实验-植物根系活力的测定

实验 植物根系活力的测定 植物根系是活跃的吸收器官和合成器官 根的生长情况和活力水平直接影响地上部的 生长和营养状况及产量水平 本实验学习测定根系吸收面积和活力的方法 一 根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定 原理 根据植物矿质吸收的理论 植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性 并假定这时在根 系表面均匀地覆盖了一层被吸附物质的单分子层 因此可以根据根系对某种物质的吸附量 来测定根的吸收面积 常用甲烯蓝作为被吸附物质 它的被吸附量可以根据供试液浓度的 变化用比色法准确地测出 已知 1mg 甲烯蓝成单分子层时所占面积为 1 1m2 据此即可求 出根系的总吸收面积 当根系在甲烯蓝溶液中已达到吸附饱和而仍留在溶液中时 根系的 活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去 因而继续吸附甲烯蓝 从后一吸附量求出 活跃吸收面积 可作为根系活力指标 仪器与用具 分光光度计 1 台 100ml 烧杯 3 只 50 或 100ml 量筒 1 个 依根系大小而定 吸量 管 1ml 1 支 10ml 1 支 试管 15 150mm 10 支 容量瓶 1000ml 1 个 100ml 1 个 吸 水纸适量 试管架 1 个 试剂 0 0002mol L 甲烯蓝溶液 精确称取 74 8mg 甲烯蓝 C16H18N3SCl 3H2O 加水溶解 定 容至 1000ml 此溶液每 ml 含甲烯蓝 0 0748mg 0 010mg ml 的甲烯蓝溶液 用刻度吸管吸取 0 0002mol L 甲烯蓝 13 37ml 定容至 100ml 摇匀即成 方法 1 植物材料的准备 本实验最好采用水培或砂培植物 以获得完整而无损伤的根系 玉米 根系发达 是较好的材料 如无水培 砂培试材 也可用盆栽植物 用水将盆土仔细冲净 后使用 田间栽培的材料因不可能无损地挖出全部根系 最好避免在正式试验中使用 2 甲烯蓝溶液标准曲线的制作 取试管 7 支编号 按表 14 1 次序加入各溶液 即成甲 烯蓝系列标准液 表 14 1 各试剂加入顺序 试 管 号1234567 0 01mg ml 甲烯蓝溶液 ml 蒸馏水 ml 甲烯蓝浓度 mg ml 0 10 0 1 9 0 001 2 8 0 002 4 6 0 004 6 4 0 006 8 2 0 008 10 0 0 01 以第 1 管 水 为参比在分光光度计下比色 取波长 660nm 读出光密度 以甲烯蓝 浓度为横坐标 光密度为纵坐标绘成标准曲线 3 取待测植物根系用滤纸将水吸干再用排水法在量杯或量筒中测定其根系体积 把 0 0002mol L 甲烯蓝溶液分别倒在三个编号的小烧杯里 每杯中溶液量约 10 倍于根的体积 准确记下每杯的溶液用量 4 取根系 用吸水纸小心吸干数次 慎勿伤根 然后顺次浸入盛有甲烯蓝溶液的烧杯 中 每杯中浸 1 5min 注意每次取出时都要使甲烯蓝溶液能从根上流回到原烧杯中 表 14 2 测定根系吸收面积记载表 日期 植物名称 杯中甲烯蓝溶液量 ml 开始时甲烯蓝浓度 mg ml 浸根后 溶液浓度 mg ml 烧杯 1 烧杯 2 烧杯 3 被吸收的 甲烯蓝量 mg 烧杯 1 烧杯 2 烧杯 1 2 烧杯 3 根体积 ml 总的 活跃的 根吸收 面积 m2 活跃 总的 总的 比表面 活跃的 