矿质元素对植物作用(2013年级)
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综合实验3 矿质元素对植物的作用
一、实验教学目的
掌握植物体内硝态氮、硝酸还原酶活 性的测定方法；
比较不同条件(N素、光照、还原糖等) 对硝酸还原酶的诱导作用。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
二、实验意义
(一）硝酸还原酶活性的测定
硝酸还原酶(NR)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 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施肥的指标之一，也可作为 品种选育的指标之一。
2
y = 2.7008x + 0.006
1.5
R2 = 0.9964
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
消光值
综合实验3 矿质元素对植物的作用 （2013年5月15日下午）
亚硝态氮含量（ug)
亚硝态氮标准曲线
2.5
2
y = 2.7365x - 0.0119
R2 = 0.9993
1.5
1
0.5
0 -0.5 0
四、仪器试剂
（二）植物体内硝态氮含量的测定（310实验室）
1、实验组 玻璃仪器：(1)试管4根 (2)烧杯和漓管 (3)25ml容量瓶2个
(4) 漏斗2个 (5) 弯颈漏斗2个(6)玻棒2 根 (7) 移液管5根 试剂：(1) 5% 水杨酸－硫酸溶液 (2) 8% NaOH水溶液
(3) 蒸馏水
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验3 矿质元素对植物的作用
四、仪器试剂
（一）硝酸还原酶活性的测定（309实验室）
1、实验组 玻璃仪器：(1)50ml三角瓶4个 (2)试管4根 (3)打孔器2个
(4)玻棒2根 (5)移液管7根 试剂：(1)PH7.5磷酸缓冲液 (2)0.2molKNO3
(3)1% (w/v)磺胺 (4) 1% (w/v)α-萘胺 (5) 蒸馏水
综合实验3 矿质元素对植物的作用
二、实验意义
（二）植物体内硝态氮含量的测定
1、植物体内硝态氮含量可反映土壤氮素供应情况，常作 为施肥指标。
2、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 酸盐含量又成为蔬菜及其加工品的重要品质指标。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验3 矿质元素对植物的作用
三、实验基本原理
（一）硝酸还原酶活性的测定
综合实验3 矿质元素对植物的作用
三、实验基本原理
（二）植物体内硝态氮含量的测定
在酸性条件下，NO3-与水杨酸反应，生成硝基水杨酸， 生成的硝基水杨酸在碱性条件下（pH＞12）呈黄色， 最大吸收波长为410nm，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。该方法测定硝态 氮含量十分稳定可靠。
四、仪器试剂
（二）植物体内硝态氮含量的测定（310实验室）
2、标准曲线组 玻璃仪器：(1)50 ml容量瓶8个 (2) 试管9根 (3) 移液管8根 试剂：(1) 5% 水杨酸－硫酸溶液 (2) 8% NaOH水溶液
(3) 蒸馏水 (4)500mg／L KNO3
综合实验3 矿质元素对植物的作用
五、实验材料
七、实验步骤
（一）硝酸还原酶活性的测定
1. 标准曲线制作
管号
1
2
3
4
5
6
7
亚硝酸钠标准液（ml） 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
蒸馏水（ml）
1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2
0
1％对－氨基苯磺酸 （ml）
2
2
2
2
2
2
2
0.2%α -萘胺（ml）
2
2
2
2
2
2
2
每管含NO2- (ug)
三、实验基本原理
(一）硝酸还原酶活性的测定
硝酸还原酶是一种诱导酶，受到NO3-的诱导，在未供应 NO3-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mRNA。当供给NO3-数小时后，即 有硝酸还原酶的合成。
此外，光照、还原性糖以及叶绿体正常功能等也是诱导植 物NR mRNA基因表达的重要影响因素。
1、水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、蓖麻、烟草、向日 葵等农作物叶片及地下部；
2、黄瓜、茄子、辣椒、豆角、大白菜、萝卜等蔬菜绿叶、 心叶、菜心、菜帮、地下部等；
