Mội trong những ứng dụng của năng lượng nguyên tử trong lãnh vực sinh học và nông nghiệp là việc chiếu xạ hạt giống trước khi gico nhằm tạo ra hiệu ứng kích thích sinh trưởng và phát tri
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HOC SU PHAM THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH
KHOA SINH HOC
LH
Be tai :
Một số nghiên cứu về kha năng bảo vệ của axit amin
Lizine và Methionine đối với ảnh hưởng của tia Rơnghen
lên đậu tương Glycine Max (L) Merrill.
GVHD: Thay NGUYEN THỌ PHAT
Trang 2LỜI CAM ON
Lin chin thanh cảm om các ỞÃây Ge
thos Simh dis hét long truyén dal, lang bj đây
cÂguyên Trp Phat đã rte tte giới d; heaing
thank chaayin đ để nphith nay
Din cảm on các ban ding min dit hil long
hé le cho tei trong quá tinh đợc: hiin dé đàc
Lin chin thank cảm an
Trang 3NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
Trang 4Fhồền Ì: ĐT VẤN ĐỀ c2 000060 n6sacese-eeevennnnsessmeesee 0I
Phần II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU : s.-.22—266-222002066cse<e 03
2.1 Một số nét về tia phóng xạ sinh học c2 sec, 03
2.2 Sự tương tác của tia ion hóa lên vật chất óc (c2 04
2.3 Tác dụng tia ion hóa lên cơ thé sống -.- 2 2 S5 St 32g23 z2 06
23:1: Tác đụng Wn mekdencie tein sas 2 EER 07 2.3.2 Tác dung lên aminoacid và protein - 5 S3 1 855 se s 08
8:45 Tết tụng Nộp Bế NỀ sengagakueunetornednsedsesoorsganeaesdl 09
2.3 4 Tác dung lên mô và cơ thể, 052591511 S HH g1 115152 10 2:35 Các hiệu ứng cầa tìa ion tebe cciscssaisiiideissicicececeeaseiiiiisheeatevcaoaie 10
2.4 Những tác nhân ảnh hưởng đến hiệu ứng phóng xa 11
¿/4.1 Hiệu Gig RI COG na sses sc cantsccnisiin cs pe sseabonnsesacasananisinceacanapacancnis II
2.4.2 Hiệu ứng giảm nhẹ 42222222 22 2222217121000112101210050 c6 i 2.5 Co chế tác dụng của tia ion hóa lên cơ thé sống 2 522 12
2.6 Co chế tác dụng của chất bảo V6 oo ccccccccececeeecececeeceeeeseseeeeeeeseeeeeees 14
2T Ứng dụng phếngxạ trong sinh học và y học | Gà 2XRGERbMi06010800)86sG 17
2.8 Tinh hình nghiên cứu theo hướng bảo vệ phóng xạ 18
PHAN III: ĐỐI TƯỢNG VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU 19
3:1: Đối tưng nghìÊn cle cic coe nee cae 19
BD PRMD pRÁD NGHIÊN GẮNG So ái 0e cooccc co 22
PHAN IV: KẾT QUA VÀ BIỆN LUẬN 32
4.2 Nhận xét chung - - S1 TH HH TH cu g2 it te 45
PHAN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHI cccccccccecesscecenoeeeneseeeseseeeeseeneeen 47
81, <0)” 7 RRR RTE dene ieee ar cor SNR okra 0000200Q 026365 0A36/044L25-6:tui68ECA 47
S52 HE NdÌ 24:62 Gà d6500iy/20AãQGG6ádxiisuinG6dácssbiudidil0ioixessrasi 48
a 3 |, a 49
mm 1: | « .——-.“.- TỈỶHaASarBrrrrae=e 5S
Trang 5LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Các phương pháp vật lý hạt nhân và đồng vị phóng xạ đã góp phần trong
việc nghiên cứu những vấn đề rất cơ bản của ngành sinh học, bên cạnh đó đem
lại nhiều ứng dụng có hiệu quả trong y học, nông nghiệp và bảo quản thực phẩm
trên thế giới cũng như trong nước.
Mội trong những ứng dụng của năng lượng nguyên tử trong lãnh vực sinh
học và nông nghiệp là việc chiếu xạ hạt giống trước khi gico nhằm tạo ra hiệu
ứng kích thích sinh trưởng và phát triển cây trồng, làm tăng năng suất của mùa
màng, cải thiện phẩm chất của sản phẩm, rút ngắn thời gian tăng trưởng, tăng
cường tính chống lại sâu bệnh và hàng loạt các thuộc tính mà con người mong
muốn Chính công tác này da đóng vai trò quyết định trong cuộc cách mạng
xanh hồi thập niên 60 ở Ấn Độ và nhiều nước khác trên thế giới.
