA一样,可使酶分子间发生交联、聚合,导致酶失活;②[*]和·OH能攻击—SH,而—SH是多种酶活性中心的组成基团,因而使酶不可逆失活;③氧自由基可通过氧化修饰酶蛋白的不饱和氨基酸或与酶分子中金属离子起反应导致酶失活。
此外,[*]对大分子质量DNA有剪切、降解和修饰作用,因而也能引起DNA结构的损伤。
【答案解析】