3、八仙花、红叶石楠、大叶黄杨、海桐、木芙蓉、紫荆、 珊瑚树等园林植物叶片；
4、枫香、木荷、梧桐、泡桐等林木叶片。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
→ → → → 取1ml NaNO2标
准液(空白用H2O)
2ml磺胺 试剂
2mlα-萘 胺试剂
摇匀， 室温静置
30minቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
520 nm 比色
标准溶液显色情况
综合实验3 矿质元素对植物的作用 （2013年5月14上午）
亚硝态氮含量（ug）
亚硝态氮含量标准曲线 2.5
综合实验3 矿质元素对植物的作用
四、仪器试剂
（一）硝酸还原酶活性的测定（309实验室） 2、标准曲线组 玻璃仪器： (1)试管7根 (2) 移液管5根 试剂： (1)1% (w/v)磺胺 (2) 1% (w/v)α-萘胺
(3) 蒸馏水 (4) 5ug/mlNaNO2
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验1 矿质元素对植物的作用
三NO、3－实+ N验A基DH本+ H原+ 理——→NO2－ +NAD+ + H2O
(一）硝酸还原酶活性的测定
采用真空渗入法使NO3-进入植物组织，并在硝酸还原酶 作用下还原为NO2-，产生的亚硝态氮在酸性溶液中与 对-氨基苯磺酸形成重氮盐，再与α-萘胺定量生成红 色偶氮化合物，生成的红色偶氮化合物在520nm有最 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。 NRase
0.2
0.4
0.6
0.8
消光值
①
5ml 磷酸缓
冲液 ②
称量0.3～0.5g 等重材料2份分 别置于三角瓶
①、 ②
① 5ml H2O
②
5ml KNO3
三角瓶①、 ②置于干燥器，真空抽气 放气后摇晃材料下沉
30℃恒温箱中黑暗保温30min
六、实验设计
1、比较不同N素形式(NO3-、NH4+、尿素)对NR活性 的诱导作用及植物体内硝态氮含量的影响；
2、探讨光照、温度、pH对NR活性的影响； 3、不同种类还原糖对NR活性的影响； 4、不同植物NR活性及硝态氮含量的差异； 5、同一植物不同器官或不同生长时期NR活性及硝态氮
含量的差异； 6、探讨不同土壤条件下硝态氮含量的差异。
一、实验教学目的
掌握植物体内硝态氮、硝酸还原酶活 性的测定方法；
比较不同条件(N素、光照、还原糖等) 对硝酸还原酶的诱导作用。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
二、实验意义
(一）硝酸还原酶活性的测定
硝酸还原酶(NR)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 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施肥的指标之一，也可作为 品种选育的指标之一。
2
y = 2.7008x + 0.006
1.5
R2 = 0.9964
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
消光值
综合实验3 矿质元素对植物的作用 （2013年5月15日下午）
亚硝态氮含量（ug)
亚硝态氮标准曲线
2.5
2
y = 2.7365x - 0.0119
R2 = 0.9993
1.5
1
0.5
0 -0.5 0
四、仪器试剂
（二）植物体内硝态氮含量的测定（310实验室）
1、实验组 玻璃仪器：(1)试管4根 (2)烧杯和漓管 (3)25ml容量瓶2个
(4) 漏斗2个 (5) 弯颈漏斗2个(6)玻棒2 根 (7) 移液管5根 试剂：(1) 5% 水杨酸－硫酸溶液 (2) 8% NaOH水溶液
(3) 蒸馏水
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验3 矿质元素对植物的作用
四、仪器试剂
（一）硝酸还原酶活性的测定（309实验室）
1、实验组 玻璃仪器：(1)50ml三角瓶4个 (2)试管4根 (3)打孔器2个
(4)玻棒2根 (5)移液管7根 试剂：(1)PH7.5磷酸缓冲液 (2)0.2molKNO3
(3)1% (w/v)磺胺 (4) 1% (w/v)α-萘胺 (5) 蒸馏水
综合实验3 矿质元素对植物的作用
二、实验意义
（二）植物体内硝态氮含量的测定
1、植物体内硝态氮含量可反映土壤氮素供应情况，常作 为施肥指标。
2、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 酸盐含量又成为蔬菜及其加工品的重要品质指标。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验3 矿质元素对植物的作用