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát | SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 6LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Xu thế hiện nay một số nước trên thế giới đã áp dụng phương pháp này
trong thực tiễn sản xuất, đặc biệt ở Liên Xô việc chiếu xạ hạt giống trước khi gico đã mang lại hiệu quả kinh tế to lớn
Tuy nhiên việc ứng dụng tia ion hóa không phải luôn có lợi mà còn gây
hai bởi tính xuyên sâu và tính tích lũy của nó.
Dựa trên cơ sở khoa học có những chất gây hiệu ứng giảm nhẹ tổn thương
phóng xạ do sự tranh giành năng lượng ion hóa, khử hoạt tính gốc tự do các độc
tế phóng xạ Bộ môn sinh học trường DHSP đã tiến hành thực hiện đề tài này
nhằm tìm ra nguyên tố hạn chế tác hại của tia phóng xạ đối với sinh vật Điều
này có ý nghĩa trong việc bảo vệ sinh vật nói chung và sức khỏc con người trước
tình hình đất nước hiện nay.
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 2 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 7LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
dưới dạng những tia bức xạ ion hóa khác nhau.
2.1.2 Tia lon hóa.
Bất kì bức xạ nào có khả năng ion hóa các nguyên tử hay phân tử mà
nó gặp trên đường đi điều coi là các tia ion hóa
Về bản chất tia ion hóa có thể chia làm hai loại :
- Bản chất sóng điện từ : tia Rơnghen, tia &
- Bản chất là hạt: tia a, B, proton
Tia Rơnghen (tia X) được tạo thành từ ống phóng Rơnghen dưới tác
dụng của điện trường một chiều từ vài chục kilovolt đến hàng trăm kilovolt
các electron sẽ chuyển động với tốc độ cực lớn từ catod sang anod, Các
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 3 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 8LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
electron bị dừng lại đột ngột tại anod nên toàn bộ động năng của nó chuyển
thành nhiệt (99,8%) và tia Rơnghen (0,2%) có năng lượng ở hàng kev
Đặt điểm quan trọng tia Rơnghen là quang phổ của nó phân bố thànhphổ liên tục
2.1.3 Đơn ion hóa :
- Rơnghen : là đơn vị dùng để đo năng lượng phát xạ của tia ion hóa có bản
chất là sóng điện từ, Một Rơnghen là cường độ bức xạ để tạo được 2,08 x 10
cặp ion trong | m’ không khí ở điều kiện tiêu chuẩn Năng lượng này tương
đương với 0,11 erg/cm3
- Đương lượng Rơnghen vật lý (rep) : để đo bức xạ hạt Một rep là cường độ
bức xạ có khả năng gây ra sự ion hóa tương đương với Ir,
- Rad : là liều mà đối tượng bị chiếu xạ hấp thụ được một năng lượng phóng
xa bằng 100 er/g
1 rad= 1,19 rep.
- Đương lượng Rénghen sinh vật (rem): liều xạ của bất kì loại tia ion hóa
nào gây được hiệu ứng sinh vật tương đương với Ir.
2.2 Sự tương tác của tia ion hóa lên vật chất :
Dưới tác dung của ion hóa nguyên tử vật chất A bị mất điệnVtrở thành
ion A* và nguyên tử B trở thành ion B
Trang 9LUAN VĂN TỐT NGHIỆP
——————————S I
2.2.1 Sự thủy phân do tia xa
Khi bị chiếu xạ trong nước có thể xảy ra các quá trình:
Các ion H;0” có thể phân ly thành ion HỶ và gốc tự do OH, Hoặc tương tác với
các phân tử nước thường tạo thành ion H;0 và gốc tự do OH,
H+OH
Su”
H,0° + OH
Các electron được phân ly bởi các tia ion hóa có thể kết hợp phân nước
thường tạo thành ion HO ˆ sau đó phân ly thành ion OH’ và gốc tự do H
H:O + e —> H:Ơ —>OH +H
Các gốc tự do H và OH có thể được hình thành trực tiếp từ các ion OH' và
Trang 10LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
¬———=E=EƑEƑEƑ— Ằ.òễễ=
H + O, — HO;
HO; +HO: — H;O› + O;
Trong trường hợp nồng độ oxy cao có thể tao những peroxyt HO,
Như vậy các sản phẩm trong phóng xạ thủy phân có thể tương tác với các
phân tử hữu cơ làm cho chúng trở thành trung tâm hoạt hóa của các phản ứng
Các gốc tự do tương tác với oxy tạo thành các peroxyt gốc tự do RO,
Các peroxyt gốc tự do có thể tương tác với nhau tạo thành peroxyt alkil:
R,O; + R:O; -> R,OOR; + O;
Hoặc tương tác với phân tử hữu cơ khác làm biến tính nó :
RO, + RH —> ROOR + R
Ở đây sau phản ứng vẫn còn tồn tại gốc tự do Trường hợp này xảy ra khi
nig lượng của các gốc tự do đủ lớn, và đó cũng là hình ảnh của phản ứng dây
chuyền trong cơ thể sinh vậ‡ khi bị chiếu xa.
