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植物生理学实验

实验名称:植物含水量的测定实验目的:掌握测定植物组织的含水量的方法实验原理:利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理,可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。

植物组织含水量的表示方法,常以鲜重或干重 % 表示,有时也以相对含水量 % (或称饱和含水量 % )表示。

后者更能表明它的生理意义。

实验材料与设备:(一)材料:植物鲜组织。

(二)仪器设备:天平(感量1/1000g);烘箱;干燥器;剪刀;搪瓷盘;塑料袋;纸袋;吸水纸等。

实验步骤:⒈鲜重测定迅速剪取植物材料,装入已知重量的容器(或塑料袋)中,带入室内,用分析天平称取鲜重(FW)。

⒉干重测定提前把烘箱打开,温度升至100~105℃。

把称过鲜重的植物材料装入纸袋中,放入烘箱内,100~105℃杀青10min,然后把烘箱的温度降到70~80℃左右,烘至恒重。

取出纸袋和材料,放入干燥器中冷却至室温,称干重(DW)。

⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中,数小时后取出,用吸水纸吸干表面水分,立即称重;再次将材料放入水中浸泡一段时间后,再次取出,吸干表面水分,称鲜重,直到两次称重的结果基本相等,最后的结果即为饱和鲜重(SFW)。

若事先已知达到水分饱和所用的时间,则可一次取得饱和鲜重的测量定值。

⒋取得以上数据后,按公式计算组织含水量、相对含水量。

思考题:测定饱和含水量时,植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题?实验名称:植物组织水势的测定(小液流法)实验目的:学会用小液流法测定植物组织的水势实验原理:将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中,当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时,则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。

因溶液的浓度是已知的,可以根据公式算出其渗透压,取其负值,为溶液的渗透势(ψπ),即代表植物的水势(ψw)。

ψw=ψπ=-P=-iCRT实验材料与设备:(一)材料:小白菜或其它作物叶片(二)仪器设备:1.带塞青霉素小瓶12个;2.带有橡皮管的注射针头;3.镊子;4.打孔器5.培养皿。

(三)试剂:1. 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液;2.甲烯蓝粉末。

实验步骤:(一)取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组,各瓶中分别加入0.05~0.30mol/L蔗糖溶液约4ml(约为青霉素瓶的2/3处),另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组,各瓶中分别加入0.05~0.30mol/L蔗糖溶液1ml 和微量甲烯蓝粉末着色,上述各瓶加标签注明浓度。

(二)取待测样品的功能叶数片,用打孔器打取小圆片约50片,放至培养皿中,混合均匀。

用镊子分别夹入5~8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中(乙组)。

盖上瓶塞,并使叶圆片全部浸没于溶液中。

放置约30~60min,为加速水分平衡,应经常摇动小瓶。

(三)经一定时间后,用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许,将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部,小心地放出少量液流,观察蓝色液流的升降动向。

(每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头)。

如此方法检查各瓶中液流的升降动向。

若液流上升,说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小(即植物组织失水);表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势;如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势,若蓝色液流静止不动,则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势,此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度。

将求得的等渗浓度值代入如下公式:ψw=ψπ=-iCRT。

式中:ψw=植物组织的水势(单位:Mpa);ψπ=溶液的渗透势; C=等渗浓度(mol/L);R=气体常数(0.008314 MPa·L /mol/K);T=绝对温度;i=解离系数(蔗糖=1,CaCl2=2.60)。

思考题:在干旱地方生长的植物其水势较高还是较低?为什么?实验名称:植物组织渗透势的测定实验目的:学会用质壁分离法测定植物组织的渗透势实验原理:植物细胞是一个渗透系统,若将植物细胞放在各种不同浓度的蔗糖溶液中时,由于细胞液的浓度与外界溶液的浓度(或水势)的差异。

两者便会发生水分的交换。

当细胞液的浓度高于外溶液的浓度(或者说ψs cell<ψs sol即ψw cell< ψw sol)时,细胞则吸水,使细胞处于紧张状态;当细胞液的浓度低于外溶液的浓度时,(或者说ψs cell>ψs sol即ψw cell>ψw sol)时,细胞液中的水分则往外渗透,严重时则引起质壁分离;当细胞液的浓度与外界溶液的浓度相等时,(或者说ψs cell= ψs sol即ψw cell=ψw sol)。

细胞内外水分交换处于动态平衡。

此时细胞既不紧张也不引起质壁分离,这时外溶液的浓度即为等渗浓度(即细胞内外ψs或ψw相等的浓度)。

本实验是以细胞的初始质壁分离(即一视野中有半数细胞产生初始质壁分离)确定为等渗浓度。

根据公式,即可计算出外溶液的ψs,即ψs= - iCRTi:离解系数,蔗糖等于1;c:等渗浓度;R:气体常数,0.0083 MPa·L/mol·K;T表示绝对温度,即273+t(实验时溶液的温度)因为ψs sol=ψw sol,又因为细胞初始质壁分离时,ψp cell=0,即ψw cell= ψs cell,所以ψw cell(或ψs cell)= ψw sol( 或ψs sol).实验材料与设备:大红花、洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、移液管(10ml)2支、培养皿、蔗糖溶液(1mol/L)实验步骤:1.按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液(母液)分别配成0.1、0.2、0.3、0.5、0.6 mol/L蔗糖溶液各10ml。

