植物生理学实验指导

1、 植物生理学实验指导实验一 植物组织水势的测定（小液流法）一、实验目的：理解水势、渗透势的概念，掌握植物水势的测定方法。二、实验原理：当植物组织浸在已知浓度的外液中时，如果组织水势高于外液水势，则组织失水，外液浓度降低，比重变小；如果组织水势低于外液水势，则组织吸水，外液浓度升高，比重变大；如果组织水势和外液水势相等，则外液的浓度和比重都不变，此溶液的渗透势即等于组织的水势。三、仪器、试剂、材料：青霉素小瓶（带盖）、弯头注射器、打孔器、镊子、培养皿、滴管、甲烯蓝粉末。0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液。植物叶片。四、实验步骤： 1、用滴管取不同浓度（0

2、.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L）蔗糖溶液各4ml，分别注入6个青霉素小瓶中（甲组）；再另取上面6种溶液各4ml，注入另6个小瓶中（乙组），对应编号标记。 2、用打孔器从植物叶片上取下相同大小的圆叶片，分别放入甲组小瓶中（每瓶10片），加盖， 轻轻摇动以使圆叶片浸泡于溶液中。3、30分钟后，向甲组小瓶加微量甲烯蓝粉末，轻轻摇动使溶液均匀。4、用注射器从甲组小瓶中吸取蓝色溶液，插入相同编号的乙组小瓶溶液中部，轻轻挤出一小滴，慢慢抽出注射器，观察蓝色液滴升降情况并填入下表。溶液（mol/L）0.050.10.150.20.250.3蓝色液滴升降情况五、结果计算：

3、植物组织水势按下式计算： w = - iCRT 式中：w 水势， i 解离系数（蔗糖为1 ） C 等渗溶液浓度（mol/L）， R 气体常数（0.0083L .MPa /moL.K） T 绝对温度( K=273 + t ) 附：蔗糖分子量：342.29实验二 叶绿体色素的提取、分离和性质的观察 一、实验目的：掌握叶绿体色素的提取和分离方法，加深对其性质的理解。二、实验原理：叶绿体色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，这四种色素均不溶于水而溶于有机溶剂，故常用丙酮或乙醇等提取。叶绿体色素可采用纸层析法进行分离，当溶剂不断地从层析滤纸上流过时，由于混合物各成分在两相（即流动相和固定相）间具

4、有不同的分配系数，它们的移动速度不同，因而使样品混合物分离。叶绿素和类胡萝卜素可表现出一定的吸收光谱，可用分光光度计精确测定。吸收光量子变成激发态的叶绿素分子很不稳定，在它变回基态时，可发射出红光量子，因而产生荧光。叶绿素中的Mg2+可被H+所取代，成为褐色的去镁叶绿素，后者遇Cu2+则变成深绿色的铜代叶绿素。三、仪器、试剂、材料：分光光度计、水溶锅、天平、研钵、三角瓶、培养皿、试管、漏斗、滤纸、丙酮、四氯化碳、盐酸、醋酸铜、植物叶片（失水20-30%）四、实验步骤：1、色素提取：取植物叶片5克于研钵中，加丙酮20ml及少许CaCO3制成匀浆，过滤于三角瓶中，滤液备用。2、色素分离：按现场示范

5、进行，以标准层析液（石油醚：丙酮：苯=20:2:1）为驱动剂由内向外：叶绿素b（黄绿）、叶绿素a（蓝绿）、叶黄素（黄）、胡萝卜素（橙黄）。3、理化性质观察： 叶绿体色素的吸收光谱曲线： 将上述过滤液进注入光径为1cm的比色杯中，另以80%的丙酮作空白，于400-700nm每隔10nm读取OD值，读数时以空白调透光率为100，再读取滤液的OD值，以波长为横坐标，OD值为纵坐标，绘出叶绿体色素的吸收光谱曲线。 叶绿素的荧光现象：取滤液少许（约3ml）用反射光和透射光观察溶液的颜色，反射光的颜色即为叶绿素产生的荧光。 H+和Cu2+ 对叶绿素分子中Mg2+的取代作用：在3支试管里盛滤液约3ml，留一