2.3 Tác dụng của tia ion hóa lên cơ thể sống.
NEE
GVHD : PTS Nguyén Tho Phat 6 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 11LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
]Ƒ—äắằễẽ£Ặ§%5«šằỬó.,——ễễễễễỄ>ềễẺỶễẺỄ
2.3.1 Tác dụng lên acidnucleic ;
Dưới tác dụng của tia ion hóa các acidnucleic sẽ bị biến tính về mat
hình thái cũng như sinh lý.
Đối với ARN thường bị đứt thành những đoạn ngắn ở đây có sự nối lại
các mach bị đứt, đặEbiệt là trật tự cũ thường bị phá vỡ Do đó ARN sẽ bị mất hoạt tính, chức năng hoạt động sai lệch.
Đối với ADN là hai mạch xoắn nên hiệu ứng có những điều đặc biệt.
Sự đứt đoạn ADN cũng có thể xảy ra nếu như vị trí bị tổn thương trên hai
mạch nằm đối diện nhau (hình a) Để đạt được điều kiện trên đồi hỏi tia ion
hóa có mật độ ion hóa cao Trường hợp thường gặp là vị trí tổn thương nằmrải rác trên hai mạch xoắn (hình b)
Khi đó sẽ có hàng loạt tình huống xảy ra Các gốc tự do H và OH có thể
tương tác lên những đoạn còn nguyên của ADN và tạo tổn thương mới Nếu
vị trí tốn thương này nằm đối diện nhau trên hai mạch thì ADN sẽ bị cất đoạn
(hình c) Nếu trong môi trường có oxy thì sẽ tạo thành peroxyt tại chỗ tổn
thương làm cho mạch bị “theo” (hình d).
Trong trường hợp vị trí tổn thương của hai đoạn ADN (hoặc của cùng
một ADN nhưng ở đoạn khác nhau ) nằm cạnh nhau thì chúng có thể tương
tác lẫn nhau, tạo sự khâu mạch (hình c,Ð)
Tất cả các tính huống trên điều dẫn đến sự tổn thương về mặt hình thái
của ADN và làm biến tính về mặt sinh học của chúng
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 7 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 12LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
|=|
(f) (e) (d) (c)
Trong trường hợp bị đứt đoạn, chúng có thé nối lại với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên các ADN mới có cấu trúc không giống ban đầu Do đó
làm mất hoạt tính sinh học của ADN dẫn đến sự sai lệch thông tin của ADN
Sự ion hóa của tỉa phóng xạ có thể xảy ra bất kỳ nơi nào trên mạch củaADN, Tuy nhiên sự đứt đoạn thường xảy ra ở những vùng mẫn cảm hơn
2.3.2 Tác dụng lên aminoacid và protein.
Tia ion hóa có thể gây tổn thương bất kỳ vùng nào của aminoacid tạo nên
sự biến dạng cũng như biến tính sinh hoc của aminoacid,
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát § SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 13LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
——=————————————ễễễễễễỄễỄễỄễễễề>ỄỆỄỆỆễềỳ>ề
Theo các kết quả thống kê từ các thí nghiệm, người ta thấy rằng các nhóm
amin tỏ ra mẫn cảm đối với phóng xạ Tất cả các œ amino — acid đều có mẫn
cả phóng xạ như nhau trừ histidin.
Theo một số tác giả thì sự tổn thương của amino - acid là do hiện tượng
deamin hóa các amino - acid Thực nghiệm thì amino - acid chỉ bị mất nhóm
amin khi bị chiếu xạ với liều cao hơn liều tử vong nhiều lần,
Vậy deamin không phải là nguyên nhân làm trực tiếp làm biến tính sinh
học của amino - acid,
Đối với nhóm amino - acid có nhóm - SH thì sự mẫn cảm phóng xạ của
chúng nằm ở nhóm - SH,
Đối với các amino - acid nằm trong các mạch polypeptit hoặc protcin thì
hiệu ứng trên cũng xảy ra:
- Mạch polypeptit hoặc protein bị đứt đoạn
- Khâu mạch trong nội bộ một phân tử hoặc giữa các phân tử với
nhau
- Phá vỡ một số cầu nối làm thay đổi cấu trúc không gian của
protein.
