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植物生理学实验

一.植物组织水势的测定(小液流法)【器材与试剂】1.实验仪器试管,移液管,长弯针头,直径0.5cm打孔器,镊子。

2.实验试剂 1.00mol/L蔗糖溶液(342.3g/L),10%甲烯蓝(用水配制)。

3.实验材料菠菜叶片【实验步骤】1.用1mol/L蔗糖母液配制一系列不同浓度的蔗糖溶液(0.2,0.3,0.4,0.5,0.8mol/L)各10mL,注入5支编号号的试管中,各管都加上塞子,按标号顺序在试管架上排成一列,作为对照组。

将原液稀释10倍配10mL吸原液 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 8 mL加水 8 mL 7 mL 6 mL 5 mL 2 mL2.另取5支试管或青霉素小瓶,对应于对照组各管编号,作为试验组。

然后从对照组的各管中分别取4mL溶液移入相同编号的试验组试管或青霉素小瓶中,并都加上塞子。

3.菠菜洗净,用打孔器在叶片中部靠近主脉附近打取页原片,随机取样,向试验组的每一试管或青霉素小瓶中放入相等数目(10片)的叶圆片,加塞,放置30min,每十分钟摇动一次,每次30秒钟。

4.用点样针头蘸一下10%甲烯蓝溶液(如有条件的话,用微量移液器吸取1μL)加入每一试管或青霉素小瓶中,。

震荡,此时溶液呈蓝色。

5.用5支自制长弯针头,从试验组的各管中一次吸取着色的液体少许,吸取溶液量应相等,赶走溶液中气泡,如针头有液珠必须擦干,然后伸入对照组同样浓度溶液的中部,缓慢从针头尖端横向放出一滴蓝色溶液,轻轻取出滴管。

6.观察蓝色液滴的移动方向,如果蓝色液滴向上移动,说明比重小,原组织细胞失水,溶液从叶片细胞中吸出水分而被冲淡,密度比原来小了外液失水变浓,比重大;如果液滴向下移动,则说明叶片细胞从溶液中吸了水,溶液密度变大,外液失水变稀,比重小;如果液滴不动,则说明叶片与溶液的水分交换平衡,即叶片的水势与此种浓度的溶液的渗透式相等。

7.记录液温。

色滴不动的相应温度。

8.书写实验报告。

1Pa=1牛顿·米-2(N·m-2)1MPa=106帕(Pa)=10巴(bar)1bar=105Pa1bar=0.987大气压1大气压=1.013 bar1MPa=9.87大气压(atm)1 bar=0.1 MPa1 MPa=103KPa衬质是Ψm是细胞的胶体物质、纤维素、毛细管溶质势Ψs或称渗透势(Ψπ)均为负值压力势Ψp细胞对原生质产生的压力一般为正P=iCRT(以bar表示) P为渗透压Ψs=-P Ψs=-iCRT R:表示气体常数0.083L·bar/M -Ψ:绝对温度 273℃+ti:解离常数(蔗糖为1)R=8.3144×107尔格(克分子·度)=0.8205大气压·升(克分子·度)=1.987卡(克分子·度)=8484克·米(千克分子·度)R=0.082大气压·升(克分子·度)P=iCRT=1×0.3×0.082×(273+19)=0.3×0.082×292=7.1832大气压1Pa=7.1832×1.013(bar)×105(Pa)=727658.161Mpa=0.727658167.1832÷9.87=0.7277811(MPa)P=-RtiC即:0.083 bar×(273℃+19℃)×1×0.3 =0.083×292×0.3=0.72708(bar)因为1 bar=105PaPa=1 bar/105=0.72708×105=72708MPa=106Pa=72708÷106=0.72708P=-0.72708MPa二.钾离子对气孔开度的影响【实验原理】保卫细胞的渗透系统可由钾离子所调节,无论是环式或非环式光合磷酸化,都可以形成ATP。