6、支作对照，另两支各加HCl1-2滴，摇匀待溶液呈褐色后，再在其中一支加入醋酸铜少许，于水浴加热到溶液至深绿色为止。观察比较三支试管里溶液的颜色。 实验三 叶绿素含量的测定（分光光度法）一、实验目的：掌握叶绿素含量的测定方法。二、实验原理： 根据叶绿素吸收光谱的特点，利用分光光度计在某一波长处测得叶绿素的OD值（光密度），再通过公式计算叶绿素的含量。叶绿素的光谱吸收峰是400500nm及600700nm，类胡萝卜素的光谱吸收峰在400500nm。所以Arnon（1949）选定叶绿素a的吸收峰为663nm，叶绿素b的吸收峰为645nm，并提出计算这两种色素浓度的公式。三、仪器、试剂、材料：分光光度

7、计、带塞试管、丙酮与无水乙醇的等体积混合液、水浴锅、植物叶片。四、实验步骤： 1、准确称取植物叶片0.05克左右放入试管，加丙酮与无水乙醇的等体积混合液10ml，加塞。放入50-60水溶锅中加热，快速提取20 60分钟，至叶片变白即可。 2、待叶片变白后，取出摇匀，在663nm和645nm波长处测定提取液的OD值。以丙酮与无水乙醇的等体积混合液作空白调零。五、结果计算： 叶绿素a（mg/g）=（12.71OD663 - 2.59OD645）V/1000W 叶绿素b （mg/g）=（22.88OD645 - 4.67OD663）V/1000W 叶绿素总量（mg/g）=（8.04OD663+20.

8、29OD645）V/1000W 式中： V提取液体积（ml） W叶片重量（g） 实验四 种子生活力的测定（TTC法、红墨水法）一、实验目的：理解种子生活力的测定原理，掌握种子生活力的测定方法。二、实验原理：1、TTC法：具有生活力的种胚在呼吸作用过程中都有氧化还原反应，当TTC溶液渗入种胚活细胞内并作为氢的受体被还原型脱氢辅酶（NADH2或NADPH2）上的氢还原时，无色的 TTC 转化为红色的 TTF ，活种胚被染成红色，而死细胞无此反应。2、红墨水法：具有生活力的种胚细胞的原生质膜具有选择透性，一般染料不能进入细胞内，胚部不着色。而丧失生活力的种子其胚部细胞原生质膜丧失了选择吸收的能力，染

9、料可进入细胞内使胚部染色。三、仪器、试剂、材料：培养皿、刀片、镊子、0.1 %TTC溶液、红墨水、植物种子（小麦或玉米种子）四、实验步骤： 1、将植物种子用温水（30）浸泡 2 6 h ，使种子充分吸胀。 2、取吸胀种子100 粒，用刀片沿种胚中心线切为两半，分别放入A、B两个培养皿中。 3、A皿加TTC溶液，以浸没种子为度，于恒温箱（30 35）保温0.5 h。 到时倒掉溶液，用自来水冲洗1 2 次，观察种胚染色情况。凡胚部全部或大部被染成红色的即为有生活力的种子。 4、B皿加红墨水溶液，以浸没种子为度，室温染色10分钟。到时倒掉溶液，用自来水反复冲洗至洗液不带红色为止，观察种胚染色情况。凡

10、胚部不着色或略带红色的即为有生活力的种子。五、结果计算TTC法： 活种子（%）= 胚部着红色种子数 / 供试种子数 ×100%红墨水法： 活种子（%）= 胚部未着色种子数 / 供试种子数 ×100% 附：1、0.1%TTC溶液：取1gTTC溶于少量酒精中，再用蒸馏水定容至1L。2、红墨水溶液：取市售红墨水稀释20倍作为染色剂。 实验五 过氧化物酶活性的测定 一、实验目的：了解过氧化物酶在植物体内的作用，掌握过氧化物酶活性的测定方法。二、实验原理：在过氧化氢存在时，过氧化物酶能将邻甲氧基苯酚（即愈创木酚）氧化成红棕色的4-邻甲氧基苯酚，生成的红棕色物质用分光光度计在470mm