2.3.3 Tác dụng lên tế bào ;
Theo nguyên tắc Bergonic và Tribondeau (1906) : “Độ mẫn cảm phóng xạ
của tế bào tỷ lệ thuận với hoạt tính phân bào của nó và tỷ lệ nghịch với mức
độ biệt hóa của chúng “.
Đối với tế bào có khả năng nguyên phân, tia phóng xạ có thể gây ra những
hiệu ứng tùy mức độ tổn thương :
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 9 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 14LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
- Tế bào bị chết ngay sau khi bị chiếu xa
- Tế bào bị chết trước khi phân chia
- _ Tế bào bị chết sau một vài lần phân chia
- Té bào vẫn sống nhưng mất khả năng phân chia
- _ Tế bào vẫn phân chia nhưng quá trình bị làm chậm lại
Từ nhiỀu công trình thí nghiệm người ta cho rằng: sự tổn thương phóng xa
của tế bào là kết quả tổng hợp của nhân lẫn nguyên sinh chất
2.3.4 Tác dụng lên mô và cơ thể
Hiệu ứng phóng xạ của mô và cơ thể không những tùy thuộc vào độ mẫn cảm của chính mô hay cơ thể mà còn tùy thuộc vào cách thức chiếu Cùng một liều xạ nhưng chiếu định vị (từng vùng) sẽ có hiệu ứng thấp hơn so với
chiếu tổng thể (toàn thân ), Do đó hiệu ứng phóng xạ lên mô và cơ thể rất phức tạp, da dạng.
Những qui luật chung :
- Nơi nào có cường độ trao đổi chất lớn thì độ mẫn cảm phóng xạ
cao.
- Các mô nào có những tế bào chưa chuyên hóa sẽ có độ mẫn cảm
hơn các mô gồm những tế bào chuyên hóa.
- Các cơ thể ở nấc thang tiến hóa càng cao có độ mẫn cảm độ
phóng xạ càng cao.
2.3.5 Các hiệu ứng xa của tia ion hóa
- Rút ngắn tuổi thọ
- Xuất hiện các khối u ác tính (ung thư)
- Tac động đến sự phát triển của bào thai
GVHD : PTS Nguyễn Tho Phát 10 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 152.4.1 u ăng c
2.4.1.1 Hiệu ứng oxy
Nhiều công trình thí nghiệm trên các đối tượng khác nhau đều cho thấy
khi tăng nồng độ oxy thì sự tổn thương phóng xạ tăng lên Vì vậy oxy được
coi là tác nhân tăng cường hiệu ứng phóng xạ.
Trong trường hợp tổn thương do tia ion hóa có mật độ thấp thì hiệu ứng
oxy cao hơn trong trường hợp oxy hóa có mật độ cao Như vậy oxy đã tăng
cường hiệu ứng tác dụng gián tiếp của tỉa ion thông qua các độc tố phóng xa,
trước hết là các sản phẩm peroxyt
Stender và Hornikewitsch nhận thấy khi giảm từ 6 - 8 % nồng độ oxy
trong không khí thì số chuột bị chiếu xạ liều tử vong thoát chết tăng lên.Nhưng nếu tiếp tục giảm thì hiệu quả không lớn hơn Do đó người ta cho
rằng hiệu ứng oxy có ngưỡng dưới.
2.4.1.2 Hiệu ứng nhiệt độ
Khi tăng nhiệt độ thì hiệu ứng tốn thương phóng xạ cũng tăng lên.
Theo A,Hollender, nếu tăng nhiệt độ từ 6 °C lên 30°C thì tổn thương
phóng xạ của vi khuẩn tăng lên gấp 4 lần.
Trang 16LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
* Nhóm [ndolilalkilamin : bao gồm các chất có nhóm indol như: triptamin,
Triptophan, Cerotonin
* Nhóm Mercabtoalkilamin gồm các chất có chứa SH như : cystin, cystein,
mercamin, glutathion, methionin
Methionine CH; CH, CH _ COOH
| |
S_CH; NH;
* Nhóm các chất khác: bao gồm các chất khác nhau có tác dụng giảm hiệu
ứng tổn thương phóng xạ như Tanin, ARN, adrenalin, morphin
Cơ chế tác dụng của các chất bảo vệ phóng xạ:
- Tranh giành năng lượng tia ion hóa
Trang 17LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Tế bào bị chết nếu tia xạ phá hủy đúng vùng nào đó gọi là bia.
