植物生理学实验

返回1植物生理学实验返回2目录1.植物组织水势的测定2.质壁分离法测定植物细胞的渗透势3.钾离子对气孔开度的影响4.根系活力的测定增加矿质营养实验5.植物组织中全磷含量的测定6.硝态氮含量的测定7.叶绿体色素的提取、分离8.叶绿体色素的理化性质PEA和氧电极实验9.光合强度的测定10.呼吸强度的测定返回3目录11.过氧化物酶活性的测定12.植物组织中还原糖含量的测定13.植物蛋白质含量的测定14.吲哚乙酸含量的测定15.吲哚乙酸氧化酶活性的测定16.赤霉素对a-淀粉酶的诱导形成17.种子生活力的快速测定18.油料种子萌发时脂肪酸的变化19.不良环境对植物的伤害20.植物缺水程度的鉴定返回4一.实验目意义掌握植物组织水势的测定方法，通过实验进一步了解渗透系统中水势的大小是水分移动方向的决定因素。二.实验原理水势表示水分的化学势，植物体细胞与细胞之间，组织与组织之间，植物体与环境之间的水分移动方向都是由二者的水势差决定的，水总是由水势高的区域向水势低的区域移动。当植物组织与外界溶液接触时，如果植物组织的水势低于外界溶液的水势，植物细胞吸水而使外界溶液的浓度变大；反之，植物组织失水而使外界溶液变小；若二者相等，外界溶液浓度不变，此时外界溶液的渗透势等于植物组织的水势。同一种溶液的浓度不同其比重也不同，当两个不同浓度的溶液相遇时（在指示剂的作用下），稀的溶液由于比重小而上浮；较浓的溶液由于比重大而下沉。当把浸过植物组织的溶液滴回到原浓度溶液中时，会发生滴液上浮、下沉和基本不动的三种现象。若滴液不上下移动，则表示溶液的渗透势等于植物组织的水势。此溶液即为等渗溶液，根据其等渗浓度可计算出该溶液的渗透势，即等于植物组织的水势。三.实验材料实验一植物组织水势的测定返回5四、实验步骤1.取5个小瓶，编号，分别加入0.025、0.05、0.1、0.2、0.3mol/LNaCl溶液2ml,盖上瓶塞,作为实验组,备用。在取1个小瓶，加入0.1mol/LNaCl溶液2ml,做对照。2.另取5只带贝塞试管，按实验组顺序编号，分别加入以上不同浓度的NaCl溶液8-10ml，塞上贝塞，作为对照组，备用。3.取植物叶片，避开中脉，用打孔器(将叶片置橡皮塞上)打50片直径为1cm的小圆片，立即依次向实验组各小瓶中放入10片小圆片，盖上瓶塞，放置30min，其间轻轻摇动小瓶几次(注意切勿让小圆片沾到瓶壁上，始终让小圆片浸泡在溶液中)。30min后，向各小瓶滴加1-2滴甲基蓝试剂(注意滴数一致)。4.用注射器(一种浓度一只)从实验组各小瓶中依次吸取蓝色溶液少许，然后伸入对照组相同编号的试管溶液的中部，轻轻放出一滴蓝色溶液，观察小液流移动的方向。记下等渗溶液浓度。五.结果结果1.记录：蔗糖溶液浓度（mol/L）小液流移动方向0.0250.050.100.200.302.计算根据公式计算溶液的渗透势表示植物组织的水势：φw=-iRCTφw--表示植物组织的水势，用Mpa表示i---为溶液的等渗系数(NaCl等渗系数为1.8)R---为气体常数，R=0.008314MPaL-1mol-1K-1C---为小液流上下不动的NaCl浓度(molL-1；等渗浓度)T---为绝对温度，T=273+t，t为室温(℃)六.实验结果分析和讨论1.小液流移动方向会发生上浮、下沉和基本不动三种现象，为什么？下次实验:K+对气孔开度的影响返回6实验二质壁分离法测定植物细胞的渗透势一.原理植物细胞与外界溶液组成的渗透体系在恒温、恒压条件下，整个体系的水势由植物细胞的水势和和溶液的渗透势组成，它们之间的差为Δ=s-w,(s为溶液的渗透势,φw植物组织的水势)，如果二者达到平衡，则s=w。也就是说，植物组织的水势等于溶液的渗透势。植物细胞的水势由s、p和m组成，它们之间的关系为：w=s+p+m当植物细胞内的汁液与其周围的某种溶液处于渗透平衡状态，并处在初始质壁分离时，这时p近似等于零，当植物细胞的细胞壁等衬质被水饱和时，其m很小，可以忽略不记，这时上式可写成：w≈s，所以，当植物细胞与周围溶液处于渗透平衡状态，而且在细胞处于初始质壁分离时，细胞的水势主要由s组成，此时细胞液的渗透势就等于溶液的渗透势。