选修植物生理实验内容

1、实验1植物组织渗透势的测定（质壁分离法）（3课时）实验目的观察植物组织在不同的浓度溶液中细胞质壁分离的产生过程及其用于测定植物组织渗透势的方法。 实验原理当植物组织细胞的汁液与周围的某种溶液处于渗透平衡状态，植物细胞内的压力势为0时，细胞汁液的渗透势就等于该溶液的渗透势。这种渗透势相等的溶液称为等渗溶液。当用一系列浓度溶液观察细胞质壁分离现象时，细胞的等渗溶液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的浓度之间的溶液浓度。代入公式即可以算出其渗透势。器材与试剂1 实验仪器 显微镜 ，载波片 ，盖玻片，镊子，刀片。2 实验试剂 100 ml浓度为1mol/L蔗糖溶液:用蒸馏水配成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。实验材料 洋葱鳞茎或紫鸭跖草。 实验步骤1.取带有色素的洋葱鳞茎或紫鸭跖草下表皮,迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中,使其完全浸入,约5-10分钟。2.从0.50 mol/L开始依次取出表皮薄片放在滴有相同溶液的载玻片上,在低倍镜下观察,如果所有的细胞都产生质壁分离现象,则取低浓度的溶液中的制片做同样的观察,并记录质壁分离的程度。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的浓度,和不引起质壁分离的最高浓度。4在找到上述浓度极限的时候,用新的溶液和新鲜的叶片

3、重复进行几次,直到有把握确定为止.在此条件下,细胞的渗透势与两个极限溶液浓度之平均值的渗透势相等。将结果记录在表中。在测出引起质壁分离刚开始的蔗糖的最低浓度和不能引起质壁分离的最高浓度的平均值之后,可以按照以下的公式计算在常压下该组织细胞的渗透势sRTic1式中：s为细胞渗透势； R为气体常数=0.083×105La/mol; 为热力学温度，单位为；即273+t，t为实验温度，单位是0C； i为解离系数，蔗糖为1； c1为等渗溶液的浓度，单位是L/mol。则 s=-0.083×105×（273+t）×1×c1注意事项撕下的表皮组织必须完全浸没于

4、溶液中。实验2种子生活力的快速测定（3课时）实验目的熟悉种子生活力快速测定的各种方法。I氯化三苯基四氮唑法（TTC法）TTC试剂为氧化态，无色，TTC还原后为红色的三苯基甲月替（TTF）。该法是利用活细胞进行呼吸时，可产生还原性物质，如：NADH、NADPH等。实验原理凡有生命活力的种子胚部，在呼吸作用过程中都有氧化还原反应，而无生命活力的种胚则无此反应。当TTC渗入种胚的活细胞内，并作为氢受体被脱氢辅酶（NADH或NADPH）上的氢还原时，便有无色TTC变为红色的TTF。反应式详见实验2-7-II。器材与试剂1.实验仪器 恒温箱，天平，烧杯，培养皿，镊子，刀片。2.实验试剂 0.5% TTC

5、溶液（称取0.5克TTC放在烧杯中，加入少许95%乙醇使其溶解，然后用蒸馏水稀释至100ml。溶液避光保存，若变红色，即不能再用。3.实验材料 大麦，小麦，籼谷或粳谷的种子。实验步骤1.浸种 将待测种子在30-350C温水中浸种（大麦、小麦、籼谷6-8小时，玉米5小时，粳谷2小时），以增强种胚的呼吸强度，使显色迅速。2.显色 取吸胀的种子200粒，用刀片沿种子胚的中心线纵切为二半，将其中的一半置于2只培养皿中，每皿100个半粒，加入适量的0.5% TTC溶液，以覆盖种子为度。然后置于300C恒温箱中0.5-1小时。观察结果，凡胚被染成红色的是活种子。将另一半在沸水中煮5分钟杀死胚，作同样染色处