ATP不断供给保卫细胞原生质膜上的钾-氢离子交换泵做功,支持保卫细胞逆着离子浓度差而从周围表皮细胞吸收钾离子,降低保卫细胞透势从而使气孔张开。

钾离子泵学说认为:光照下由光合作用启动钾离子进入保卫细胞,保卫细胞的水势降低,便从邻近细胞吸水膨胀。

由于保卫细胞的特殊结构使气孔张开,黑暗中光合作用停止,钾离子从保卫细胞中渗出,保卫细胞的水势上升,水向外流,保卫细胞收缩,使气孔关闭,即钾离子进入或输出保卫细胞是气孔开放或关闭的原因。

气孔的分布:植物体上部叶的气孔较下部的多,叶尖端和中脉部分的气孔较叶基部和叶缘的多。

一般下表皮较多,旱金莲,苹果限于下表皮;莲,睡莲仅限于上表皮。

【器材与试剂】1.实验仪器人工气候箱,显微镜,目镜测微尺,烧杯,镊子,载玻片,盖玻片。

2.实验试剂 0.05mol/L KNO3(秤取5.06g KNO3,加蒸馏水溶解,稀释成1000mL),0.05mol/L NaNO3(秤取4.25g NaNO3,加蒸馏水溶解,稀释成1000mL),1×10-3mol/L ATP二钠盐母液(秤取27.6mg ATP,加蒸馏水溶解,稀释成50mL,用上述母液再配制1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液),1×10-13mol/L ATP+0.05mol/L KNO3(秤取5.06g硝酸钾加水溶解后,加入1mL 1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液,再稀释成1000mL),1×10-13mol/L ATP+0.05mol/L NaNO3(秤取4.25g NaNO3加水溶解后,加入1mL 1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液,再稀释成1000mL)。

3.实验材料盆栽紫鸭趾草于室温暗培养48h后镜检,如绝大多数气孔处于关闭状态时,即可用于实验。

【实验步骤】1.取5个烧杯分别加蒸馏水、0.05mol/L KNO3、0.05mol/L NaNO3、1×10-13mol/L ATP+0.05mol/L KNO3、1×10-13mol/LATP+0.05mol/L NaNO3,加入量以能淹没叶片为宜。

2.取紫鸭趾草成熟叶片1片,剪成大小差不多的5片,分别放入上述5个烧杯中。

3.将烧杯放入人工气候箱中培养,培养温度为25℃,光照强度为6000lx,持续培养4h。

4.将培养的叶片取出后,用尖头镊子撕取下表皮,40倍镜检,随机测量10个气孔的内径,取气孔内径平均值。

5.比较各处理间气孔的开度。

【注意事项】1.实验前盆栽紫鸭趾草需暗培养48h以上,以使绝大多数气孔关闭。

2.实验过程中,气孔会随处理时间的延长呈有节律的张开、收缩,可能会影响实验的效果3.浸泡时间要求一致。

【实验作业】试比较何种溶液处理气孔的开度最大,何种溶液处理的气孔开度最小,为什么?三.单盐毒害及离子间颉颃作用【实验目的】通过简单试验说明培养时培养液中各种离子平衡(各种离子及其浓度)的重要性。

【实验原理】离子间颉颃现象的本质是复杂的,它可能反应不同离子对原生质亲水胶粒的稳定性、原生质膜的透性,以及对各类酶活性调节等方面的相互制约作用,从而维持机体的正常生理状态。

【器材与试剂】1.实验仪器烧杯,纱布,石蜡。

(6.66g/L),2.实验试剂 0.12mol/L KCL(8.95g/L),0.06mol/L CaCl20.12mol/L NaCl(7.01g/L),所用药品均需用AR。

