選修植物生理實驗內(nèi)容

1、實驗1植物組織滲透勢的測定（質(zhì)壁分離法）（3課時）實驗目的觀察植物組織在不同的濃度溶液中細胞質(zhì)壁分離的產(chǎn)生過程及其用于測定植物組織滲透勢的方法。 實驗原理當植物組織細胞的汁液與周圍的某種溶液處于滲透平衡狀態(tài)，植物細胞內(nèi)的壓力勢為0時，細胞汁液的滲透勢就等于該溶液的滲透勢。這種滲透勢相等的溶液稱為等滲溶液。當用一系列濃度溶液觀察細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，細胞的等滲溶液將介于剛剛引起初始質(zhì)壁分離的濃度和尚不能引起質(zhì)壁分離的濃度之間的溶液濃度。代入公式即可以算出其滲透勢。器材與試劑1 實驗儀器 顯微鏡 ，載波片 ，蓋玻片，鑷子，刀片。2 實驗試劑 100 ml濃度為1mol/L蔗糖溶液:用蒸餾水配成0.1

2、0 ,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50 mol/L的蔗糖溶液各50ml。實驗材料 洋蔥鱗莖或紫鴨跖草。 實驗步驟1.取帶有色素的洋蔥鱗莖或紫鴨跖草下表皮,迅速分別投入各種濃度的蔗糖溶液中,使其完全浸入,約5-10分鐘。2.從0.50 mol/L開始依次取出表皮薄片放在滴有相同溶液的載玻片上,在低倍鏡下觀察,如果所有的細胞都產(chǎn)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,則取低濃度的溶液中的制片做同樣的觀察,并記錄質(zhì)壁分離的程度。3.在實驗中確定一個引起半數(shù)以上細胞原生質(zhì)剛剛從細胞壁的角隅上分離的濃度,和不引起質(zhì)壁分離的最高濃度。4在找到上述濃度極限的時候,用新的溶液和新鮮的葉片

3、重復進行幾次,直到有把握確定為止.在此條件下,細胞的滲透勢與兩個極限溶液濃度之平均值的滲透勢相等。將結(jié)果記錄在表中。在測出引起質(zhì)壁分離剛開始的蔗糖的最低濃度和不能引起質(zhì)壁分離的最高濃度的平均值之后,可以按照以下的公式計算在常壓下該組織細胞的滲透勢sRTic1式中：s為細胞滲透勢； R為氣體常數(shù)=0.083×105La/mol; 為熱力學溫度，單位為；即273+t，t為實驗溫度，單位是0C； i為解離系數(shù)，蔗糖為1； c1為等滲溶液的濃度，單位是L/mol。則 s=-0.083×105×（273+t）×1×c1注意事項撕下的表皮組織必須完全浸沒于

4、溶液中。實驗2種子生活力的快速測定（3課時）實驗目的熟悉種子生活力快速測定的各種方法。I氯化三苯基四氮唑法（TTC法）TTC試劑為氧化態(tài)，無色，TTC還原后為紅色的三苯基甲月替（TTF）。該法是利用活細胞進行呼吸時，可產(chǎn)生還原性物質(zhì)，如：NADH、NADPH等。實驗原理凡有生命活力的種子胚部，在呼吸作用過程中都有氧化還原反應，而無生命活力的種胚則無此反應。當TTC滲入種胚的活細胞內(nèi)，并作為氫受體被脫氫輔酶（NADH或NADPH）上的氫還原時，便有無色TTC變?yōu)榧t色的TTF。反應式詳見實驗2-7-II。器材與試劑1.實驗儀器 恒溫箱，天平，燒杯，培養(yǎng)皿，鑷子，刀片。2.實驗試劑 0.5% TTC

