植物生理学实验教案

植物生理学实验教案

实验指导书：候书林主编. 植物生理学实验指导.科学出版社，2004 实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法

实验二、植物组织水势测定-小液流法

实验三、叶绿体色素的提取与分离及理化性质鉴定

实验四、叶绿素a,b 含量测定

实验五、植物体内几种呼吸酶的测定

实验六、植物叶面积测定

实验七、植物根系对离子的选择性吸收

实验八、叶片光合速率的测定及光合仪的使用

实验九、种子活力的快速测定

实验十、植物组织可溶性糖含量的测定

实验十一、低温对植物的伤害

实验十二、丙二醛含量的测定

实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法

[原理]

将植物组织置于对其无毒害的一系列不同浓度的溶液里处理一定时间，然后镜检发生质壁

分离的细胞数，通常视野中有50％的细胞发生质壁分离时定为初始质壁分离，细胞初始质壁

分离时压力势为零，因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称之为等渗溶液，其溶液具有

的渗透势即为细胞的渗透势。由于很难正好找到引起50％细胞发生质壁分离的浓度。因此通

常用插值法求得等渗溶液浓度，代入公式即可计算渗透势。

[器材与试剂]

器材：显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，培养皿(或具塞试管)，记号笔，滴管。

试剂：蔗糖。

[方法与步骤]

1. 配制0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mol蔗糖/L水的质量摩尔浓度，贮6个试剂瓶中，

必要时配制溶液浓度的相差可≤0.05mol蔗糖/L水。

2. 取6套干净清洁的小培养皿，用记号笔编号，将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序

倒入各个培养皿中使成一薄层，盖好皿盖。

3. 将带有色素的植物组织或叶片(可选用有色素的洋葱鳞片的外表皮，紫鸭跖草，蚕豆，

小麦，玉米等叶的表皮)撕取表皮迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中，每个培养皿中放材料

3个左右，使其完全浸没，浸泡20-40分钟。

4. 到时后，取出表皮，放在载玻片上，滴一滴相同浓度的蔗糖，盖上盖玻片，在显微镜

下观察质壁分离的细胞数和细胞总数，直接或间接(插值法)地找出引起50％细胞发生质壁分

离的外界溶液浓度，即为细胞渗透浓度值。

插值法求细胞渗透浓度的公式为：

式中O g为细胞的渗透浓度，mg1为引起p1质壁分离的浓度m2为引起P2质壁分离的浓度，P1

为由m1溶液引起质壁分离百分数，p2为由m2溶液引起质壁分离的百分数。

求得O g按下式计算渗透势

ψ

π =-iRTO g

ψ

π为细胞渗透势(bar)；R为气体常数(0.083bar L/mol·K)；T为绝对温度(273+t℃)；i 等渗系数，蔗糖为1。

【思考题】

1．配制蔗糖溶液时为何用质量摩尔浓度（mol/kg H2O）而不用容积摩尔浓度mol/L？

2．某植物叶片吸水饱和时的渗透势经测定为-0.8MPa，又用质壁分离法测出其渗透势为

-0.9MPa，请计算质壁分离状态的细胞液体积相当于饱和时的百分数。

实验二植物组织水势的测定（小液流法）

一、原理

将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）（waterpotential）。

ψw＝ψπ＝－P＝－CRT（大气压）

二、材料、仪器设备及试剂

（一）材料：小白菜、菠菜、油菜或其它作物叶片

（二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.

镊子；4.打孔器5.培养皿。

（三）试剂：1.0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液；2.甲烯蓝粉末。

三、实验步骤

（一）取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L 蔗糖溶液约4ml（约为青霉素瓶的2／3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液1ml和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶加标签注明浓度。（二）取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。用镊子分别夹入5～8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30～60min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。（三）经一定时间后，用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量液流，观察蓝色液流的升降动向。（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。如此方法检查各瓶中液流的升降动向。若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水）；表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势；如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势，若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势，此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度

四、结果计算

将求得的等渗浓度值代入如下公式：

ψw＝ψπ＝－CRTi×1.013×0.1。式中：ψw＝植物组织的水势（单位：Mpa）

ψπ＝溶液的渗透势C＝等渗浓度（mol/L）R＝气体常数（0.008314MPa/L/mol/K）T

＝绝对温度i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）1大气压＝1.013＝0.1MPa。

【注意事项】

1.1所取材料在植株上的部位要一致，打取叶圆片要避开主脉和伤口。

2.2取材以及打取叶圆片的过程操作要迅速，以免失水。

3.3带有结晶水的甲烯蓝不易溶于CaCl2溶液，可在100℃下烘干成无水甲烯蓝粉末使用。