6、理，作为对照观察。3.计算活种子的比例。II麝香草酚蓝法（BTB法）BTB是一种酸碱指示剂，pH6.0-7.6酸黄，碱蓝，中间（pH 7.1）经过绿色。该法是利用活细胞呼吸产生二氧化碳，二氧化碳进入培养基可改变pH，BTB发生颜色变化，判断种子的活了。实验原理凡活细胞必有呼吸作用，吸收空气中的O2，放出CO2。CO2溶于水成为H2CO3，H2CO3解离成H+和H2CO3，使得种胚周围环境的酸度增加，可用溴麝香草酚蓝法（BTB法）来测定酸度的改变。BTB的变色范围为pH6.0-7.6，酸性呈黄色，碱性呈蓝色，中间经过绿色（变色点为pH7.1）。色泽差异显著，易于观察。器材与试剂1.实验仪器恒温箱

7、，天平，培养皿，烧杯，镊子，漏斗，滤纸，琼脂。2.实验试剂0.1BTB溶液称取BTB0.1g，溶解于100ml煮沸过的自来水中（配置指示剂的水应为微酸性，使溶液呈蓝色或蓝绿色，蒸馏水为微酸性不宜用），然后用滤纸滤去残渣。滤液若成黄色，可加数滴稀氨水，使之变为蓝色或蓝绿色。此液储于棕色试剂瓶中可长期保存，1BTB琼脂凝胶（取0.1BTB溶液100ml置于烧杯中，将1g琼脂剪碎后加入，用小火加热并搅拌。待琼脂完全溶解后，趁热倒在干洁的培养皿中，使成一均匀地薄层，冷却后备用）。3.实验材料小麦、大麦、粳谷的种子。实验步骤1.浸种同上述TTC法。2.显色取吸胀的种子200粒，整齐地埋于准备好的琼脂凝胶

8、培养皿中，种子平放，间隔距离至少1cm。然后将培养面置于30-350C下培养h，在蓝色背景下观察，如种胚附近呈现较深黄色晕圈，则是活种子，否则是死种子。用沸水杀死的种子作同样处理，进行对比观察。3.计数种胚附近出现黄色晕圈的活种子数，算出活种子比例。III 红墨水染色法该法是利用活细胞的膜有选择透过性，而死细胞失去选择透过性而被染色。实验原理凡生活细胞的原生质膜具有选择性吸收物质的能力，而死的种胚细胞原生质膜丧失这种能力，于是染料便能进入死细胞而染色。器材与试剂1.实验仪器 恒温箱，烧杯，培养皿，漏斗，镊子。2.实验试剂 5% 红墨水。3.实验材料 大麦，小麦，籼谷或粳谷的种子。实验步骤1.浸

9、种 同上述TTC法。2.染色 取已吸胀的种子200粒，沿胚的中心切为二半，将一半置于培养皿中，加入5%红墨水（以淹没种子为度），染色1015分钟（温度高时间可短些）。染色后倒去红墨水，用水冲洗多次，至冲洗液无色为止。检查种子死活，凡种胚不着色或着色很浅的为活种子：凡种胚与胚乳着色程度相同的为死种子。可用沸水杀死的种子作对照观察。3.计数种胚不着色或着色浅的种子数，算出活种子百分率。IV 纸上荧光法该法是利用种皮的完整性，事实上也利用了细胞膜的完整性。有活力的种子，种皮完好无损，细胞膜有选择透过性，因此种子里，或细胞中的物质，包括荧光物质不易渗漏，而死种子，种皮受损，细胞膜通透性增大，物质发生渗

10、漏，因此一些荧光物质也渗漏出来。实验原理 具有生活力和已经死亡的种子，他们的种皮对物质的透性是不同的，而许多植物的中又都含有荧光物质，利用对荧光物质的不同通透性来判定种子的死活，方法简单，特别是对十字花科的植物的种子，尤为适用。器材与试剂1.实验仪器 紫外荧光灯，培养皿，镊子，滤纸（无荧光）。2.实验试剂 水。3.实验材料 油菜，白菜等十字花科植物的种子（需要完整无损）。实验步骤1.将完整无损的种子（油菜，白菜等十字花科植物的种子）100粒，于250C-300C水中浸泡2-3小时。2.把已经吸胀的种子，以3-5分钟间隔整齐地排列在培养皿中已湿润的滤纸上，滤纸上水分不能过多，以免荧光物质流散彼此