三、实验基本原理
（一）硝酸还原酶活性的测定
综合实验3 矿质元素对植物的作用
三、实验基本原理
（二）植物体内硝态氮含量的测定
在酸性条件下，NO3-与水杨酸反应，生成硝基水杨酸， 生成的硝基水杨酸在碱性条件下（pH＞12）呈黄色， 最大吸收波长为410nm，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。该方法测定硝态 氮含量十分稳定可靠。
四、仪器试剂
（二）植物体内硝态氮含量的测定（310实验室）
2、标准曲线组 玻璃仪器：(1)50 ml容量瓶8个 (2) 试管9根 (3) 移液管8根 试剂：(1) 5% 水杨酸－硫酸溶液 (2) 8% NaOH水溶液
(3) 蒸馏水 (4)500mg／L KNO3
综合实验3 矿质元素对植物的作用
五、实验材料
七、实验步骤
（一）硝酸还原酶活性的测定
1. 标准曲线制作
管号
1
2
3
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6
7
亚硝酸钠标准液（ml） 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
蒸馏水（ml）
1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2
0
1％对－氨基苯磺酸 （ml）
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0.2%α -萘胺（ml）
2
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每管含NO2- (ug)
三、实验基本原理
(一）硝酸还原酶活性的测定
硝酸还原酶是一种诱导酶，受到NO3-的诱导，在未供应 NO3-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mRNA。当供给NO3-数小时后，即 有硝酸还原酶的合成。
此外，光照、还原性糖以及叶绿体正常功能等也是诱导植 物NR mRNA基因表达的重要影响因素。
1、水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、蓖麻、烟草、向日 葵等农作物叶片及地下部；
2、黄瓜、茄子、辣椒、豆角、大白菜、萝卜等蔬菜绿叶、 心叶、菜心、菜帮、地下部等；
3、八仙花、红叶石楠、大叶黄杨、海桐、木芙蓉、紫荆、 珊瑚树等园林植物叶片；
4、枫香、木荷、梧桐、泡桐等林木叶片。
综合实验3 矿质元素对植物的作用
0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
→ → → → 取1ml NaNO2标
准液(空白用H2O)
2ml磺胺 试剂
2mlα-萘 胺试剂
摇匀， 室温静置
30minቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
520 nm 比色
标准溶液显色情况
综合实验3 矿质元素对植物的作用 （2013年5月14上午）
亚硝态氮含量（ug）
亚硝态氮含量标准曲线 2.5
综合实验3 矿质元素对植物的作用
四、仪器试剂
（一）硝酸还原酶活性的测定（309实验室） 2、标准曲线组 玻璃仪器： (1)试管7根 (2) 移液管5根 试剂： (1)1% (w/v)磺胺 (2) 1% (w/v)α-萘胺
(3) 蒸馏水 (4) 5ug/mlNaNO2
综合实验3 矿质元素对植物的作用
综合实验1 矿质元素对植物的作用
三NO、3－实+ N验A基DH本+ H原+ 理——→NO2－ +NAD+ + H2O
(一）硝酸还原酶活性的测定
采用真空渗入法使NO3-进入植物组织，并在硝酸还原酶 作用下还原为NO2-，产生的亚硝态氮在酸性溶液中与 对-氨基苯磺酸形成重氮盐，再与α-萘胺定量生成红 色偶氮化合物，生成的红色偶氮化合物在520nm有最 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。 NRase
0.2
0.4
0.6
0.8
消光值
①
5ml 磷酸缓
冲液 ②
称量0.3～0.5g 等重材料2份分 别置于三角瓶
①、 ②
① 5ml H2O
②
5ml KNO3
三角瓶①、 ②置于干燥器，真空抽气 放气后摇晃材料下沉
30℃恒温箱中黑暗保温30min
六、实验设计
1、比较不同N素形式(NO3-、NH4+、尿素)对NR活性 的诱导作用及植物体内硝态氮含量的影响；
2、探讨光照、温度、pH对NR活性的影响； 3、不同种类还原糖对NR活性的影响； 4、不同植物NR活性及硝态氮含量的差异； 5、同一植物不同器官或不同生长时期NR活性及硝态氮
含量的差异； 6、探讨不同土壤条件下硝态氮含量的差异。