5、溶液（稱取0.5克TTC放在燒杯中，加入少許95%乙醇使其溶解，然后用蒸餾水稀釋至100ml。溶液避光保存，若變紅色，即不能再用。3.實驗材料 大麥，小麥，秈谷或粳谷的種子。實驗步驟1.浸種 將待測種子在30-350C溫水中浸種（大麥、小麥、秈谷6-8小時，玉米5小時，粳谷2小時），以增強種胚的呼吸強度，使顯色迅速。2.顯色 取吸脹的種子200粒，用刀片沿種子胚的中心線縱切為二半，將其中的一半置于2只培養(yǎng)皿中，每皿100個半粒，加入適量的0.5% TTC溶液，以覆蓋種子為度。然后置于300C恒溫箱中0.5-1小時。觀察結(jié)果，凡胚被染成紅色的是活種子。將另一半在沸水中煮5分鐘殺死胚，作同樣染色處

6、理，作為對照觀察。3.計算活種子的比例。II麝香草酚藍法（BTB法）BTB是一種酸堿指示劑，pH6.0-7.6酸黃，堿藍，中間（pH 7.1）經(jīng)過綠色。該法是利用活細胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳進入培養(yǎng)基可改變pH，BTB發(fā)生顏色變化，判斷種子的活了。實驗原理凡活細胞必有呼吸作用，吸收空氣中的O2，放出CO2。CO2溶于水成為H2CO3，H2CO3解離成H+和H2CO3，使得種胚周圍環(huán)境的酸度增加，可用溴麝香草酚藍法（BTB法）來測定酸度的改變。BTB的變色范圍為pH6.0-7.6，酸性呈黃色，堿性呈藍色，中間經(jīng)過綠色（變色點為pH7.1）。色澤差異顯著，易于觀察。器材與試劑1.實驗儀器恒溫箱

7、，天平，培養(yǎng)皿，燒杯，鑷子，漏斗，濾紙，瓊脂。2.實驗試劑0.1BTB溶液稱取BTB0.1g，溶解于100ml煮沸過的自來水中（配置指示劑的水應為微酸性，使溶液呈藍色或藍綠色，蒸餾水為微酸性不宜用），然后用濾紙濾去殘渣。濾液若成黃色，可加數(shù)滴稀氨水，使之變?yōu)樗{色或藍綠色。此液儲于棕色試劑瓶中可長期保存，1BTB瓊脂凝膠（取0.1BTB溶液100ml置于燒杯中，將1g瓊脂剪碎后加入，用小火加熱并攪拌。待瓊脂完全溶解后，趁熱倒在干潔的培養(yǎng)皿中，使成一均勻地薄層，冷卻后備用）。3.實驗材料小麥、大麥、粳谷的種子。實驗步驟1.浸種同上述TTC法。2.顯色取吸脹的種子200粒，整齊地埋于準備好的瓊脂凝膠

8、培養(yǎng)皿中，種子平放，間隔距離至少1cm。然后將培養(yǎng)面置于30-350C下培養(yǎng)h，在藍色背景下觀察，如種胚附近呈現(xiàn)較深黃色暈圈，則是活種子，否則是死種子。用沸水殺死的種子作同樣處理，進行對比觀察。3.計數(shù)種胚附近出現(xiàn)黃色暈圈的活種子數(shù)，算出活種子比例。III 紅墨水染色法該法是利用活細胞的膜有選擇透過性，而死細胞失去選擇透過性而被染色。實驗原理凡生活細胞的原生質(zhì)膜具有選擇性吸收物質(zhì)的能力，而死的種胚細胞原生質(zhì)膜喪失這種能力，于是染料便能進入死細胞而染色。器材與試劑1.實驗儀器 恒溫箱，燒杯，培養(yǎng)皿，漏斗，鑷子。2.實驗試劑 5% 紅墨水。3.實驗材料 大麥，小麥，秈谷或粳谷的種子。實驗步驟1.浸