Tế bào có thể có một hoặc nhiều bia Nếu sư tổn thương của bia có số lượng nhỏ hơn số lượng bia cần phải phá hủy thì tế bào sẽ không bị tổn
thương Qui luật này được thể hiện bằng biểu thức :
D: liều xạ
V: xác suất tia xạ rơi đúng bia
Z: số lượng tế bào trước khi chiếu xạN: số lượng tế bào sống sót
K: số lượng bia
#-l R
a =: xác suất tếbào sống sót
Theo thuyết này, đối với loại có một bia chi cần sự ion hóa xảy ra tại bia
là đủ gây tổn thương cho đối tượng còn những sự ion hóa ngoài bia trở nên
“dư thừa”, Cho nên nếu dùng tia ion hóa có LET lớn sẽ kém hiệu quả hơn
loại có LET nhở, vì nó mất nhiều năng lượng vào việc ion hóa dư thừa
Đối với loại có nhiều bia thì các tia ion hóa có LET lớn lại có hiệu quả
hơn so với loại có LET nhỏ vì LET nhỏ thi khả năng cùng một lúc ion hóa
được nhiều bia để gây được tổn thương cho đối tượng rất nhỏ.
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 13 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 18LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2.5.2 Thuyết độc tố phóng xa
Khi bị phóng xạ bên cạnh các gốc tự do và peroxyt trong cơ thể sẽ hình
thành một chất radiomimetic gây nên hiệu ứng tổn thương cho cơ thể
Trong các hợp chất hữu cơ trong cơ thể thì acid béo chưa bão hòa là cơchất dé tạo thành những độc tố phóng xa nhất
2.5.3 Thuyết giải phóng enzim
Enzim trong cơ thể sống được chứa đựng dưới dạng hoàn chỉnh trongnhững vi cấu trúc hoặc sẽ được sản xuất đưới tác dụng của một tác nhân
nào đó Việc giải phóng enzim nào và hàm lượng bao nhiêu được kiểm tra
chặt chẽ bởi một hệ thống điều tiết phức tạp
Tia ion hóa làm sai lệch các hoạt động điều tiết này làm cho cnzim
được phóng thích hỗn loạn Việc mất cân bằng hoạt động của các enzim dẫn
đến sự rối loạn của quá trình trao đổi chất trong cơ thể dẫn đến tổn thương
chức năng hoặc thực thể của cơ thể sống.
4 :
Khi bị phóng xạ, trong cơ thể xuất hiện các gốc tự do Chính các gốc tự
đo này sẽ khởi mào cho các phản ứng đây chuyền làm tổn thương cơ thể sống.
Theo thời gian tổn thương sẽ tăng đần nếu không có biện pháp cất đứt các
phản ứng dây chuyền này thì cơ thể sẽ bị tử vong.
2.6 € của chất
1 Lich sữ nghiê và nhữn nh tưu:
Đayli - 1942 nghiên cứu tác hai của tia Rơnghen tới các loại enzim da
phát hiện thấy rằng :
— n —ẮẳẮẳẮẳẮẳÏ ắ.^ẽasnsäräaaan
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 14 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 19LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
—
Enzim + thioure lưu huỳnh trong khi chiếu xa thì có một số phân tử
cnzim bị khử hoạt tính giảm xuống.
Baron - 1949 cũng thấy khả năng bảo vệ phóng xạ của axitamin cystein cho chuột 5 phút trước khi chiếu 950 + 1200 mg/kg ở liều chiếu 800 R thì trong 15 con được tiêm chỉ có hai con chết, còn ở lô đối chứng không được
tiêm thì trong 15 con chỉ có 2 con sống
Sau này người ta thấy có nhiều chất bảo vệ không chứa nhóm - SH.
Đến nay đã tìm ra khoảng 3000 chất bảo vệ phóng xạ.
Để đánh giá tác dụng bảo vệ của các chất người ta thường dùng đại
lượng yếu tố giảm liều lượng (viết tắt YTGLL) Đại lượng này được xác định
như tỷ số của liều lượng tia phóng xạ gây tử vong 50% số động vật bị chiếu
xạ sau 30 ngày khi chúng được tiêm một liều chất phóng xạ (LDTM bảo vệ)
trên liều lượng phóng xạ gây» số tử vong ở động vật không được bảo vệ
(LDTM” chuẩn) sau 30 ngày.