5 从三个烧杯中各取 1ml 溶液加入试管 均稀释 10 倍 测得其光密度 查标准曲线 求出每杯浸入根系后溶液中剩下的甲烯蓝毫克数 6 把结果记入表 14 2 并以下式求出根的吸收面积 总吸收面积 m2 C1 C1 V1 C2 C2 V2 1 1 活跃吸收面积 m2 C3 C3 V3 1 1 活跃吸收面积 活跃吸收面积 总吸收面积 100 比表面 根的总吸收面积 根的体积 式中 C 溶液原来的浓度 mg ml C 浸提后的浓度 mg ml 1 2 3 烧杯编号 二 氯化三苯基四氮唑 TTC 法测定根系活力 原理 氯化三苯基四氮唑 TTC 是标准氧化还原电位为 80mV 的氧化还原物质 溶于水中 成为无色溶液 但还原后即生成红色而不溶于水的三苯基甲 TTF 如下式 TTC TTF Cl C N N N N 2H C N N N N H HCl 生成的 TTF 比较稳定 不会被空气中的氧自动氧化 所以 TTC 被广泛地用作酶试验的氢 受体 植物根所引起的 TTC 还原 可因加入琥珀酸 延胡索酸 苹果酸得到增强 而被丙 二酸 碘乙酸所抑制 所以 TTC 还原量能表示脱氢酶活性 并作为根系活力的指标 仪器与用具 分光光度计 分析天平 感量 0 1mg 恒温箱 1 台 研钵 1 套 100ml 三角瓶 漏斗 移液管 10ml 1 支 2ml 1 支 0 5ml 1 支 20ml 刻度试管 10ml 容量瓶 小培养皿 试管 架 药匙 石英砂适量 试剂 乙酸乙酯 连二亚硫酸钠 Na2S2O4 为强还原剂 俗称保险粉 1 TTC 溶液 准确称取 TTC 1 0g 溶于少量蒸馏水中 定容至 100ml 0 4 TTC 溶液 准确称取 TTC 0 4g 溶于少量蒸馏水中 定容至 100ml 磷酸缓冲液 1 15mol L pH7 0 1mol L 硫酸 用量筒量取比重 1 84 的浓硫酸 55ml 边搅拌边加入盛有 500ml 蒸馏水 的烧杯中 冷却后稀释至 1000ml 0 4mol L 琥珀酸钠 称取琥珀酸钠 含 6 个结晶水 10 81g 溶于蒸馏水中 定容至 100ml 方法 1 定性测定 1 配置反应液 把 1 TTC 溶液 0 4moL L 琥珀酸钠和磷酸缓冲液按 1 5 4 比例混合 2 把根仔细洗净 把地上部分从茎基切除 将根放入三角瓶中 倒入反应液 以浸没根 为度 置 37 左右暗处放 1h 以观察着色情况 新根尖端几毫米以及细侧根都明显地变成 红色 表明该处有脱氢酶存在 2 定量测定 1 TTC 标准曲线的制作 吸取 0 25ml 0 4 TTC 溶液放入 10ml 容量瓶 加少许 Na2S2O4粉末 摇匀后立即产生红色的 TTF 再用乙酸乙酯定容至刻度 摇匀 然后分别 取此液 0 25ml 0 5ml 1 00ml 1 50ml 2 00ml 置 10ml 容量瓶中 用乙酸乙酯定容至刻 度 即得到含 TTF25 g 50 g 100 g 150 g 200 g 的标准比色系列 以空白作参 比 在 485nm 波长下测定光密度 绘制标准曲线 2 称取根样品 0 5g 放入小培养皿 空白试验先加硫酸再加入根样品 其他操作相 同 加入 0 4 TTC 溶液和磷酸缓冲液的等量混合液 10ml 把根充分浸没在溶液内 在 37 下暗处保温 1h 此后加入 1mol L 硫酸 2ml 以停止反应 3 把根取出 吸干水分后与乙酸乙酯 3 4ml 和少量石英砂一起磨碎 以提出 TTF 把红色提出液移入试管 用少量乙酸乙酯把残渣洗涤二至三次 皆移入试管 最后