3.实验材料冬小麦苗【实验步骤】1.冬小麦苗培育两周,待根长1cm时可用作材料。

2.取4个小烧杯,一次分别倒入50mL下列盐溶液:(1)0.12mol/L KCL(2)0.06mol/L CaCl2(3)0.12mol/L NaCl1mL+0.12mol/L KCL 2.2mL (4)0.12mol/L NaCl 100mL+0.06mol/L CaCl2小烧杯用涂石蜡的纱布盖上。

挑选大小相等及根系发育一致的小麦幼苗9株,小心种植在纱布盖的孔眼里,使根系接触到溶液,液体部分用纸闭光,使根部遮光培养,叶基见光,在室温下培育2~3周后,即可看出在单盐溶液中,小麦幼苗生长受阻,特别是他们的根部出现畸形。

双盐的根系发达且颜色白,单盐的则根少发锈色。

观察内容:(1)根部:①根的条数及粗细情况②根毛情况③根尖生长状况④根细胞分裂情况⑤做简单统计(2)叶部①叶尖②叶脉③旗叶④最下叶3.每隔两天观察,2周后拿回。

【注意事项】培养期间注意补充水分,可更换一次培养液。

四.叶绿体色素的提取、分离【实验目的】了解叶绿素提取分离的原理,以及它们的光学特性在光合作用中的意义。

【实验原理】提取原理:叶绿素在叶绿体内以其部水的部分(叶绿酸部分)与蛋白质结合,茉脂部分(叶绿醇部分)与拟脂结合。

纯粹的有机溶剂不能打破色素与蛋白质的联系,故此,必须用能与水混合的有机溶剂,即有少量水存在时才能将叶绿素提取出来,常用的溶剂是酒精、丙酮等。

1.不能见明火,防火。

2.有机溶剂 95%乙醇,丙酮,石油醚,环己烷,无色汽油,乙醚,苯,四氯化碳,无水硫酸钠等均为纸层析的流动相即推进剂。

3.蔗糖,Al2O3,MgO,CaCO3均为吸附剂(滤纸也是吸附剂)等对各种物质有不同的吸附力。

被吸附的物质由于其结构中极性基因的种类和数不同,吸附力也不同。

4.同一种吸附剂在不同的溶剂中吸附能力也不同5.加石英砂便于研细。

6.加热时,温热即可不必煮沸。

7.按分子量大小迁移,小分子在前(上端),大分子在后(下端)。

8.丙酮=95%乙醇四氯化碳=无色汽油无水硫酸钠=苯分离原理:根据吸附原理,以滤纸作为吸附剂,借助一种适当的溶剂携带色素在滤纸上扩散时,由于吸附剂对不同色素的吸附能力不同,便可将色素分离。

Chl是一双羧酸酯在碱的作用下发生皂化反应产生的盐能溶于水,由此将chl于类胡萝卜素分开。

【器材与试剂】1.实验仪器大试管或展层缸,托盘天平,分光镜,研钵,量筒,烧杯,漏斗,软木塞,新华滤纸,毛细滴管,剪刀,分液漏斗,移液管,分光计。

2.实验试剂丙酮,甲醇,醋酸铜,盐酸,KOH,石英砂,CaCO3,无水Na2SO4,四氯化碳,乙醚。

3.实验材料新鲜植物叶片。

【实验步骤】1.叶绿体色素的提取与分离(1)秤取新鲜叶片4g,放入研钵中加丙酮5mL、少许CaCO3和石英砂,研磨成匀浆,再加丙酮8mL,以漏斗过滤之,取出3mL这种最初过滤的较浓色素提取液用于做色素的纸层析和荧光分析。

再用20mL丙酮分2~3次冲洗研钵并过滤,得到的色素提取液放于暗处备用。

(2)把展层用的滤纸剪成2cm×20cm的纸条,将其一端剪去两侧,中间留一长约1.5cm,宽约0.5cm的窄条。

(3)用毛细滴管或牙签取叶绿素溶液划线于窄条的上方,注意一次划线溶液不可过多导致线条过粗,可等风干后重复划线几次,使展层后效果好一些。

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