LDTMTM có chất bảo vệ
YTGLL =
LD”?*° không có chất bảo vệ
Qua những số liệu được công bố người ta thấy rằng giá trị đại
lượngYTGLL của các chất bảo vệ phóng xa tốt nhất cũng chỉ xấp xi 2.Vấn đề tìm các chất bảo vệ phóng xạ có khả năng tạoYTGLL lớn hơn vấn đề trọng
tâm của ngành phóng xạ sinh vật học.Muốn làm được điều đó người ta phải
tìm hiểu cơ chế bảo vệ của các chất đã biết
GVHD ; PTS Nguyễn Thọ Phát 15 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 20LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
—ễễ—ễễễ—
2.6.2 Cơ chế bảo vệ phóng xa:
Có nhiều quan điểm khác nhau:
Đứng trên quan điểm cơ chế tác dụng gián tiếp các nhà khoa học cho rằng: cơ chế bảo vệ các chất đó gắn liền với các gốc tự do của nước Các
gốc tự do được hình thành khi chiếu xạ dung dịch sẽ tham gia vào các phảnứng với các chất bảo vệ phóng xạ hơn so với các chất hòa tan khác Tức là
các chất bảo vệ phóng xạ có ái lực hóa học với các gốc tự do cao hơn và như
vậy sẽ xay ra quá trính cạnh tranh các gốc tự do với phân tử hòa tan.
Một số nhà bác học đã giải thích cơ chế bảo vệ của các chất trên cơ sở
tác dụng trực tiếp của tia phóng xạ Nhiều số liệu thực nghiệm cho thấy cácchất bảo vệ phóng xạ cũng thể hiện rất ít nước Vì vậy một số tác giả cho
rằng cơ chế bảo vệ của các chất hóa học có thể thực hiện bằng cách :
- Năng lượng do phân tử nghiên cứu hấp thụ khi bị chiếu xạ có thể đượctruyền cho các phân tử chất bảo vệ và như vậy các phân tử nghiên cứu sẽ
không bị tổn thương.
- Sự phục hồi cấu trúc phân tử sinh vật cũng có thể xảy ra sau khi chúng hấp
thụ năng lượng của tia phóng xạ chúng sẽ tương tác với các phần tử chất bảo
vệ phóng xạ Trong điều kiện đó năng lượng sẽ được chuyển về cho các
phần tử bảo vệ, còn phần tử sinh vật sẽ chuyển về trạng thái ban đầu Nếu
phân tử sinh vật hấp thụ năng lượng, của tia nhưng không tương tác với cácchất bäbvệ phóng xa thì chúng sẽ bị thay đối bất thuận nghịch
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 16 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 21LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
- _ Các chất bảo vệ phóng xạ có khả năng tham gia vào phản ứng cạnh tranh với
các gốc tự do hữu cơ được hình thành trong hệ bị chiếu xạ và các hoạt tính
sinh vật của chúng.
Mội số chất bảo vệ phóng xạ có khả năng làm thay đối phản ứng của cơ thể
đối với tác dụng của tia phóng xạ như :gây co động mạch, giảm áp suất oxy
bên trong cơ thể hoặc giải phóng những chất bảo vệ có sẵn trong cơ thể,
- Tái tạo lại phân tử sinh học bị tốn thương
Với những cơ chế đó, chất bảo vệ chỉ có tác dụng khi được đưa vào trước lúc
chiếu xạ Nếu sau đó đưa vào thì hiệu qủa sẽ thấp hoặc không có hiệu quả
2.7 Ung dụng phóng xa trong sinh học và y học
e Trong y học:
- Dùng để chẩn đoán bệnh
- Dang để chữa trị, nhằm giết chết các tế bào có hại trong cơ thể
như bệnh: ung thư, bướu cổ
e Trong sinh hoc
- Dùng các đồng vị phóng xạ để nghiên cứu hấp thy của các
nguyên tố cũng như cường độ trao đổi chất ở cơ thể động, thực
vật.
- Dùng phóng xạ như một tác nhân kích thích với liều thấp phóng
xa có thé tăng sản lượng vật nuôi, cây trồng
- Dùng như một tác nhân gây dột biến.
———eE———————
GVHD : PTS Nguyén Tho Phat 17 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 22LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2.8 Tình hình nghiên cứu theo hướng bảo vệ phóng xa
Anh hưởng của tia X lên sinh vật đã được nghiên cứu từ những năm 20
của thé kỉ nay.
(Taruxov -1968 ) các công trình nghiên cứu thường đi theo ba hướng :
Hướng thứ nhất: Tạo các đột biến có lợi, nhiều nhà khoa học đã
nghiên cứu và thu được những thành tựu không nhỏ trên các đối tượng: lúa, ngô,ruồi giấm, đậu
Hướng thứ hai: Dùng các tia ion hóa như là yếu tố kích thích sinh trưởng ở các giai đoạn khác nhau với liều thấp.
