土壤矿物对dna的吸附及机理
采用批量平衡实验法，在不同菲加入浓度条件下，对土壤矿物吸附DNA进行测试，研究了DNA在土壤矿物表面的吸附现象及机制。其结果表明，土壤矿物对DNA的吸附曲线与Langmuir等温曲线模型一致。土壤矿物吸附DNA时，与DNA分子的外部结构发生相互作用，使得DNA对其分子内部碱基的保护作用减弱。采用批量平衡实验法，研究Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+等金属离子对DNA吸附菲的抑制作用，发现存在增色效应和减色效应。其中Fe3+、Al3+为增色效应，Ca2+、Mg2+、K+、Na+为减色效应，同时发现金属离子所带的电荷数量越多抑制作用越明显。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
1引言3
1.1蒙脱石的结构与性质 脱石的结构与性质3
1.1.1蒙脱石的结构4
1.1.2蒙脱石的物理化学性质4
1.2 DNA的结构与性质 结构与性质4
1.2.1 DNA的结构4
1.2.2 DNA的物理化学性质5
2金属离子对DNA吸附多环芳烃的抑制作用5
2.1材料与方法 方法5
2.1.1试剂5
2.1.2吸附及测定5
2.2结果与分析 果与分析6
2.2.1四种金属离子对DNA吸附菲的抑制效应6
2.2.2 DNA在紫外可见吸收光谱中的吸收峰值变化 7
3铁基蒙脱石与DNA吸附作用8
3.1材料与方法 料与方法8
3.1.1试剂8
3.1.2铁基蒙脱石的制备8
3.1.3吸附及测定8
3.2结果与分析 果与分析8
4讨论9
4.1总结 结9
4.2创新点 新点9
4.3问题与展望 题与展望9
致谢10
参考文献11
土壤矿物对DNA的吸附及机理
引言
1 引言
动植物细胞或微生物细胞主动分泌或细胞死亡裂解产生的DNA是土壤环境中胞外DNA的重要来源[1]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
土壤矿物跟这些释放到土壤环境中的胞外DNA紧密连结，使得这些胞外DNA对核酸酶的降解有比较强的抵抗作用，从而这些胞外DNA可以在土壤环境中持久存在[2][3][4]。因此，土壤矿物的表面吸附胞外DNA是影响胞外DNA在土壤环境中迁移转化以及基因层面上水平转移的主要途径之一。
1．1 蒙脱石的结构与性质
蒙脱石（montmorillonite）是一种层状硅酸盐，蒙脱石的应用领域十分广泛，如催化剂、水泥、陶瓷、化妆品、粘合剂、食品添加剂、颜料或纸浆的原料等。混有蒙脱石的生物膜可以改进生物膜的机械结构，增加水和气的透过特性，并能提高对热的阻隔作用[5]。
1．1．1 蒙脱石的结构
蒙脱石是一种层状硅酸盐土壤矿物，它的理论组成成分主要是三氧化二铝和二氧化硅，其中三氧化二铝占总含量的28.3%，二氧化硅占总含量的66.7%，另外还含有一部分的水。蒙脱石的单位晶胞是由铝氧八面体和硅氧四面体按照1:2的比例构成的。
在这其中，硅氧四面体是由三个氧原子和一个硅原子构成的四面体结构；铝氧八面体有一个中心铝原子，外部的八面体是由八个氧原子构成的。Al3+、Fe3+等离子可以置换硅氧四面体中四配位的Si4+离子，铝氧八面体中六配位的Al3+可被Fe3+、Fe2+、Mg2+、Li+等取代，四面体、八面体中的阳离子被低价金属置换后，会出现一部分半径较大的Ca2+、Na+等阳离子，其作用是维持蒙脱石单位晶格整体的电荷中性。
1．1．2 蒙脱石的物理化学性质
蒙脱石在扫描隧道电镜下能呈现出部分规则的细小鳞片的形状。蒙脱石有多种颜色，其中褐红色、白色和浅灰色是较为常见的颜色。
当蒙脱石吸水的时候，它会膨胀，有时可以膨胀至数十倍，这是因为在蒙脱石的内部单个晶格之间存在一种较弱的晶格间原子结合力，虽然这个结合力的组成成分是氧原子和氢原子，但与氢键不同，这种结合力要弱于氢键的结合作用。这是由于这种比氢键弱的结合力存在，一些极性分子如水分子可以进入到蒙脱石内部的单位晶格之间，导致蒙脱石内部的单位晶格之间的间距变大，从而引起蒙脱石整体的膨胀。如果进入的分子是有机大分子，则蒙脱石内部的单位晶格之间的间距的变大程度更大，蒙脱石的整体膨胀程度比水等极性分子更大。蒙脱石所携带的金属阳离子具有可交换性，这是由于溶液中的金属阳离子可以与蒙脱石内部晶格之间的金属阳离子交换造成的。如Al蒙脱石+Fe3+→Fe蒙脱石+Al3+，在蒙脱石与溶液中进行交换的两种金属氧离子的物质的量和这两种金属阳离子所带的电荷量都是一致的。
