Cu2 对崇明东滩湿地脲酶活性的hormesis效应初探开题报告

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1. 研究目的与意义

土壤脲酶作为惟一作用于肥料(尿素)的土壤酶类,在土壤营养物质转化、环境保护与监测等方面具有重要的环境意义。

在土壤重金属污染日益严重的背景下，土壤脲酶的活性也受到了一定的影响。

通过测定cu² 对脲酶活性抑制与促进的浓度阈值，得出cu² 浓度对沉积物脲酶活性hormesis效应，丰富前人的hormesis效应研究广度，进而为深入研究重金属浓度对酶活性的影响奠定科研基础。

2. 国内外研究现状分析

1902年,英国生理学家Starling发现将分泌激素(secretin)释放到血液中时可刺激胰腺的分泌。1904年,他创造了激素(hormone)这个新词来命名这种小剂量作用下影响代谢的物质。1943年,Southam和Erlich发现大剂量橡树皮萃取物能抑制菌类生长,但在低剂量时却刺激菌类的生长,并将hormone改为hormesis,意思是在有毒物质低剂量下产生的刺激作用。早期对hormesis效应的认识是与Hah-nemann的顺势疗法(homeopathic medicine)的概念和实践密切相关的。Hah-nemann治疗疾病的观点是相似治愈相似和药物被稀释后会变得更有力。

由于低剂量时的效应与研究预期的结果直接相反,通常很少引起研究人员注意。直到20世纪80年代,Stebbing发表的一篇关于hormesis在生长过程中作用的综述,以及后来Calabrese等人的研究工作,使hormesis的重要性重新被人重视。近年来,有关环境内分泌干扰物的研究成为一个热点。由于内分泌干扰物作用的浓度范围非常宽,发现相当多的环境内分泌干扰物作用的剂量/效应曲线呈现U型或倒U型。

近30年来,国外对hormesis效应的研究有了实质性的发展，而国内的研究也处于起步阶段，许多研究人员在更多地关注有毒物质的高浓度抑制作用的同时，也开始研究其低浓度促进作用，测定不同毒物的低浓度阈值。Hormesis效应体现了辩证唯物主义的矛盾的普遍性原理，为我们拓宽了研究方向。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）其他条件一定，只改变时间长短的前提下，研究某一浓度cu² 对脲酶活性的影响，绘制相应的时间动力学曲线；

（2）其他条件一定，只改变cu² 浓度的前提下，研究cu² 浓度对脲酶活性的影响，分别测定活性的抑制与促进浓度阈值，绘制相应的时间动力学曲线；

4. 研究创新点

国内外对于重金属离子对酶活性的影响研究较多集中在一些污染型重金属元素，如汞、镉、铅、铬等，对Cu² 的土壤酶生态效应却鲜见报道。

现在研究界对hormesis效应仍存在争议，研究大多局限于高浓度重金属离子对酶活性的抑制作用，本项科学研究不但测定Cu² 对酶抑制作用的阈值，另外也通过多次实验不断尝试，并通过二分法取平均值再加减标准差的方法来准确界定Cu² 对酶的促进作用的浓度阈值。