Hướng thứ ba: Nghiên cứu tác hại của tia ion hóa và các chất có khả
năng hạn chế tác hại đó đối với sinh vật Trên thế giới vấn đề này được đặt ra
nghiên cứu từ những năm 40 của thế kỉ này
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát I8 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 23ĐỐI TƯỢNG YA PHƯƠNG
PHAP NGHlEN CỨU
3.1 Đối tương nghiên cứu:
Cây đậu tương: Glycine Max (L) Merrill.
3.1.1 Nguồn gốc lịch sử:
Cây đậu tương (đậu nành) là một cây trồng cổ của nhân loại, nguồn gốc ở
phương đông (Đông Á)
Đậu tương là một cây công nghiệp, cây thực phẩm, cây cải tạo đất và cây
làm thức ăn gia súc Chủ yếu của cây đậu tương được quyết định bởi các thành phần chứa trong hạt đậu tương gồm: Protein, Lipid, hydratcacbon và các chất
khoáng, trong đó Protein và lipid là hai thành phần quan trong nhất
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 19 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 24LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
61.571.000 ha, năng suất bình quân (1990 - 1994), đạt 2.078 kg/ha, sản lượng
đạt trên 100 triệu tấn/năm.
Ở Mỹ từ năm 1980 - 1994 diện tích trồng đậu tương biến động trong
khoảng 24.614.000 - 27.561.000 ha, sản lượng đạt, cao nhất trong năm 1994 là
89,625,000 tấn, năng suất bình quân đạt trên 20 tạ / ha, đạt kỷ lục về diện tích và
sản lượng bình quân cao nhất châu Mỹ.
Brazin từ năm 1980 - 1994 điện tích đã tăng nhanh từ 8,5 - 11,5 triệu ha,đạt sản lượng 13 - 25 triệu tấn, năng suất bình quân xấp xỉ 20 tạ / ha, đứng hàng
thứ hai sau Mỹ.
Châu Âu: Liên Xô từ năm 1984 - 1990 diện tích trồng đậu tương tăng từ
772.000 ha - 830.000 ha, sản lượng tăng từ 469 - 920 nghìn tấn.
GVHD : PTS Nguyễn Thy Phát 20 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 25LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Châu Á: Trung Quốc là nước có điện tích và sản lượng đậu tương lớn nhất.
Từ năm 1980 - 1994 diện tích tăng 7.506 - 8.335 nghìn ha, sản lượng tăng từ
&.268 - 15.011 nghìn tấn, năng suất bình quân đạt 13,5 tạ / ha.
3.1.3.2 Ở Việt Nam:
Trước cách mạng tháng 8 diện tích đậu tương cả nước là 30.000 ha, năng
suất 410 kg / ha Sau cách mạng tháng 8 và trong kháng chiến chống Mỹ, nhà
nước chú ý đẩy manh sản suất đậu tương nhưng kết quả đạt được thấp Diện tích
năm 1967 là cao nhất trong thời kỳ này chỉ xấp xi diện tích năm 1939 Sau năm
1973 sản lượng đậu tương ở nước ta mới có bước phát triển đáng kể Sản xuất
nhằm 3 mục đích:
- Giải quyết vấn đề Protein cho người và gia súc.
- Xuất khẩu
- Cải tạo đất.
Diện tích bình quân thời kỳ 1985 - 1993 đạt 106.000 ha tăng gấp hai lần
so với thời kỳ 1975 - 1980, năng suất bình quân tăng từ 500 kg / ha lên 780 - 900
kg /ha.
Nhờ áp dụng các giống mới có năng suất cao và thời gian sinh trưởng
ngắn, diện tích và năng suất của đậu tương không ngừng tăng lên
Do đậu tương có tầm quan trọng nên chúng tôi mong muốn dùng các axít
amin xử lí hạt giống trước khi chiếu xạ bằng tia X để tăng năng suất cũng như
cải thiện phẩm chất của chúng
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 2I SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 26LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong quá trình thí nghiệm chúng tôi đã sử dụng giống đậu tương BC 37G làm đối tượng thí nghiệm Là giống nhập nội do công ty giống cây trồng tinh Đồng Nai lai tạo và thuần hóa.
Giống đậu tương BC 37G có nang suất cao, thích hợp mùa khô 100 kg / ha.
Chín sớm, hạt to, tròn,mắt hồng đứng cây, không đổ ngã Vỏ trái chin mau vàng
rơm, trái đóng tận ngọn, lá to, ít bệnh Thích hợp trồng xen bông vải, thuốc lá,
thâm canh cho năng suất rất cao.