9、種 同上述TTC法。2.染色 取已吸脹的種子200粒，沿胚的中心切為二半，將一半置于培養(yǎng)皿中，加入5%紅墨水（以淹沒種子為度），染色1015分鐘（溫度高時間可短些）。染色后倒去紅墨水，用水沖洗多次，至沖洗液無色為止。檢查種子死活，凡種胚不著色或著色很淺的為活種子：凡種胚與胚乳著色程度相同的為死種子。可用沸水殺死的種子作對照觀察。3.計數(shù)種胚不著色或著色淺的種子數(shù)，算出活種子百分率。IV 紙上熒光法該法是利用種皮的完整性，事實上也利用了細胞膜的完整性。有活力的種子，種皮完好無損，細胞膜有選擇透過性，因此種子里，或細胞中的物質(zhì)，包括熒光物質(zhì)不易滲漏，而死種子，種皮受損，細胞膜通透性增大，物質(zhì)發(fā)生滲

10、漏，因此一些熒光物質(zhì)也滲漏出來。實驗原理 具有生活力和已經(jīng)死亡的種子，他們的種皮對物質(zhì)的透性是不同的，而許多植物的中又都含有熒光物質(zhì)，利用對熒光物質(zhì)的不同通透性來判定種子的死活，方法簡單，特別是對十字花科的植物的種子，尤為適用。器材與試劑1.實驗儀器 紫外熒光燈，培養(yǎng)皿，鑷子，濾紙（無熒光）。2.實驗試劑 水。3.實驗材料 油菜，白菜等十字花科植物的種子（需要完整無損）。實驗步驟1.將完整無損的種子（油菜，白菜等十字花科植物的種子）100粒，于250C-300C水中浸泡2-3小時。2.把已經(jīng)吸脹的種子，以3-5分鐘間隔整齊地排列在培養(yǎng)皿中已濕潤的濾紙上，濾紙上水分不能過多，以免熒光物質(zhì)流散彼此

11、影響。培養(yǎng)皿可以不必加蓋，放置1.5-2小時，取去種子，將濾紙陰干。將取出的種子仍然按照原來的順序排列在另一培養(yǎng)皿中（以備驗證）。3.將陰干的濾紙置于紫外熒光燈下進行觀察，觀察如果可以在暗室中進行，效果會更好4.在放過種子的位置上如果可以看見熒光圈，代表種子已經(jīng)死亡。如果要確證它們是死種子，可以將排列在另外的培養(yǎng)皿中的種子揀出來，集中在一只培養(yǎng)皿的濕潤濾紙上，而讓不產(chǎn)生熒光圈的種子留在培養(yǎng)皿中，維持濕度，讓其自然發(fā)芽。5. 3-4天后記錄培養(yǎng)皿中發(fā)芽種子數(shù)，填入下表中。此方法的成敗，首先決定于種子中熒光物質(zhì)的存在，其次決定于種皮的性質(zhì)。有些種子無論有無發(fā)芽能力，一經(jīng)浸泡，即有熒光物質(zhì)透出，大豆

12、既屬此類；也有些種子由于種皮的不透性，無論種子死活，都不產(chǎn)生熒光圈，許多植物的種子都會碰到這種個別現(xiàn)象，此時只要用機械方法擦傷種皮，即可重新驗證。相反，有時由于收獲時受潮，種皮已破裂，也會產(chǎn)生熒光圈，實驗時也應該注意。最好將浸泡液進行檢查，如果沒有熒光則適用于作試驗材料 注意事項以上所介紹的幾種方法都是在以細胞對物質(zhì)的透性為前提，因此只能快速地了解種子具有的發(fā)芽潛力，為急需之用。實驗3根系活力的測定（萘胺氧化法）（3課時）實驗目的熟悉測定根系活力的各種方法及測定原理。 實驗原理植物的根系能氧化吸附在根表面的-萘胺，生成紅色的-羥基-1-萘胺，沉淀于有強氧化力的根表面，使這部分根染成紅色，該反應

13、如下：根對-萘胺的氧化能力與其呼吸強度有密切關(guān)系。有報道認為-萘胺的氧化本質(zhì)就是過氧化物酶的催化作用。該酶的活力越強，對-萘胺的氧化能力就越強，染色也就越深。所以可根據(jù)染色深淺半定量地判斷根系活力大小，還可測定溶液中未被氧化的-萘胺量，定量的確定根系活力的大小。-萘胺在酸性環(huán)境下與對氨基苯磺酸和亞硝酸鹽作用產(chǎn)生紅色的偶氮染料，可供比色測定-萘胺含量，該反應見實驗2-11.器材與試劑1.實驗儀器 分光光度計，分析天平，烘箱，三角燒瓶，量筒，移液管，容量瓶。2.實驗試劑 -萘胺溶液（稱取10 mg -萘胺，先用2 ml左右的95%乙醇溶解，然后加水到200 ml，成為50 µg/ml的溶

