葛云侠 《植物生理学》实验 讲义

植物的光合速率测定-----改良半叶法

[目的]

学习改良半叶法测定光合速率 [原理]

植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。通过公式计算出光合速率。乘以系数后还可计算出C02的同化量。

光合速率(mgDW ·m -2 s -1)=

[材料、仪器、药品]

1．材料：任选户外一种植物。

2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器；（13）毛笔。 3．药品：5％三氯乙酸。 [方法]

1．取样：在户外选择较绿的植物叶片10片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。绿叶用纸牌编号（例如绿叶为1、2、3、4、5-10）。增加叶片的数目可提高测定的精确度。 2．处理叶柄：为阻止叶片光合作用产物的外运，可选用以下方法破坏韧皮部。 抑制法：用毛笔蘸取5％三氯乙酸涂抹叶柄一周。注意勿使抑制液流到植株上。

3．剪取样品：叶柄处理完毕后即可剪取样品，并开始记录时间，进行光合作用的测定。首先按编号次序（绿叶）剪下叶片对称的一半(主脉留下)，并按顺序夹在湿润的纱布中，放入磁盘中，带回室内存于暗处。1-1.5h 后，再按原来的顺序依次剪下叶片的另一半。按顺序夹在湿润的纱布中。注意两次剪叶速度应尽量保持一致，使各叶片经历相同的光照时间。

4．称干重：取4个称量瓶分别标上绿叶光照1、2，绿叶黑暗1、2，将各同号叶片照光与暗中的两半叶叠在一起，用打孔器打取叶圆片，分别放入相应编号的称量瓶中（即光下和暗中的叶圆片分开）。每5 个叶片打下的叶圆片放入一个称量瓶中，做为一个重复。记录每个称量瓶中的小圆片数量。打孔器直径根据叶片面积大小进行选择，尽可能多的打取叶圆片。注意不要忘记用卡尺量打孔器的直径。将称量瓶中叠在一起的叶圆片分散，开盖置于105℃烘箱中烘10min 以快速杀死细胞，然后将温度降到70~80℃，烘干至恒重(40min 左右)。取后取出加盖于干燥器中冷却至室温，用分析天平称重。 5．结果计算：

光合速率(mgDW ·m -2 s -1)=

式中 W 2：照光半叶的叶圆片干重(mg)；W 1：暗中半叶的叶圆片干重(mg)；A ：叶圆片面积(m 2)；t ：照光时间(S)。 若将干物质重乘以系数1.5，便可得CO 2的同化量，以mgC02·m -2S -1表示。

植物叶绿素含量测定----丙酮提取法

[目的、意义]

叶绿素含量是指导作物栽培生产和选育作物品种的重要指标，学习用分光光度计并结合消光系数法来测定物质含量。

[原理]

叶绿素溶于有机溶剂，如丙酮、乙醇等研磨提取或浸泡提取。

叶绿色素在特定提取溶液中对特定波长的光有最大吸收，用分光光度计测定在该波长下叶绿素溶液的吸光度(也称为光密度)，再根据叶绿素在该波长下的吸收系数即可计算叶绿素含量。

利用分光光计测定叶绿素含量的依据是Lambert-Beer定律，即当一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。其数学表达式为：A=Kbc

式中：A为吸光度；K为吸光系数；b为溶液的厚度；c为溶液浓度。

叶绿素a、b的丙酮溶液在可见光范围内的最大吸收峰分别位于663、645nm处。叶绿素a和b在663nm 处的吸光系数（当溶液厚度为1cm，叶绿素浓度为g·L-1时的吸光度）分别为82.04和9.27；

在652nm处，叶绿素a和b的吸光系数相同，因此提取液中叶绿素的总浓度（a+b）也可通过测定溶液在波长652nm处的吸光度（A652）求得，其计算公式为：

C a十b

（1）

式中：34.5为叶绿素a和b在波长652nm处的吸光系数。

所测定材料的单位面积或单位重量的叶绿素含量可按下式进行计算：

叶绿素含量（mg·g-1或mg·dm-2）= （2）

式中：C为叶绿素浓度（mg·L-1）或mg·dm-2）；V为提取液总体积（ml）；A为取样鲜重（g）或取样面积（dm-2）。

[材料、仪器、药品]