11、影响。培养皿可以不必加盖，放置1.5-2小时，取去种子，将滤纸阴干。将取出的种子仍然按照原来的顺序排列在另一培养皿中（以备验证）。3.将阴干的滤纸置于紫外荧光灯下进行观察，观察如果可以在暗室中进行，效果会更好4.在放过种子的位置上如果可以看见荧光圈，代表种子已经死亡。如果要确证它们是死种子，可以将排列在另外的培养皿中的种子拣出来，集中在一只培养皿的湿润滤纸上，而让不产生荧光圈的种子留在培养皿中，维持湿度，让其自然发芽。5. 3-4天后记录培养皿中发芽种子数，填入下表中。此方法的成败，首先决定于种子中荧光物质的存在，其次决定于种皮的性质。有些种子无论有无发芽能力，一经浸泡，即有荧光物质透出，大豆

12、既属此类；也有些种子由于种皮的不透性，无论种子死活，都不产生荧光圈，许多植物的种子都会碰到这种个别现象，此时只要用机械方法擦伤种皮，即可重新验证。相反，有时由于收获时受潮，种皮已破裂，也会产生荧光圈，实验时也应该注意。最好将浸泡液进行检查，如果没有荧光则适用于作试验材料 注意事项以上所介绍的几种方法都是在以细胞对物质的透性为前提，因此只能快速地了解种子具有的发芽潜力，为急需之用。实验3根系活力的测定（萘胺氧化法）（3课时）实验目的熟悉测定根系活力的各种方法及测定原理。 实验原理植物的根系能氧化吸附在根表面的-萘胺，生成红色的-羟基-1-萘胺，沉淀于有强氧化力的根表面，使这部分根染成红色，该反应

13、如下：根对-萘胺的氧化能力与其呼吸强度有密切关系。有报道认为-萘胺的氧化本质就是过氧化物酶的催化作用。该酶的活力越强，对-萘胺的氧化能力就越强，染色也就越深。所以可根据染色深浅半定量地判断根系活力大小，还可测定溶液中未被氧化的-萘胺量，定量的确定根系活力的大小。-萘胺在酸性环境下与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用产生红色的偶氮染料，可供比色测定-萘胺含量，该反应见实验2-11.器材与试剂1.实验仪器 分光光度计，分析天平，烘箱，三角烧瓶，量筒，移液管，容量瓶。2.实验试剂 -萘胺溶液（称取10 mg -萘胺，先用2 ml左右的95%乙醇溶解，然后加水到200 ml，成为50 µg/ml的溶

14、液，取150 ml该溶液再加150 ml稀释成25 µg/ml的-萘胺溶液），0.1 mol/L pH 7.0的磷酸缓冲液，1%对氨基苯磺酸（将1g对氨基苯磺酸溶解于100 ml 30%醋酸溶液中），亚硝酸钠溶液（称10 mg亚硝酸钠溶液于100 ml水中）。3.实验材料 水稻植物。实验步骤1.定性观察 从田间挖去水稻植株，用水冲洗根部所附着的泥土，洗净后再有滤纸吸去附在水稻根上的水分。然后将植株根系浸入盛有25 µg/ml的-萘胺溶液的容器中，容器外用黑纸包裹，静置2436h后观察水稻根系着色状况。着色深者，其根系活力较着色浅者为大。2.定量测定（1）-萘胺的氧化 挖出水

15、稻植株，并用水洗净根系上的泥土，剪下根系，再用水洗，待洗净后用滤纸吸去根表面的水分，称取1-2g放在100ml三角烧瓶中。然后加50 µg/ml的-萘胺溶液与pH7.0磷酸缓冲液等量混合液50ml,轻轻震荡，并用玻璃棒将根全部浸入溶液中，静置10min，吸取2ml溶液测定-萘胺含量，作为实验开始时的数据。再将三件烧瓶加塞，放在25恒温箱中，将一定时间后，再进行测定。另外，还要用另一只三角烧瓶盛同样数量的溶液，但不放根，作为-萘胺自动氧化的空白，也同样测定，求的自动氧化量。（2）-萘胺含量的测定 吸取2ml待测液，加入10ml蒸馏水，再在其中加入1%对氨基苯磺酸1ml和亚硝酸钠溶液1m

