本论文实验以玉米幼苗为实验材料,采用水培的方法研究了重金属镉对玉米幼苗生长与代谢的影响,并以稀土元素镧为调节因子,探讨了La(Ⅲ)对Cd胁迫伤害玉米幼苗的防护效应。实验结果表明,在Cd胁迫伤害下,玉米幼苗的生长受到抑制,主要表现为株高、主根长下降,叶面积锐减,叶、茎、根的鲜重、干重明显下降;生理生化特性也发生变化,如叶绿素含量下降,细胞质膜透性、MDA含量、过氧化氢酶(CAT)活性和超氧阴离子含量、过氧化氢含量都增加。随着Cd胁迫浓度增高,玉米幼苗受到伤害的程度加深。玉米幼苗叶面喷施20 mg·L-1 LaCl3,对Cd污染胁迫下的玉米幼苗的生长与代谢有明显的调节作用,可减轻Cd对玉米幼苗的伤害。这与La(Ⅲ)能提高玉米幼苗叶绿素含量,维持并促进CAT活性以降低超氧阴离子含量、过氧化氢含量,以及降低细胞质膜透性和MDA含量等多重作用有关。在体外生理实验中,利用紫外-可见吸收光谱、同步荧光及X射线光电子能谱方法研究了生理条件下稀土离子La(Ⅲ)对过氧化氢酶活性的影响,并探讨了其化学过程。结果表明,生理条件下稀土离子La(Ⅲ)与CAT侧链氨基酸残基上的O或N原子结合,改变了O、N和S原子的电子云密度及过氧化氢酶蛋白分子的空间折叠态和卟啉活性中心的易变性,从而影响了酶的活性。