当用一系列梯度浓度溶液观察细胞质壁分离现象时，细胞的等渗浓度将介于刚刚引起初始质壁分离的浓度和尚不能引起质壁分离浓度之间的溶液浓度，将等渗浓度代入公式可以计算出细胞的渗透势。返回7二.操作步骤1.溶液配制：先配制1mol/L的蔗糖母液，再稀释成0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60mol/L溶液，备用。2.选有色素的植物组织(一般选用洋葱鳞片的外表皮)。用镊子取下表皮，迅速分别放入各种浓度的蔗糖溶液中，使其完全浸入溶液，放置10-15分钟。依次取出不同浓度的蔗糖溶液中的植物表皮薄片，放在滴有相同浓度蔗糖溶液的载玻片上，盖上盖玻片，在显微镜下观察所有细胞产生质壁分离的情况，并记下质壁分离的相对程度。3.在实验中确定一个引起半数以上细胞原生质刚刚从细胞壁的角隅上分离(初始质壁分离)的浓度和不引起质壁分离的最高浓度。4.用新的溶液和新鲜的材料重复实验观察几次，直到有确定的结果为止。在此条件下，细胞的渗透势于上述两个极限溶液浓度之平均值的渗透势相等的结果记录于下表：返回8蔗糖浓度(1mol/L)渗透势(MPa)质壁分离的相对浓度0.600.550.500.450.400.350.300.250.20三.结果计算测出引起质壁分离刚开始的蔗糖溶液最低浓度和不能引起质壁分离的最高浓度平均值（C）后，按实验1中的公式φS=iRCT计算溶液的渗透势或植物组织的渗透势(或水势)。四.实验作业1.试述细胞渗透作用的原理。（作图表示）返回9实验二钾离子对气孔开度的影响一.实验目的意义了解钾离子在气孔张开中的调节作用,理解气孔开闭的机理。二.实验原理保卫细胞的渗透系统可由钾离子所调节，无论是环式光合磷酸化或非环式光合磷酸化，都可以产生ATP,支持保卫细胞逆浓度差从周围表皮细胞吸收钾离子，降低保卫细胞的渗透势，保卫细胞吸水，膨压增大，气孔张开。三.实验材料返回10钾离子对气孔开度的影响四.实验步骤1.取三个培养皿，分别放入0.5%的KNO3、0.5%NaNO3和蒸馏水各10-15ml。2.取植物叶片下表皮若干片放入上述3个培养皿中。3.将培养皿置于人工光照条件或太阳光下照光30min。4.分别在显微镜下观察气孔的开度。五.实验结果1.画出气孔在开及关状态下的示意图2.记录各处理气孔的开放数(计算百分率)和开度(大小)。六.实验结果分析和讨论1.思考题:比较何种溶液中气孔的开度最大，为什么？下次实验:植物根系活力的测定返回11实验三植物根系活力的测定一.实验目的意义了解根系的生理作用，掌握植物根系活力的测定方法。二.实验原理测定方法有TTC法和α-萘胺氧化法。α-萘胺氧化法的本质是POD催化作用，生成红色的α-羟基-1-萘胺，POD活性越强，对α-萘胺的氧化力也越强。植物的根系能吸附、氧化在根表面的α-萘胺，生成红色的α-羟基-1-萘胺，沉淀于根的表面，使根系成红色，根系活力愈强染色愈深(定性观察)。返回12植物根系活力的测定也可以测定溶液中被氧化的α-萘胺量，来表示根系活力的大小。α-萘胺在酸性环境中与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成红色的偶氮染料，通过比色测定α-萘胺含量。α-萘胺氧化反应如下：NH2NH2[O]OHα-萘胺α-羟基-1-萘胺(红色)定量测定：返回13植物根系活力的测定SO3HSO3H+2H++NO-2+2H2ONH2N+≡N对氨基苯磺酸重氮化合物α-萘胺+重氮化合物HO3SN=NNH2对苯磺酸-偶氮-α-萘胺三.实验材料显色反应：返回14四.实验步骤1.样品处理⑴称取2-3g洗净的根系，吸干根表面的水分，放入100ml的三角瓶中，并加入10ml25ug/ml的α-萘胺溶液和10ml0.1mol/L磷酸缓冲液(pH7.0)，浸没根系，室温下静置10min，同时按上述方法做一对照(不放根)。