⁄ Đặc điểm sinh học:
Đậu nành là cây bụi nhỏ, trung bình < | m có lông ở toàn thân, lá moc
cách có 3 lá chét hình bầu dục, chùm lông ở nách lá
Hoa mọc thành chùm ở nách lá, hoa màu tím nhạt, tự thụ phấn
Quả giáp có nhiều lông vàng, mỗi qua’ | - 4 hạt thường | - 3 hạt.
Bộ rễ: phôi rễ đậu tương phát triển thành rễ chính, từ rễ chính các rễ bên
mọc sâu xuống phát triển nằm ngang Đặc điểm quan trọng của bộ rễ là hình
thành nốt sần với sự xâm nhập của vi chuẩn Rhizobium Japonium tạo hệ
thống rễ cố định nitơ cộng sinh
Thời gian sinh trưởng 85 - 105 ngày.
Chiều cao cây 37 - 55 cm.
Trọng lượng 100 hạt 110 - 123 - 150 gam.
3.2 Phương pháp nghiên cứu;
3.2.1 Điều kiện đất đai:
Các quá trình thí nghiệm được tiến hành ở phòng thí nghiệm Hóa - Sinh và
vườn thực vật trường ĐHSP - Thành phế Hồ Chí Minh.
——$————
GVHD : PTS Nguyễn Tho Phat 22 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 27LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Tất cả các lô ngâm trong 3 giờ Sau đó cho vào đĩa để ráo nước, đánh dấu
ghi tên.
⁄ Xử lí phóng xạ:
Sau khi hạt giống được ngâm qua axitamin và nước, hạt được đưa đi chiếu
xa với các liều khác nhau: 10 Rơnghen - 20 Rơnghen - 40 Rơnghen.
Mỗi lô chia 3 phần, riêng lô 1 chia 4 phần một phần không xử lí qua tia X
để làm đối chứng
Hạt giống sau khi chiếu xạ được đem về gieo trồng trong đĩa petri có lót
giấy thấm và gieo trồng trong đĩa petri có lót giấy thấm và gieo trồng tại vườn
- Gieo sâu 3 - 4 cm, lấp hạt cẩn thận tránh lôi hạt, tránh lên đất quá chặt.
- Tưới nước ngay sau khi gieo.
- Mỗi liều chiếu xạ trồng 10 hốc.
el
GVHD : PTS Nguyễn Tho Phát 24 SVTH: Hà Thị Xuân Lan
Trang 28LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
=> cEễễễ— —=
3.3.1 Tỉ lệ nảy mầm (%):
Tính tỉ lệ nảy mầm sau một ngày đêm.
3.3.2 Chiều cao cây (cm)
Tiến hành đo chiều cao cây sau khoảng thời gian: 8 ngày, 12 ngày Do
từ chóp rễ đến đầu lá cao nhất bằng thước đo có chia độ Mỗi loại đo 10 cây,
tính trung bình.
3.3.3 Xác t tính catal
Nguyên tắc:
Dựa vào việc chuẩn độ lượng peroxyt hydro còn lại không bị enzim
catalaza phân giải bởi dung dịch KMnO; 0,1N phản ứng xảy ra:
5H:O: + 2KMnO, + 4H:SO; = 50) +2KHSO; +8H20 +2MnSO,
Cách tiến hành thi nghiệm: cân chính xác 2 g mẫu (lúc lá còn non khoảng
8 ngày kể từ lúc gieo ) nghiền nhỏ trong cối sứ cho tới lúc tạo thành một
dung dịch đồng nhất, cho vào đó 10 ml nước cất, lọc qua giấy lọc, chuyển
dịch lọc vào bình định mức 50 ml thêm nước đến vạch Lấy dịch thu được
cho vào hai bình tam giác có dung tích 100 ml, mỗi bình 20 ml dich lọc chứa
cnzym catalaza Binh A làm thí nghiệm, bình B làm đối chứng Dun sôi bình
B trong 3 phút trên đèn cồn (tinh từ lúc sôi) để nguội cho vào ca hai bình, mỗi
bình 20 ml nước cất và 3 ml H:O:› 1% để yên 15 phút, Sau đó cho vào cùng một lúc mỗi bình 5 ml H2SO, 10% là chuẩn độ lượng HO, không bị phân
giải bằng dung dịch KMnO; 0.IN (cho đến khi xuất hiện màu hồng ổn định
trong thời gian | phút ).
GVHD : PTS Nguyễn Thọ Phát 25 SVTH: Hà Thị Xuân Lan