16、l，室温放置5min带混合液变成红色，再有蒸馏水定容到25ml。在20-60min内510nm处比色，读取OD值，在标准曲线上查的相应的-萘胺含量。从实验开始10min是的数值减去自动氧化的数值，即为溶液中所有的-萘胺量。被氧化的-萘胺量以µg/(g.h)表示。因此，还应将根系烘干称其干重。（3）绘制-萘胺标准曲线 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放入试管中，加蒸馏水10ml、1%对氨基苯磺酸溶液1ml和亚硝酸钠溶液1ml，室温放置5min带混合液变成红色，再用去离子

17、水定容到25ml。在20-60 min内510nm处比色，读取OD。然后以OD值作为纵坐标，-萘胺含量为横坐标，绘制标准曲线。实验4植物灰分元素的分析鉴定（3课时）实验目的通过实验了解植物体中存在的一些常量元素。实验原理植物体中含有多种元素，在高温和氧存在下，C和H及部分P、N、S等元素被氧化逸出，而绝大部分的金属及Si等非金属元素则以氧化物的形式残留下来，统称为灰分。通常可以利用元素与特殊的试剂进行的专一性反应，产生一定形状的结晶或颜色，在显微镜下作定性鉴定。器材与试剂1.实验仪器 坩埚，高温电炉，干燥器，显微镜，台天平，白瓷比色板，载玻片，盖玻片，煤气灯。2.实验试剂 5% HCl溶液，5

18、% 硫氰化钾，5% NaH2PO4, 5% KH2PO4，15% HCl, 15% HClO,5% CaCl2, 10% BaCl2, 1% FeCl3， 1% MgSO4, 10% H2SO4 ,钼酸铵试剂7g钼酸铵溶于50 ml蒸馏水中，加入50 ml mol/L HNO3（浓硝酸384 ml/L），放置过夜，取上清液备用。3.实验材料 玉米叶子或其他植物材料。实验步骤1.植物材料的灰化 取10g玉米种子或其他的植物材料，洗净，用滤纸吸干，剪碎，放入洗净干燥的坩埚内，坩埚盖斜立在坩埚上。 将坩埚放在高温电炉中，炉温升至150200 0C，炭化；然后将炉温升至550 0C，灰化12h，至样品

19、呈灰白色。 关闭电炉，待温度下降至80 0C左右，打开电炉，盖好坩埚盖，把坩埚转至干燥器内。2.灰分溶液制备 将上述灰分溶于15 ml的5% HCl溶液中，充分振荡摇匀。若有沉淀，可过滤后使用。3.灰分元素鉴定P：取1滴灰分提取液滴于载玻片一端，取1滴5% KH2PO4溶液滴于载玻片的另一端，作为P元素的标准，各加入1滴钼酸铵试剂，在煤气灯上略加热浓缩，盖上盖玻片，在显微镜下观察比较结晶的颜色及形状，判断元素存在与否。S：取1滴灰分提取液滴于载玻片的一端，以1滴1% MgSO4溶液滴于载玻片的另一端，作为S元素的标准，各加入1滴10% BaCl2，盖上盖玻片，在显微镜下比较结晶的颜色及形状，判

20、断元素存在与否。K：取1滴灰分提取液滴于载玻片的一端，以1滴5% KH2PO4溶液滴于载玻片的另一端，作为K元素的标准，各加入1滴15% HClO，在煤气灯上略加热浓缩，盖上盖玻片，在显微镜下观察比较结晶的颜色及形状，判断元素存在与否。Ca：取1滴灰分提取液滴于载玻片的一端，以1滴5% CaCl2溶液滴于载玻片的另一端，作为Ca元素的标准，各加入1滴10% H2SO4，在煤气灯上略加热浓缩，盖上盖玻片，在显微镜下观察比较结晶的颜色及形状，判断元素的存在与否。Mg：取1滴灰分提取液滴于载玻片的一端，以1滴1% MgSO4溶液滴于载玻片的另一端，作为Mg元素的标准，各加入1滴5% NaH2PO4，