蒙脱石中的金属阳离子与溶液中的金属阳离子的交换行为存在着两个一般规律，一是溶液中浓度较高的金属阳离子一般可以交换蒙脱石内部晶格间浓度较低的金属阳离子；二是若溶液中的金属阳离子的浓度与蒙脱石内部晶格间的阳离子浓度大致相当时，溶液中具有较强金属离子键的金属阳离子可以置换出蒙脱石中的存在较弱离子键的金属阳离子。金属阳离子的交换顺序一般为：Na+
DNA是一种生物大分子，是绝大部分生命体的核心及基础组成部分，它能维持细胞正常发挥作用的生物大分子之一。DNA的结构与功能多种多样，它具备的遗传功能是别的生物大分子所不具备的，这也是各国学者对其有较高的研究强度的原因之一。
1．2．1 DNA的结构
DNA这种生物大分子的结构有许多层次，它的基本組成元素只有氧（O）、碳（C）、磷（P）、氮（N）和氢（H）这五种。DNA是一种双链结构的生物大分子，由脱氧核糖核苷酸组成，而脱氧核糖核苷酸又是由含氮碱基、戊糖和磷酸这三种分子组成的。核酸存在四类含氮的碱基，其分别为鸟嘌呤（guanine，缩写为G），胞嘧啶（cytosine，缩写为C），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T）和腺嘌呤（adenine，缩写为A）[7]。
DNA具有三级结构，一级结构是线性的，是指四种脱氧核糖核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键相连所组成的一条不定长度的脱氧核糖核苷酸长链。由于每一条长链中的四种脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同，导致DNA一级结构的多样性。DNA的二级结构是三维空间的立体结构，其原因是在每一个DNA分子中，都具有两条反向平行的脱氧核苷酸链，构成DNA分子的双螺旋结构。形成这种双螺旋结构的原因是特定的含氮碱基之间能形成氢键，即在胸腺嘧啶与腺嘌呤之间存在两个氢键，而在鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。DNA的三级结构是由于DNA进一步扭曲盘旋所形成的特定的空间结构，也称之为超螺旋结构。超螺旋结构仍是当今研究的热点之一。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
1引言3
1.1蒙脱石的结构与性质 脱石的结构与性质3
1.1.1蒙脱石的结构4
1.1.2蒙脱石的物理化学性质4
1.2 DNA的结构与性质 结构与性质4
1.2.1 DNA的结构4
1.2.2 DNA的物理化学性质5
2金属离子对DNA吸附多环芳烃的抑制作用5
2.1材料与方法 方法5
2.1.1试剂5
2.1.2吸附及测定5
2.2结果与分析 果与分析6
2.2.1四种金属离子对DNA吸附菲的抑制效应6
2.2.2 DNA在紫外可见吸收光谱中的吸收峰值变化 7
3铁基蒙脱石与DNA吸附作用8
3.1材料与方法 料与方法8
3.1.1试剂8
3.1.2铁基蒙脱石的制备8
3.1.3吸附及测定8
3.2结果与分析 果与分析8
4讨论9
4.1总结 结9
4.2创新点 新点9
4.3问题与展望 题与展望9
致谢10
参考文献11
土壤矿物对DNA的吸附及机理
引言
1 引言
动植物细胞或微生物细胞主动分泌或细胞死亡裂解产生的DNA是土壤环境中胞外DNA的重要来源[1]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
土壤矿物跟这些释放到土壤环境中的胞外DNA紧密连结，使得这些胞外DNA对核酸酶的降解有比较强的抵抗作用，从而这些胞外DNA可以在土壤环境中持久存在[2][3][4]。因此，土壤矿物的表面吸附胞外DNA是影响胞外DNA在土壤环境中迁移转化以及基因层面上水平转移的主要途径之一。
1．1 蒙脱石的结构与性质
蒙脱石（montmorillonite）是一种层状硅酸盐，蒙脱石的应用领域十分广泛，如催化剂、水泥、陶瓷、化妆品、粘合剂、食品添加剂、颜料或纸浆的原料等。混有蒙脱石的生物膜可以改进生物膜的机械结构，增加水和气的透过特性，并能提高对热的阻隔作用[5]。