14、液，取150 ml該溶液再加150 ml稀釋成25 µg/ml的-萘胺溶液），0.1 mol/L pH 7.0的磷酸緩沖液，1%對氨基苯磺酸（將1g對氨基苯磺酸溶解于100 ml 30%醋酸溶液中），亞硝酸鈉溶液（稱10 mg亞硝酸鈉溶液于100 ml水中）。3.實驗材料 水稻植物。實驗步驟1.定性觀察 從田間挖去水稻植株，用水沖洗根部所附著的泥土，洗凈后再有濾紙吸去附在水稻根上的水分。然后將植株根系浸入盛有25 µg/ml的-萘胺溶液的容器中，容器外用黑紙包裹，靜置2436h后觀察水稻根系著色狀況。著色深者，其根系活力較著色淺者為大。2.定量測定（1）-萘胺的氧化 挖出水

15、稻植株，并用水洗凈根系上的泥土，剪下根系，再用水洗，待洗凈后用濾紙吸去根表面的水分，稱取1-2g放在100ml三角燒瓶中。然后加50 µg/ml的-萘胺溶液與pH7.0磷酸緩沖液等量混合液50ml,輕輕震蕩，并用玻璃棒將根全部浸入溶液中，靜置10min，吸取2ml溶液測定-萘胺含量，作為實驗開始時的數(shù)據(jù)。再將三件燒瓶加塞，放在25恒溫箱中，將一定時間后，再進行測定。另外，還要用另一只三角燒瓶盛同樣數(shù)量的溶液，但不放根，作為-萘胺自動氧化的空白，也同樣測定，求的自動氧化量。（2）-萘胺含量的測定 吸取2ml待測液，加入10ml蒸餾水，再在其中加入1%對氨基苯磺酸1ml和亞硝酸鈉溶液1m

16、l，室溫放置5min帶混合液變成紅色，再有蒸餾水定容到25ml。在20-60min內(nèi)510nm處比色，讀取OD值，在標準曲線上查的相應的-萘胺含量。從實驗開始10min是的數(shù)值減去自動氧化的數(shù)值，即為溶液中所有的-萘胺量。被氧化的-萘胺量以µg/(g.h)表示。因此，還應將根系烘干稱其干重。（3）繪制-萘胺標準曲線 取50 µg/ml的-萘胺溶液。配制成50、45、40、35、30、25、20、15、10、5 µg/ml的系列溶液，各取2 ml放入試管中，加蒸餾水10ml、1%對氨基苯磺酸溶液1ml和亞硝酸鈉溶液1ml，室溫放置5min帶混合液變成紅色，再用去離子

17、水定容到25ml。在20-60 min內(nèi)510nm處比色，讀取OD。然后以OD值作為縱坐標，-萘胺含量為橫坐標，繪制標準曲線。實驗4植物灰分元素的分析鑒定（3課時）實驗目的通過實驗了解植物體中存在的一些常量元素。實驗原理植物體中含有多種元素，在高溫和氧存在下，C和H及部分P、N、S等元素被氧化逸出，而絕大部分的金屬及Si等非金屬元素則以氧化物的形式殘留下來，統(tǒng)稱為灰分。通常可以利用元素與特殊的試劑進行的專一性反應，產(chǎn)生一定形狀的結(jié)晶或顏色，在顯微鏡下作定性鑒定。器材與試劑1.實驗儀器 坩堝，高溫電爐，干燥器，顯微鏡，臺天平，白瓷比色板，載玻片，蓋玻片，煤氣燈。2.實驗試劑 5% HCl溶液，5