21、在煤气灯上略加热浓缩，盖上盖玻片，在显微镜下观察比较结晶的颜色及形状，判断元素存在与否。Fe：取1滴灰分提取液滴于白瓷比色板上，以1滴1% FeCl3溶液滴于载玻片的另一端，作为Fe元素的标准，各加入1滴5%硫氰化钾，观察是否有红色产物出现。注意事项实验中使用的试剂具有强烈腐蚀性，不能碰到镜头上。如果沾到镜头上，应及时报告老师做妥善处理。实验5叶绿体色素的提取、分离及理化性质的鉴定（3课时）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。 实验原理叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要由叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。根据它们在有机溶剂中的溶

22、解特性，可用丙酮将它们从叶片中提取出来。并可根据它们在不同有机溶剂中的溶解度不同以及吸附剂上的吸附能力不同，将它们彼此分离开。叶绿素是一种双羧酸的酯，可与碱发生皂化作用，产生的盐能溶于水，可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开；叶绿素与类胡萝卜素都有光学活性，表现出一定的吸收光谱，可用分光镜检查或用分光光度计精确测定；叶绿素在光照下可产生暗红色的荧光；叶绿素的化学性质很不稳定，容易受强光的破坏，特别是叶绿素与蛋白质分离后，破坏更快；叶绿素中的镁可被H+取代而成褐色的去镁叶绿素，再加入铜盐，则褐色的去镁叶绿素成为绿色的铜代叶绿素，同代叶绿素很稳定，在光照下不易被破坏，故常用此法制作绿色植物的浸渍标本。

23、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，新花滤纸毛细滴管，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，英砂，CaCO3，无水NaSO4,四氯化碳，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）称取新鲜叶片4克，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×20

24、cm的纸条，将其一段剪去两侧，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体色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。（4）在大试管或展层缸中加入四氯化碳3-5ml及少许无水NaSO4。然后将滤纸条固定于软木塞上，插入试管内，使窄条浸入溶剂中（色素带要略高于液面，滤纸条边缘不可碰到试管壁），盖紧软木塞，直立于阴暗处进行层析（图3-1）。待溶剂前沿达滤纸条上沿1.5-2.0cm时，取出滤纸条，立即用铅笔在溶剂前沿做记号。并观察分离后色素带的分布，最上端橙黄色为胡萝卜素，其次黄色为叶黄素，再下面蓝绿色为

25、叶绿素a，最后的黄绿色为叶绿素b。2.叶绿体色素的理化性质（1）叶绿素的荧光现象 取上述较浓色素丙酮提取液少许预试管中，分别观察在反射光和投射光一侧，提取液的颜色有无不同。反射光侧观察到的血红色，即为叶绿素产生的荧光颜色。（2）光对叶绿素的破坏作用 取上述色素丙酮提取液少许分装于试管中，一直放在暗处（或用黑纸包裹），另一只试管放在强光下，经过2-3小时后，观察两支试管中溶液的颜色有何不同。（3）铜代反应 取上述色素丙酮提取液3ml左右于试管中，一滴一滴加浓盐酸直至溶液出现褐绿色，此时叶绿素分子已遭破坏，形成去镁叶绿素。让后加醋酸铜晶体少许，慢慢加热溶液，则有产生鲜亮的绿色。此即形成了铜代叶绿素。（4）黄色素与绿色素的分离 取上述色素丙酮提取液10ml，加到盛有20ml乙醚的分液漏斗中摇分液漏斗，并沿漏斗边缘加入30ml蒸馏水，轻轻摇动分液漏斗，静止片刻，溶液即分为两层。色素已全部转入上层乙醚中，弃去下层丙酮和水，再用蒸馏水冲洗乙醚溶液1-2次。然后于色素乙醚溶液中加入5ml30% KOH甲醇溶液，用力摇动分液漏斗，静置约