1．1．1 蒙脱石的结构
蒙脱石是一种层状硅酸盐土壤矿物，它的理论组成成分主要是三氧化二铝和二氧化硅，其中三氧化二铝占总含量的28.3%，二氧化硅占总含量的66.7%，另外还含有一部分的水。蒙脱石的单位晶胞是由铝氧八面体和硅氧四面体按照1:2的比例构成的。
在这其中，硅氧四面体是由三个氧原子和一个硅原子构成的四面体结构；铝氧八面体有一个中心铝原子，外部的八面体是由八个氧原子构成的。Al3+、Fe3+等离子可以置换硅氧四面体中四配位的Si4+离子，铝氧八面体中六配位的Al3+可被Fe3+、Fe2+、Mg2+、Li+等取代，四面体、八面体中的阳离子被低价金属置换后，会出现一部分半径较大的Ca2+、Na+等阳离子，其作用是维持蒙脱石单位晶格整体的电荷中性。
1．1．2 蒙脱石的物理化学性质
蒙脱石在扫描隧道电镜下能呈现出部分规则的细小鳞片的形状。蒙脱石有多种颜色，其中褐红色、白色和浅灰色是较为常见的颜色。
当蒙脱石吸水的时候，它会膨胀，有时可以膨胀至数十倍，这是因为在蒙脱石的内部单个晶格之间存在一种较弱的晶格间原子结合力，虽然这个结合力的组成成分是氧原子和氢原子，但与氢键不同，这种结合力要弱于氢键的结合作用。这是由于这种比氢键弱的结合力存在，一些极性分子如水分子可以进入到蒙脱石内部的单位晶格之间，导致蒙脱石内部的单位晶格之间的间距变大，从而引起蒙脱石整体的膨胀。如果进入的分子是有机大分子，则蒙脱石内部的单位晶格之间的间距的变大程度更大，蒙脱石的整体膨胀程度比水等极性分子更大。蒙脱石所携带的金属阳离子具有可交换性，这是由于溶液中的金属阳离子可以与蒙脱石内部晶格之间的金属阳离子交换造成的。如Al蒙脱石+Fe3+→Fe蒙脱石+Al3+，在蒙脱石与溶液中进行交换的两种金属氧离子的物质的量和这两种金属阳离子所带的电荷量都是一致的。
蒙脱石中的金属阳离子与溶液中的金属阳离子的交换行为存在着两个一般规律，一是溶液中浓度较高的金属阳离子一般可以交换蒙脱石内部晶格间浓度较低的金属阳离子；二是若溶液中的金属阳离子的浓度与蒙脱石内部晶格间的阳离子浓度大致相当时，溶液中具有较强金属离子键的金属阳离子可以置换出蒙脱石中的存在较弱离子键的金属阳离子。金属阳离子的交换顺序一般为：Na+
DNA是一种生物大分子，是绝大部分生命体的核心及基础组成部分，它能维持细胞正常发挥作用的生物大分子之一。DNA的结构与功能多种多样，它具备的遗传功能是别的生物大分子所不具备的，这也是各国学者对其有较高的研究强度的原因之一。
1．2．1 DNA的结构
DNA这种生物大分子的结构有许多层次，它的基本組成元素只有氧（O）、碳（C）、磷（P）、氮（N）和氢（H）这五种。DNA是一种双链结构的生物大分子，由脱氧核糖核苷酸组成，而脱氧核糖核苷酸又是由含氮碱基、戊糖和磷酸这三种分子组成的。核酸存在四类含氮的碱基，其分别为鸟嘌呤（guanine，缩写为G），胞嘧啶（cytosine，缩写为C），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T）和腺嘌呤（adenine，缩写为A）[7]。
DNA具有三级结构，一级结构是线性的，是指四种脱氧核糖核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键相连所组成的一条不定长度的脱氧核糖核苷酸长链。由于每一条长链中的四种脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同，导致DNA一级结构的多样性。DNA的二级结构是三维空间的立体结构，其原因是在每一个DNA分子中，都具有两条反向平行的脱氧核苷酸链，构成DNA分子的双螺旋结构。形成这种双螺旋结构的原因是特定的含氮碱基之间能形成氢键，即在胸腺嘧啶与腺嘌呤之间存在两个氢键，而在鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。DNA的三级结构是由于DNA进一步扭曲盘旋所形成的特定的空间结构，也称之为超螺旋结构。超螺旋结构仍是当今研究的热点之一。
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