18、% 硫氰化鉀，5% NaH2PO4, 5% KH2PO4，15% HCl, 15% HClO,5% CaCl2, 10% BaCl2, 1% FeCl3， 1% MgSO4, 10% H2SO4 ,鉬酸銨試劑7g鉬酸銨溶于50 ml蒸餾水中，加入50 ml mol/L HNO3（濃硝酸384 ml/L），放置過夜，取上清液備用。3.實驗材料 玉米葉子或其他植物材料。實驗步驟1.植物材料的灰化 取10g玉米種子或其他的植物材料，洗凈，用濾紙吸干，剪碎，放入洗凈干燥的坩堝內(nèi)，坩堝蓋斜立在坩堝上。 將坩堝放在高溫電爐中，爐溫升至150200 0C，炭化；然后將爐溫升至550 0C，灰化12h，至樣品

19、呈灰白色。 關(guān)閉電爐，待溫度下降至80 0C左右，打開電爐，蓋好坩堝蓋，把坩堝轉(zhuǎn)至干燥器內(nèi)。2.灰分溶液制備 將上述灰分溶于15 ml的5% HCl溶液中，充分振蕩搖勻。若有沉淀，可過濾后使用。3.灰分元素鑒定P：取1滴灰分提取液滴于載玻片一端，取1滴5% KH2PO4溶液滴于載玻片的另一端，作為P元素的標準，各加入1滴鉬酸銨試劑，在煤氣燈上略加熱濃縮，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察比較結(jié)晶的顏色及形狀，判斷元素存在與否。S：取1滴灰分提取液滴于載玻片的一端，以1滴1% MgSO4溶液滴于載玻片的另一端，作為S元素的標準，各加入1滴10% BaCl2，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下比較結(jié)晶的顏色及形狀，判

20、斷元素存在與否。K：取1滴灰分提取液滴于載玻片的一端，以1滴5% KH2PO4溶液滴于載玻片的另一端，作為K元素的標準，各加入1滴15% HClO，在煤氣燈上略加熱濃縮，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察比較結(jié)晶的顏色及形狀，判斷元素存在與否。Ca：取1滴灰分提取液滴于載玻片的一端，以1滴5% CaCl2溶液滴于載玻片的另一端，作為Ca元素的標準，各加入1滴10% H2SO4，在煤氣燈上略加熱濃縮，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察比較結(jié)晶的顏色及形狀，判斷元素的存在與否。Mg：取1滴灰分提取液滴于載玻片的一端，以1滴1% MgSO4溶液滴于載玻片的另一端，作為Mg元素的標準，各加入1滴5% NaH2PO4，

21、在煤氣燈上略加熱濃縮，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察比較結(jié)晶的顏色及形狀，判斷元素存在與否。Fe：取1滴灰分提取液滴于白瓷比色板上，以1滴1% FeCl3溶液滴于載玻片的另一端，作為Fe元素的標準，各加入1滴5%硫氰化鉀，觀察是否有紅色產(chǎn)物出現(xiàn)。注意事項實驗中使用的試劑具有強烈腐蝕性，不能碰到鏡頭上。如果沾到鏡頭上，應及時報告老師做妥善處理。實驗5葉綠體色素的提取、分離及理化性質(zhì)的鑒定（3課時）實驗目的了解葉綠素提取分離的原理，以及它們的光學特性在光合作用中的意義。 實驗原理葉綠體色素是植物吸收太陽光能進行光合作用的重要物質(zhì)，主要由葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素組成。根據(jù)它們在有機溶劑中的溶

22、解特性，可用丙酮將它們從葉片中提取出來。并可根據(jù)它們在不同有機溶劑中的溶解度不同以及吸附劑上的吸附能力不同，將它們彼此分離開。葉綠素是一種雙羧酸的酯，可與堿發(fā)生皂化作用，產(chǎn)生的鹽能溶于水，可用此法將葉綠素與類胡蘿卜素分開；葉綠素與類胡蘿卜素都有光學活性，表現(xiàn)出一定的吸收光譜，可用分光鏡檢查或用分光光度計精確測定；葉綠素在光照下可產(chǎn)生暗紅色的熒光；葉綠素的化學性質(zhì)很不穩(wěn)定，容易受強光的破壞，特別是葉綠素與蛋白質(zhì)分離后，破壞更快；葉綠素中的鎂可被H+取代而成褐色的去鎂葉綠素，再加入銅鹽，則褐色的去鎂葉綠素成為綠色的銅代葉綠素，同代葉綠素很穩(wěn)定，在光照下不易被破壞，故常用此法制作綠色植物的浸漬標本。

