矿质元素对植物的作用(2012级)

1、综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用一、实验教学目的一、实验教学目的 熟练掌握植物的溶液培养法熟练掌握植物的溶液培养法( (或沙基培养法或沙基培养法);); 熟悉植物主要营养元素缺乏症的典型症状熟悉植物主要营养元素缺乏症的典型症状; ; 掌握植物体内硝态氮、硝酸还原酶活性的测掌握植物体内硝态氮、硝酸还原酶活性的测定方法；定方法； 比较不同条件比较不同条件(N(N素、光照、还原糖等素、光照、还原糖等) )对硝对硝酸还原酶的诱导作用。酸还原酶的诱导作用。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用二、实验意义二、实验意义( (一）硝酸还原酶活性的测定一）硝酸

2、还原酶活性的测定硝酸还原酶硝酸还原酶(NR)(NR)是硝酸盐同化中第一个酶，也是限速酶，是硝酸盐同化中第一个酶，也是限速酶，处于植物氮代谢的关键位置。它与植物吸收利用氮肥有处于植物氮代谢的关键位置。它与植物吸收利用氮肥有关，对农作物产量和品质有重要影响，因而硝酸还原酶关，对农作物产量和品质有重要影响，因而硝酸还原酶活性被当作植物营养或农田活性被当作植物营养或农田施肥施肥的指标之一，也可作为的指标之一，也可作为品种选育品种选育的指标之一。的指标之一。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用二、实验意义二、实验意义（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定1

3、1、植物体内硝态氮含量可反映土壤氮素供应情况，常作、植物体内硝态氮含量可反映土壤氮素供应情况，常作为为施肥施肥指标。指标。2 2、蔬菜类作物特别是叶菜和根菜中常含有大量硝酸盐，、蔬菜类作物特别是叶菜和根菜中常含有大量硝酸盐，在烹调和腌制中可转化为亚硝酸盐而危害健康，故硝在烹调和腌制中可转化为亚硝酸盐而危害健康，故硝酸盐含量又成为酸盐含量又成为蔬菜蔬菜及其加工品的重要及其加工品的重要品质品质指标。指标。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用三、实验基本原理三、实验基本原理( (一）硝酸还原酶活性的测定一）硝酸还原酶活性的测定硝酸还原酶是一种硝酸还原酶是一种诱导酶诱导酶，受到

4、，受到NONO3 3- -的诱导，在未供应的诱导，在未供应NONO3 3- -之前，细胞中不存在已合成的硝酸还原酶，也找不到编之前，细胞中不存在已合成的硝酸还原酶，也找不到编码这种蛋白的码这种蛋白的mRNAmRNA。当供给。当供给NONO3 3- -数小时后，即有硝酸还数小时后，即有硝酸还原酶的合成。原酶的合成。此外，此外，光照光照、还原性糖还原性糖以及以及叶绿体叶绿体正常功能等也是诱导植正常功能等也是诱导植物物NR mRNANR mRNA基因表达的重要影响因素。基因表达的重要影响因素。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用三、实验基本原理三、实验基本原理( (一）硝酸还

5、原酶活性的测定一）硝酸还原酶活性的测定采用采用真空渗入法真空渗入法使使NONO3 3- -进入植物组织，并在硝酸还原酶进入植物组织，并在硝酸还原酶作用下还原为作用下还原为NONO2 2- -，产生的亚硝态氮在酸性溶液中与，产生的亚硝态氮在酸性溶液中与对对- -氨基苯磺酸形成重氮盐，再与氨基苯磺酸形成重氮盐，再与-萘胺定量生成萘胺定量生成红红色偶氮化合物色偶氮化合物，生成的红色偶氮化合物在，生成的红色偶氮化合物在520nm520nm有最有最大吸收峰，可用分光光度法测定。硝酸还原酶活性可大吸收峰，可用分光光度法测定。硝酸还原酶活性可由产生的亚硝态氮的量表示。由产生的亚硝态氮的量表示。NRase综合

6、实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用三、实验基本原理三、实验基本原理（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用三、实验基本原理三、实验基本原理（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定在酸性条件下，在酸性条件下，NO3-与水杨酸反应，生成硝基水杨酸，与水杨酸反应，生成硝基水杨酸，生成的硝基水杨酸在生成的硝基水杨酸在碱性碱性条件下（条件下（pH12）呈黄色，）呈黄色，最大吸收波长为最大吸收波长为410nm，在一定范围内，其颜色的深，在一定范围内，其颜色的深浅与含量成正比，可直接比色测定。该