置于培养皿中,摇匀加盖。

2.撕取带有色素的植物组织(如花瓣、洋葱鳞片等)表皮,分别投入各种浓度的蔗糖液中,(每浓度约放5片),使其完全浸入。

3.20分钟之后依次取出表皮放在载玻片上,滴上同样浓度的溶液1滴,盖上盖玻片,在显微镜下观察细胞产生质壁分离的情况,确定等渗浓度C。

4.测量液温5.根据公式ψs=-iCRT,计算出所测材料的ψw(ψs).思考题:试比较洋葱和大红花花瓣水势的高低。

实验名称:单盐毒害和离子间拮抗作用实验目的:通过实验使学生认识到离子平衡对植物生长的重要性。

实验原理:离子间的现象的本质是复杂的,它可能反映不同离子对原生质亲水胶粒的稳定性,原生质膜的透性,以及对各种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。

实验材料与设备:烧杯、纱布、石蜡、小麦0.12mol/L KCI(A液)、0.12 mol/L CaCI2(B液)、0.12 mol/L NaCI(C液)实验步骤:1、实验前3~4天选择饱满的小麦种子100粒浸种,在室温下萌发,待根长1cm时可做材料。

2、取4个小烧杯,依次分别倒入下列盐溶液:(1)A液(2)B液(3)D液(A液100ml+B液1ml)(4)E液(A液100ml+B液1ml+ C液12.2ml)3、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10株,小心种植在纱布盖的孔里,使根系接触到溶液,然后放到光照培养箱中进行培养,随时补加蒸馏水以保持杯内溶液的水平,7天后观察结果。

可看出在单盐溶液中,小麦幼苗生长受阻,特别是它们的根部出现畸形。

调查幼苗生长情况(每株鲜重/mg、每株根数/个、每株根的总长度/cm)思考题:比较小麦在不同盐溶液中的生长情况并解释之。

实验名称:植物对离子的选择性吸收实验目的:通过试验了解植物对离子的选择吸收特点实验原理:植物根对不同离子吸收量是不同的,即使是同一种盐类,对其阳离子与阴离子的吸收量也不相同。

本实验即利用植物对不同盐类的阴阳离子吸收量的不同,从而改变溶液的PH值来确定这一吸收特性,该实验也使我们了解什么是生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐。

仪器设备:小麦(洋葱)、PH计、广口瓶、试剂瓶、量筒、烧杯、洗瓶、吸水纸、移液管实验步骤: 1、材料准备实验前20天培养具有完整根系的植物2、测定溶液的原始PH实验开始时吸取0.01mg/L浓度的(NH4)2SO4和NaNO3各150ml分别置于两个200ml的广口瓶中,另一个广口瓶中放蒸馏水150ml,然后用PH计(或精密PH试纸)测定以上溶液或蒸馏水的原始PH。

3、测定植物吸收离子之后溶液的PH取3株根系发育完善的、大小相似的小麦,分别放于上述3个广口瓶中,在温室下培养3—7天后用PH计测溶液的PH,实验结果按下表记录。

思考题:从实验结果分析中得出什么结论?实验名称:光合作用淀粉的形成实验目的:了解淀粉是植物光合作用的主要产物之一实验原理:光合作用是绿色植物吸收太阳光的能量。

同化CO2和H2O为机物质,并释放出O2过程,其中光、CO2、叶绿素是光合作用的必要条件,由于一般植物的光合作用能产生淀粉,故以淀粉能否生成即知光合作用是否进行,可借助于淀粉与I—KI产生蓝色反应检查出来。

实验材料与设备:天竺葵、洋紫苏、洒金榕、玻璃钟罩、烧杯、1%NaHCO3溶液、饱和KOH溶液、95%乙醇、酒精灯、表面皿、滴管、锡薄或黑纸片、I2-KI溶液的配制:2gKI溶于5ml 水中,再加1gI2,溶解后加水595ml。

实验步骤:在早上太阳末出来之前,选择生长正常的叶子(天竺葵、黄豆、洋紫苏、胜红蓟、菜豆等叶子均可),用黑纸将叶子的一半(上、下面)遮光(注意:遮光部分不能漏光),让植株在阳光下照射约5—6小时,然后将叶子剪下,其后放在烧杯中加入95%乙醇,放在水浴锅里煮沸(注意装着酒精的烧杯不能直接在火焰上加热,以免发生危险),直至叶绿素全部浸出,叶片呈白色为止,此时用镊子取出叶片,并将其展开于表面皿上,滴上I—KI 溶液,观察其颜色的变化,可见叶子经过遮光的部分呈白色,而经照光的部分则呈蓝色(注意:如果在实验前一天将叶子先遮光处理,效果则更好)。

思考题:叶子遮光的目的是什么?实验名称:叶绿体色素的提取与分离实验目的:学会叶绿体色素提取和分离的方法,了解叶绿体色素的性质。

实验原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮中,所以,可以通过研磨法用丙酮提取叶绿体中的色素(若无丙酮亦可用酒精代替)。

层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。

叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同(溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。

),所以,可以用纸层析法分离出叶绿体中的色素。

实验材料与设备:(1)溶液配方:石油醚20ml+丙酮2ml+苯1ml(2)天平、研钵、烧杯、量筒、滤纸、表面皿、剪刀、95%乙醇、漏斗、滴管(3)菠菜、木茨等叶子实验步骤:(1)称2克新鲜绿色叶片(木茨、菜心、菠菜等叶均可),剪碎,放在研钵中,加入5ml乙醇,共研磨成匀浆,过滤,该滤液即为色素提取液。

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