23、器材與試劑1.實驗儀器 大試管或展層缸，托盤天平，分光鏡，研缽，量筒，燒杯，漏斗，軟木塞，新花濾紙毛細滴管，剪刀，分液漏斗，移液管，分光計。2.實驗試劑 丙酮，甲醇，醋酸銅，鹽酸，KOH，英砂，CaCO3，無水NaSO4,四氯化碳，乙醚。3.實驗材料 新鮮植物葉片。實驗步驟1.葉綠體色素的提取與分離（1）稱取新鮮葉片4克，放入研缽中加丙酮5ml、少許CaCO3和石英砂，研磨成勻漿，再加丙酮8ml，以漏斗過濾之，取出3ml這種最初過濾的較濃色素提取液用于做色素的紙層析和熒光分析。再用20ml丙酮分2-3次沖洗研缽并過濾，得到的色素提取液放于暗處備用。（2）把展層用的濾紙剪成2cm×20

24、cm的紙條，將其一段剪去兩側(cè)，中間留一長約1.5cm,寬約0.5cm的窄條。（3）用毛細滴管或牙簽取葉綠體色素溶液劃線于窄條的上方，注意一次劃線溶液不可過多導致線條過粗，可等風干后重復劃線幾次，使展層后效果好一些。（4）在大試管或展層缸中加入四氯化碳3-5ml及少許無水NaSO4。然后將濾紙條固定于軟木塞上，插入試管內(nèi)，使窄條浸入溶劑中（色素帶要略高于液面，濾紙條邊緣不可碰到試管壁），蓋緊軟木塞，直立于陰暗處進行層析（圖3-1）。待溶劑前沿達濾紙條上沿1.5-2.0cm時，取出濾紙條，立即用鉛筆在溶劑前沿做記號。并觀察分離后色素帶的分布，最上端橙黃色為胡蘿卜素，其次黃色為葉黃素，再下面藍綠色為

25、葉綠素a，最后的黃綠色為葉綠素b。2.葉綠體色素的理化性質(zhì)（1）葉綠素的熒光現(xiàn)象 取上述較濃色素丙酮提取液少許預試管中，分別觀察在反射光和投射光一側(cè)，提取液的顏色有無不同。反射光側(cè)觀察到的血紅色，即為葉綠素產(chǎn)生的熒光顏色。（2）光對葉綠素的破壞作用 取上述色素丙酮提取液少許分裝于試管中，一直放在暗處（或用黑紙包裹），另一只試管放在強光下，經(jīng)過2-3小時后，觀察兩支試管中溶液的顏色有何不同。（3）銅代反應 取上述色素丙酮提取液3ml左右于試管中，一滴一滴加濃鹽酸直至溶液出現(xiàn)褐綠色，此時葉綠素分子已遭破壞，形成去鎂葉綠素。讓后加醋酸銅晶體少許，慢慢加熱溶液，則有產(chǎn)生鮮亮的綠色。此即形成了銅代葉綠素。（4）黃色素與綠色素的分離 取上述色素丙酮提取液10ml，加到盛有20ml乙醚的分液漏斗中搖分液漏斗，并沿漏斗邊緣加入30ml蒸餾水，輕輕搖動分液漏斗，靜止片刻，溶液即分為兩層。色素已全部轉(zhuǎn)入上層乙醚中，棄去下層丙酮和水，再用蒸餾水沖洗乙醚溶液1-2次。然后于色素乙醚溶液中加入5ml30% KOH甲醇溶液，用力搖動分液漏斗，靜置約