7、方法测定硝态浅与含量成正比，可直接比色测定。该方法测定硝态氮含量十分稳定可靠。氮含量十分稳定可靠。OHCOOH+NO3H SO24OHCOOHNO2+OH综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用四、仪器试剂四、仪器试剂（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定（309309实验室）实验室）1、实验组、实验组玻璃仪器：玻璃仪器：(1)50ml三角瓶三角瓶4个个(2)试管试管4根根(3)打孔器打孔器2个个(4)玻棒玻棒2根根(5)移液管移液管7根根试剂：试剂：(1)PH7.5磷酸缓冲液磷酸缓冲液(2)0.2molKNO3 (3)1% (w/v)磺胺磺胺(4) 1% (

8、w/v)-萘胺萘胺(5) 蒸馏水蒸馏水综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用四、仪器试剂四、仪器试剂（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定（309309实验室）实验室）2、标准曲线组、标准曲线组玻璃仪器：玻璃仪器： (1)试管试管7根根 (2) 移液管移液管5根根试剂：试剂： (1)1% (w/v)磺胺磺胺 (2) 1% (w/v)-萘胺萘胺 (3) 蒸馏水蒸馏水(4) 5ug/mlNaNO2综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用四、仪器试剂四、仪器试剂（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定（310310实验室）实

9、验室）1、实验组、实验组玻璃仪器：玻璃仪器：(1)试管试管4根根(2)烧杯和漓管烧杯和漓管(3)25ml容量瓶容量瓶2个个 (4) 漏斗漏斗2个个(5) 弯颈漏斗弯颈漏斗2个个(6)玻棒玻棒2 根根(7) 移液管移液管5根根试剂：试剂：(1) 5% 水杨酸硫酸溶液水杨酸硫酸溶液(2) 8% NaOH水溶液水溶液 (3) 蒸馏水蒸馏水综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用四、仪器试剂四、仪器试剂（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定（310310实验室）实验室）2、标准曲线组、标准曲线组玻璃仪器：玻璃仪器：(1)50 ml容量瓶容量瓶8个个(2) 试管

10、试管9根根(3) 移液管移液管8根根试剂：试剂：(1) 5% 水杨酸硫酸溶液水杨酸硫酸溶液(2) 8% NaOH水溶液水溶液 (3) 蒸馏水蒸馏水(4)500mgL KNO3综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用五、实验材料五、实验材料1 1、小麦、玉米、棉花、蓖麻、烟草、向日葵等农作物叶、小麦、玉米、棉花、蓖麻、烟草、向日葵等农作物叶片或叶柄；片或叶柄；2 2、黄瓜、茄子、辣椒、豆角、大白菜、萝卜等蔬菜绿叶、黄瓜、茄子、辣椒、豆角、大白菜、萝卜等蔬菜绿叶、心叶、菜心、菜帮等；心叶、菜心、菜帮等；3 3、八仙花、红叶石楠、木芙蓉、紫荆、珊瑚树等园林植、八仙花、红叶石楠、木

11、芙蓉、紫荆、珊瑚树等园林植物叶片或叶柄；物叶片或叶柄；4 4、枫香、木荷、梧桐、泡桐等林木叶片或叶柄。、枫香、木荷、梧桐、泡桐等林木叶片或叶柄。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用六、实验设计六、实验设计1 1、比较不同、比较不同N N素形式素形式(NO(NO3 3- -、NHNH4 4+ +、尿素、尿素) )对对NRNR活性的诱活性的诱导作用及植物体内硝态氮含量的影响；导作用及植物体内硝态氮含量的影响；2 2、探讨光照、温度、探讨光照、温度、pHpH对对NRNR活性的影响；活性的影响；3 3、不同种类还原糖对、不同种类还原糖对NRNR活性的影响；活性的影响；4 4、不

12、同植物、不同植物NRNR活性及硝态氮含量的差异；活性及硝态氮含量的差异；5 5、同一植物不同器官或不同生长时期、同一植物不同器官或不同生长时期NRNR活性及硝态氮活性及硝态氮含量的差异；含量的差异；6 6、探讨不同土壤条件下硝态氮含量的差异。、探讨不同土壤条件下硝态氮含量的差异。 管管 号号1 12 23 34 45 56 67 7亚硝酸钠标准液（亚硝酸钠标准液（mlml）0 00.10.10.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0蒸馏水（蒸馏水（mlml）1.01.00.90.90.80.80.60.60.40.40.20.20 01 1对氨基苯磺酸（对氨基苯磺酸（mlml

13、）2 22 22 22 22 22 22 20.2%-0.2%-萘胺（萘胺（mlml）2 22 22 22 22 22 22 2每管含每管含NONO2 2- - (ug) (ug)0 00.10.10.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0七、实验步骤七、实验步骤（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定1. 标准曲线制作标准曲线制作取取1ml NaNO2标标准液准液(空白用空白用H2O)2ml磺胺磺胺试剂试剂2ml-萘萘胺试剂胺试剂摇匀，摇匀，室温室温静置静置30min520 nm比色比色综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用（2013年年5