11、处测定其OD值，即可求出酶活性。三、仪器、试剂、材料：分光光度计、匀浆器、离心机、秒表、移液管、吸气球、水浴锅、pH5.0醋酸缓冲液、0.08%H2O2、0.1%邻甲氧基苯酚、植物叶片四、实验步骤：1、酶液提取：准确称取植物叶片0.010.03克，放入匀浆器，加10ml蒸馏水，研成匀浆。倒入2支离心管内， 离心15分钟（4000转/分），上清液即酶液。2、酶活性测定：取干净试管2支，分别加入pH5.0醋酸缓冲液1ml、0.1%邻甲氧基苯酚1ml及酶液1ml，摇匀后，置于30水浴中平衡5分钟。其中一支加1ml蒸馏水调零，另一支加入0.08%H2O21ml并摇匀，立即用秒表开始计时，将此溶液倒入比

12、色杯中，1分钟左右生成红棕色的4-邻甲氧基苯酚溶液，到2分钟时于470nm处读取OD值。五、结果计算：酶活性以每分钟每克鲜重材料的OD值表示，即 过氧化物酶活性 （OD470 /g分）=（OD470×V1 /V2）/Wt 式中： V1 酶液总体积（ml） V2 测定酶液体积（ml） W 样品重量（g） t 反应时间（分）附：1、pH5.0的醋酸缓冲液：先配0.2mol醋酸溶液， 即取11.55ml冰醋酸加蒸馏水至1000ml；再配0.2mol醋酸钠溶液，即称取16.4g无水醋酸纳（或27.2g C2H3O2Na.3H2O）溶解并定容至1000ml。取148ml0.2mol醋酸溶液加3

13、52ml0.2mol醋酸钠溶液混合，即成pH5.0的醋酸缓冲液。2、0.08%H2O2：取30%H2O2 2.67ml稀释至1000ml，即成0.08%H2O2。3、0.1%邻甲氧基苯酚。 实验六 果蔬有机酸含量的测定（酸碱中和法）一、实验目的：了解有机酸在果蔬中的存在情况，掌握果蔬有机酸含量的测定方法。二、实验原理：有机酸易溶于水，醇、醚，用这些溶剂可将有机酸提取出来，再用碱滴定，据此可测出有机酸含量。三、仪器：试剂、材料：水浴锅、碱式滴定管、滴定架、三角瓶、研钵、移液管、100ml容量瓶、0.05mol/L NaOH溶液、酚酞指示剂、水果或蔬菜（番茄、橘子等）四、实验步骤：1、称取510克

14、果蔬，放入研钵中研磨成匀浆，用30-50ml蒸馏水将研钵中的匀浆冲洗到三角瓶中，将三角瓶置于60水浴锅中浸提，每隔5分钟摇动一次。30分后钟取出冷却，转移到100ml容量瓶中，残渣用10-20ml蒸馏水冲洗到容量瓶，并定容到100ml。过滤，滤液备用。2、测定：吸取滤液20ml于干洁三角瓶中，加1%酚酞2滴，用0.05mol/L NaOH溶液滴定至微红、摇动1分钟不褪色为滴定终点，读取 NaOH溶液消耗量。五、结果计算： 有机酸含量（%）=KCV3/W·V1/V2×100%式中：K换算系数：苹果酸67 酒石酸75 W样品重量（g） V3NaOH 溶液消耗量 （ml） V1提

15、取时样液总量（ml）V2测定时样液用量（ml） CNaOH溶液浓度（mol/ml） （0.05mol/L=0.00005mol/ml）附：1、0.05mol/L NaOH溶液：称取2g NaOH溶解于蒸馏水中，定容至1000ml。2、酚酞指示剂：称取1g酚酞，溶于100ml95%乙醇 ，贮于滴瓶中。 实验七 植物抗寒性的测定（电导率仪法）一、实验目的：理解用电导率测定植物抗寒性的原理，掌握电导率仪的使用方法。二、实验原理：细胞原生质膜具有选择透性，当植物遇到低温伤害时，质膜透性增大，细胞中的电解质外渗，使组织浸泡液的电导率增大。植物抗性越弱，受伤害越严重，则电导率增大得越多。因此，通过测定溶液