1．材料：植物绿色叶片。在本实验中利用光合速率测定实验中取回室内的绿色半叶为试材。

2．仪器：(1) 分光光度计；（2）天平；(3) 研钵；(4) 滤纸；(5) 漏斗；(6) 5ml移液管；(7) 打孔器；（8）滴管；（9）剪刀；（10）25ml容量瓶；（11）毛刷；（12）擦镜纸。

[方法]

1．取样：称0.5g叶片→剪碎后放入研钵→→加入80%丙酮2.5ml，少许CaCO3，石英砂→研磨成匀浆→再加入3ml 80%丙酮→继续研磨至组织变白→在暗处静止3~5min后→用一层干滤纸过滤到25ml容量瓶→80%丙酮洗研钵，清洗液也要过滤到容量瓶中，并用80%丙酮沿滤纸的周围洗脱色素，待滤纸和残渣全部变白后→用80%丙酮定容至刻度。

3．读取吸光度：。第一个位置放盛有80%丙酮的比色皿，做为空白对照。将仪器波长调至652nm处，以80%丙酮做为空白对照调透光率100%，测定溶液在上述波长下的吸光度。

4．结果计算：将652nm处测得的吸光度代入公式（1）中计算叶绿素a、b浓度和总浓度。再将叶绿素a、b浓度和总浓度代入公式（2）中求出所测材料单位重量或单位面积的叶绿素a、b含量和总含量。

植物组织水势测定----小液流法

[目的、意义]

学习小液流法测定植物组织水势

在栽培生产上水势也是了解植物体内水分状态，制订灌溉计划的重要指标。

[原理]

水势的测定有多种方法，可分为气态平衡法和液态平衡法。前者要求精密的仪器设备，灵敏度高，如热电偶温湿度计法；后者要求设备简单，操作方便，但灵敏度低，如小液流法和折射仪法。小液流法亦称比重法或着色法，是水势测定的最经典方法之一。

在恒温恒压下，如果植物组织的水势低于外液的渗透势，则植物组织吸水而使外液浓度变大；反之，植物组织失水而使外液浓度变小；若二者相等，则外液浓度不变，此时外界溶液的渗透势等于植物组织的水势。

同一种溶液浓度不同，比重亦不同。当两个不同浓度的溶液相遇时，稀的溶液由于比重小而上浮，浓的溶液比重大而下沉。

当把浸过植物组织的溶液滴回到原浓度的溶液中时，如果液滴下降，说明浸泡液的渗透势高于植物组织的水势；若液滴上升，说明浸泡液的渗透势低于植物组织的水势；如果液滴不动，则表示植物组织与浸泡液的水分交换处于动态干衡中，浸泡液的渗透势等于植物组织的水势。

浸泡液的渗透势依据范特荷夫公式计算：Ψπ＝一iCRT

浸泡液的液滴不动时，植物组织的水势（MPa）Ψw＝Ψπ＝一iCRT

[材料、仪器、药品]

1．材料：韭菜叶片。

2．仪器：(1) 5ml试管6支；(2) 10ml刻度试管6支；(3) 细滴管8~10支；（4）移液管8支；(5) 试管架1个；(6) 打孔器(0.5 cm2左右)1个或刀片1个；(7) 镊子、解剖针、滤纸。

3．药品：（1）甲烯蓝粉末；(2) 蔗糖溶液，浓度为lmol·L-1。

[方法]

1．准备器具：将试验所需要试管和滴管洗净烘干。

2．配制不同浓度的蔗糖溶液：测定植物组织水势时所用的溶液，一般最常用的是蔗糖溶液。取洁净干燥的10ml刻度试管6支编号（甲组），将1mol的蔗糖溶液稀释成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mol·L-1的6种浓度。按下表配制不同浓度的蔗糖溶液。配制好的溶液要充分混匀。