14、月月14上午）上午）综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用（2013年年5月月15日下午）日下午）5ml 磷酸磷酸缓冲液缓冲液5ml H2O5ml KNO3称量称量0.30.5g等重材料等重材料2份分份分别置于三角瓶别置于三角瓶、 三角瓶三角瓶、 置于干燥器，真空抽气置于干燥器，真空抽气30恒温箱中黑暗保温恒温箱中黑暗保温30min取反应液取反应液1ml+2ml磺胺试剂磺胺试剂+2ml -萘胺试剂萘胺试剂摇匀，摇匀，室温室温静置显色静置显色30min520 nm比色、查标准曲线、计算比色、查标准曲线、计算放气后摇晃材料下沉放气后摇晃材料下沉注意加液顺序注意加液顺序管管 号

15、号12345678硝酸钾标准液（硝酸钾标准液（ml)1234681012蒸馏水（蒸馏水（ml)4948474644424038每管硝酸氮含量每管硝酸氮含量(ug/ml)102030406080100120七、实验步骤七、实验步骤（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定1. 标准曲线制作标准曲线制作取取0.1 ml KNO3标准标准液液(空白用空白用H2O)0.4ml 5%水杨水杨酸酸-硫酸硫酸摇匀摇匀， 室温室温下下静静置置20min加加8% NaOH溶液溶液9.5ml，摇匀冷却摇匀冷却410 nm比色比色综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用(201

16、3年年5月月14日日)综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用(2013年年5月月14日下午）日下午）综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用(2013年年5月月15日下午）日下午）精确称取剪碎、混匀植物材料，每份精确称取剪碎、混匀植物材料，每份1.02.0 g放入试管，加去离子水放入试管，加去离子水10ml，弯颈漏斗封，弯颈漏斗封口口沸水浴中提取沸水浴中提取30min，自来水冷却，自来水冷却过滤到过滤到25ml容量瓶，去离子水冲洗残渣，定容容量瓶，去离子水冲洗残渣，定容取试管取试管1支，加支，加0.1ml样品液样品液加加5%水杨酸水杨酸-硫酸硫酸0.4

17、ml，摇匀，室温静置摇匀，室温静置20min 加加 8% NaOH溶液溶液 9.5ml，摇匀冷却，摇匀冷却410nm比色，查标准曲线比色，查标准曲线溶液加到试管底部，以溶液加到试管底部，以免影响结果免影响结果用强酸、强碱注用强酸、强碱注意安全，如外溅意安全，如外溅，立即用水冲洗，立即用水冲洗和擦洗和擦洗（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定硝酸还原酶活性硝酸还原酶活性(gg-1h-1) （N0N02 2- -含量含量- -N0N02 2- -含量）含量）10/W10/Wt t其中：其中： NONO2 2- -含量为反应液含量为反应液中亚硝态氮含量中亚硝态氮含量(ug)(ug)；

18、NONO2 2- -含量为反应液含量为反应液中亚硝态氮含量中亚硝态氮含量(ug)(ug)； W W为样品重量为样品重量(g)(g)； t t为反应时间为反应时间(h)(h)。八、结果与分析八、结果与分析（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定硝态氮含量硝态氮含量( (mgg-1FW) ) = (C= (CV)/WV)/W其中其中: : C为为标准方程计算得标准方程计算得NO3-N浓度浓度(ugml) ； V为提取样品液总量为提取样品液总量(ml)； W为样品鲜重为样品鲜重(g) 。八、结果与分析八、结果与分析综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用九、注

19、意事项九、注意事项（一）硝酸还原酶活性的测定（一）硝酸还原酶活性的测定1 1、该酶为诱导酶，可于、该酶为诱导酶，可于实验前一两天实验前一两天，用硝酸盐进行，用硝酸盐进行叶叶面喷施面喷施以增强其活性。取回材料后注意冲洗叶片上残以增强其活性。取回材料后注意冲洗叶片上残留的硝酸盐。留的硝酸盐。2 2、取样前材料应、取样前材料应照光照光3h3h以上，大田取样在上午以上，大田取样在上午9 9点后为点后为宜，阴雨天不宜取样。取样部位应尽量一致。宜，阴雨天不宜取样。取样部位应尽量一致。3 3、硝酸盐、硝酸盐还原还原过程应在过程应在黑暗黑暗中进行，以防止亚硝酸盐还中进行，以防止亚硝酸盐还原为氨。原为氨。4 4、显色到比色时间要一致，过短过长对影响颜色。、显色到比色时间要一致，过短过长对影响颜色。综合实验综合实验1 矿质元素对植物的作用矿质元素对植物的作用九、注意事项九、注意事项（二）植物体内硝态氮含量的测定（二）植物体内硝态氮含量的测定1