16、电导率的大小，可以确定植物组织受伤害的程度，也反映出植物抗寒性的强弱。三、仪器、试剂、材料：电导率仪、打孔器、三角瓶、植物叶片四、实验步骤：1、将植物叶片用同一种低温（-10）处理不同时间（4h、2h、0h）或不同温度（-20 、-10、0，室温）处理同一时间（2h），到时将叶片洗 净，滤纸吸干。用打孔器钻取各处理叶片20个小圆片，分别放入干洁的50 ml三角瓶中，加30ml蒸馏水浸泡，并每隔10分钟给予轻轻摇动。2、1小时后，用电导率仪对浸泡液进行测定，结果填入下表： 处理（-10）4h2h0h电导率（s/cm）五、结果分析 根据测定结果，对3种处理的叶片受伤害情况作出分析。 实验八 蒸腾速

17、率的测定一、实验目的：理解蒸腾速率的概念，掌握蒸腾速率的测定方法。二、实验原理：当植物蒸腾失水时，便要从根或浸在水中的茎中吸水补充。把茎插在U形管内，U形管内水柱液面就要下降，从下降距离的多少，可计算单位时间、单位叶面积的失水量即蒸腾速率。三、仪器、试剂、材料：滴定架、U形管、移液管（1ml）、吸气球、叶面积仪、带叶枝条四、实验步骤： 1、将U形管固定在滴定架上，剪取带8 12 片叶的枝条，将枝条插到U形管内并在U形管内注满水。在另一不带枝条的U形管内注满水以作蒸发对照。2、将滴定架置于日光下，开始记时。3、30分钟后将滴定架拿回，用1ml移液管向U形管内补充失去的水量，记下读数（V1），并记

18、下对照的读数（V0）。4、用叶面积仪测定叶片面积。五、结果计算按 E =（V1 - V0）/ S t 计算蒸腾速率式中： E 蒸腾速率（ml / m2.h） V1 总失水量（ml） V0 对照失水量（ml） S 叶片面积（m2） t 蒸腾时间（h）实验九 呼吸速率的测定（小篮子法）一、实验目的：理解呼吸速率的概念，掌握呼吸速率的测定方法。二、实验原理：在密闭容器中加入一定量的 Ba(OH)2，并悬挂植物材料，则植物材料呼吸放出的CO2 可为容器中Ba(OH)2 吸收，用草酸滴定剩余的Ba(OH)2，从空白和样品消耗草酸溶液之差，可计算出呼吸释放的CO2 量。其反应如下： Ba(OH)2 + C

19、O2 BaCO3 + H2O Ba(OH)2（剩余） + H2C2O4 BaC2O4 + 2H2O 三、仪器、试剂、材料：广口瓶呼吸装置、分析天平、酸式滴定管、滴定架、1/44 mol / L 草酸溶液、0.05 mol / L Ba(OH)2溶液、酚酞指示剂、碱石灰、萌发的种子。四、实验步骤：1、称取10克萌发种子于小篮内，挂于橡皮塞下。加入0.05mol/L Ba(OH)2溶液20ml，塞紧瓶塞，开始计时，不时摇动。30分钟后，取出小篮，加入酚酞指示剂12滴，立即塞紧瓶塞，用草酸滴定，直到红色刚刚消失为止，记录草酸消耗量（V1）。2、取煮沸的种子10克，按上面同样步骤，加Ba(OH)2与酚