⑵取4ml上述根系处理液，测定α-萘胺含量(测定方法见步骤2)，作为实验开始时的α-萘胺初始浓度，作起始值。再将三角瓶置25℃(恒温箱中)下反应30min，再取4ml反应液测定α-萘胺量，作终止值。同时测定对照(不放根)的α-萘胺量，作为α-萘胺自动氧化量。2.α-萘胺浓度测定取4ml处理液于50ml容量瓶中，加20ml蒸馏水、1%对氨基苯磺溶液2ml和0.1g/L亚硝酸钠溶液2ml，在室温下放置5min，待溶液显红色后，用蒸馏水定容至50ml，于波长510nm处测定吸光度(校零液：磷酸缓冲液)，记下OD并换算为浓度。(标准曲线斜率值：OD/萘胺浓度=0.013)。五.实验结果以被氧化的α-萘胺量表示根系活力(ug·g-1·h-1)，计算公式如下：根系活力(ug·g-1Fw·h-1)=式中：A--α-萘胺氧化量(ug/ml)B--α-萘胺自动氧化量(ug/ml)六.实验结果分析和讨论1.思考题：简述根系的生理作用w(g)×t(h)(A–B)×V下次实验:叶绿体色素的提取和分离,返回15实验五植物组织中全磷含量的测定一.原理磷是植物生长必需的三要素之一，磷被植物吸收进入植物体后，大部分转化为有机物，如糖类(G-6-P、磷酸甘油酸等)、磷脂、核甘酸和核酸等，有一部分仍保持无机物形式。植物体内的磷可分为可溶性磷和不溶性磷。植物样品在强酸高温消化时，使不溶性磷酸盐装化为正磷酸状态进入溶液，同时高氯酸是一种强氧化剂，能使有机磷转化为正磷酸盐而进入溶液。磷酸根离子在酸性溶液中与钼锑抗混合显色剂反应生成黄色锑磷钼杂多酸络合物，被还原剂(如抗坏血酸、氯化亚锡、亚硫酸铁胺等)还原成磷钼蓝，在一定范围内磷钼蓝颜色的深浅于磷酸根的含量成正比，其最大吸收峰在660nm处，故可以用比色法测定无机磷的含量。返回16二.操作步骤1.取通过100目筛的风干或烘干的样品100mg（精确到0.0001）于50ml三角瓶中，用数滴蒸馏水湿润后，加入浓H2SO43ml摇匀，加HOCl48-10滴混匀，在瓶口上放一弯颈小漏斗，置于电炉上加热消化(在通风橱内进行)待三角瓶中溶液开始转白或灰白色时表明消化完全，取下三角瓶冷却(室温下冷却)。2.待溶液冷却后，用蒸馏水小心转入50ml容量瓶中(冲洗时用蒸馏水应少量多次)，用蒸馏水定容。同时另作一空白对照，除不加样品外，其余步骤与样品相同。3.吸取待测液5ml于50ml容量瓶中，加蒸馏水25ml、2.6-二硝基酚指示1滴、滴加4N的HaOH使待测液成黄色，再加2N的H2SO41-4滴，使待测液黄色刚刚退去，加钼锑抗混合显色剂5ml，用蒸馏水定容，30min后于波长660nm处比色，记下光密度值。三.结果计算磷含量(%)=×100式中：C---从标准曲线上查得的P2O5的浓度（单位ug/ml）106---将微克换算成克100---换算成百分数分取倍数：消化液定容体积/吸取消化液体积(ml)C×比色溶液体积×分取倍数样品重×106返回17实验四硝态氮含量的测定氮是植物的三大要素之一，大多数植物，尤其是陆生植物最主要的氮源是硝态氮。植物从土壤中吸收硝酸盐，一部分在根内被还原为氨，再转变为有机含氮化合物(氨基酸或酰氨)向植物地上部分运输，其余部分则运到叶片中再还原。植物体内硝酸盐的含量能反映出土壤中硝态氮的供应情况，因此可作为对土壤施肥的指标。一、原理植物中的硝酸盐可以用1%醋酸溶液提取，在PH5.6的条件下，用锌粉将硝酸根还原为亚硝酸根。亚硝酸根在酸性条件下与磺胺和-萘胺反应，生成玫瑰红色的偶氮化合物，其颜色的深浅与硝态氮的含量在一定范围内呈线性关系。主要化学反应如下：返回18硝态氮含量的测定NH2N≡N+NO2-磺胺重氮盐N≡NNH2重氮盐α-萘胺偶氮化合物+SO2NH2HClSO2NH2+SO2NH2+H2HO2SN＝NNH2返回19二、操作步骤1.材料处理取去中脉的植物叶片1g，剪成1-2mm长的碎片，置100ml