20、酞试剂，同样用草酸滴定，记录草酸消耗量（V0）。 五、结果计算 R= C（V0 - V1）/ Wt式中： R一 呼吸速率（CO2mg /gh） C一1ml草酸相当于CO2的mg数 V0一对照滴定值 （ml） V1一样品滴定值 （ml） W一样品重量 （g） t一反应时间（h）附：1、1/44mol/L草酸溶液：准确称取重结晶H2C2O4.2H2O 2.8651g溶于蒸馏水中，定容至1000ml，每ml相当于1mgCO2。2、0.05mol/L氢氧化钡溶液：Ba(OH)28.6g或Ba(OH)2.8H2O 15.78g溶于1000ml蒸馏水中。若有浑浊，待溶液澄清后使用。3、酚酞指示剂：称取1g

21、酚酞，溶于100ml95%乙醇，贮于滴瓶中。实验十 环境因子对植物光合作用的影响一、实验目的：了解光、温、CO2等因子对植物光合作用的影响。二、实验原理： 用真空渗入法使叶片细胞间隙充满水而下沉，在水中的叶片进行光合作用时吸收CO2而放出氧气。由于氧在水中的溶解度很小，大部分以气体状态重新充满细胞间隙及附着在叶片下表面，其结果会使下沉的叶片比重减轻重新上浮。根据上浮所需时间的长短，即能推测光合作用的强弱。三、仪器、试剂、材料：打孔器、注射器、三角瓶、小烧杯、温度计、水浴锅、冰快、植物叶片。四、实验步骤：1、用直径约1cm的打孔器打下小圆片50片左右，放入注射器中，加水使叶子浸没。排出空气后用手

22、指堵住前端小孔，同时把活塞向外抽拉，即可造成减压而排出组织中的空气。轻放活塞，水即进入组织。如此反复抽拉几次，叶片即可变成半透明状而下沉。把下沉叶片连水倒入小烧杯中，放于黑暗处。2、取100ml三角瓶4个，编号后，在1号瓶加入新制冷开水50ml，其它瓶均加入自来水（需无气泡）50ml。3号瓶用冰水降温至10左右，1、2、4号瓶则用温水浴保温2530。每瓶各放入下沉叶片10片，2号瓶放于弱光处，1、3、4号瓶则放在日光下进行光合作用。3、将各瓶内叶片上浮所需时间，或一定时间内上浮叶片数，记入下表。处理各叶片上浮所需时间（min）30min内各处理上浮叶片数123456789101号：低CO22号

23、：弱光3号：低温4号：对照五、结果分析 以4号瓶为对照，比较CO2 、光照和温度对植物光合作用的影响并加以解释实验十一 Vc含量的测定（紫外分光光度法）一、实验目的：了解Vc在果蔬中的存在情况及生理意义，掌握Vc含量的测定方法。二、实验原理：Vc又称抗坏血酸，它具有对紫外光产生吸收和对碱不稳定的特性，于243nm处测定样品液与碱处理样品液两者光密度之差，通过查标准曲线，即可计算样品中Vc的含量。 三、仪器、试剂、材料：紫外分光光度计、 离心机、分析天平、容量瓶（10ml, 25ml）、移液管（0.5ml，1.0ml）、吸管、研钵。 10%HCl、1%HCl、1mol/L NaOH、果实或蔬菜四

24、、实验步骤（一）标准曲线的制作 1、抗坏血酸标准溶液的配制：准确称取抗坏血酸10mg，加2ml 10%盐酸，蒸馏水定容至100ml。此抗坏血酸溶液的浓度为100g/ml。 2、取带塞刻度试管8支并编号，分别按表内所规定的量加入抗坏血酸标准溶液和蒸馏水。试管12345678标准抗坏血酸溶液加入体积（ml）0.10.20.30.40.50.60.81.0蒸馏水加入体积（ml）9.99.89.79.69.59.49.29.0总体积（ml）10.010.010.010.010.010.010.010.0抗坏血酸溶液浓度（g/ml）1.02.03.04.05.06.08.010.0 3、光密度（OD值）的测定：以蒸馏水为空白，在243nm处测定标准系列抗坏血酸溶液的光密度。以抗坏血酸的含量（g）为横坐标，以相应的OD值为