实验指导土壤养分

1、植物生理学实验指导二O一0年九月二十五日黄山学院实验规则做好实验前的预习及准备。每次实验前务必将指定项目的实验指导仔细 阅读，熟悉每项实验的目的、原理、方法和操作程序，并复习教材或笔记中有 关部分，使实验进行时能独立操作及分析实验结果保特室内安静，在实验中不得随意走动或谈话，以免影响他人实验。要爱惜国家财物。每一位同学应本着爱护国家资财及节约的精神，对器 具谨慎使用，如有损坏，应立即报告指导教师，并进行登记。遵守仪器、器具使用规定。贵重仪器使用时，应有教师在旁指导，未明 了正确使用方法前，切勿乱动，以免损坏仪器。凡属公用器具及药品，不得拿到自己桌上，用后应放回原处，以便他人使 用。保特室内的清

2、洁卫生。实验室不准随地吐痰或乱掷废纸屑。每次实验结 束后，每组负责清洗并整理本组的实验器具及桌面，以养成良好的工作习惯； 值日生应负责扫地、抹桌、倒污水等工作，以保特实验室的整洁。认真做好实验观察及实验报告。当实验有继续观察必要时，应按时观察。 凡需同学负责照管的实验，必须按规定管理。实验完毕后，应按规定格式书写实验报告，并按指定日期交给指导教师 批阅。实验报告内容应包括：实验日期；实验题目；实验目的；实验基本原理； 实验材料、仪器设备、药品；实验方法与步骤；实验结果与分析。实验结果应根据自己实验所得如实记录，不得擅自修改。如因不严格按 实验操作规程进行实验，而导致实验失败时，必须重做。植物生

3、理学是生物科学、园林、林学等专业必修的专业基础课程，植 物生理学实验是该课程重要的实践性教学环节。通过实验，进一步加深学生对 基础理论的认识和理解，加强对学生基本实验技能的训练和动手能力的培养， 使学生初步掌握植物生理的基本测定方法和技术，提高学生分析问题和解决问 题的能力，为今后参与科学研究奠定基础。实验一植物组织水势的测定植物体内的生理生化活动与其水分状况密切相关，而植物组织的水势是表示植物水分 状况的一个重要生理指标。目前，植物组织水势的测定主要有几种方法：小液流法、折射 仪法、压力室法、露点法、热电偶法。前两种方法虽然简便，但精确性差。压力室法较适 于测定枝条或叶柄导管的水势。露点法、

4、热电偶法较适宜测定柔软叶片的水势，且精确度 高，可在一定范围内重复测定叶片的水势，是较好的水势测定方法。植物的水势可作为制 定灌溉的生理指标。I、小液流法一、目的通过实验，掌握用小液流法测定植物组织水势的原理和方法。二、原理水势代表水的能量水平，水总是从水势高处流向低处。水进入植物体内并分布到各组 织器官中的快慢或难易由水势差来决定，水势越高，植物组织的吸水能力越差，而供给水 能力越强。当植物组织与一系列浓度递增的溶液接触后，如果植物组织水势大于（或小于） 外液的水势，则组织失水（或吸水），使外液浓度变低（或变高），密度变小（或变大）。如 果植物组织的水势等于外液的水势时，植物组织既不失水也不

5、吸水，外液浓度不变。当取 浸泡过植物组织的溶液的小滴（亦称小液流，为便于观察应先染色），分别放入原来浓度相 同而未浸泡植物组织的溶液中部时，小液流就会因密度不同而发生上升或下沉或不动的情 况。小液流在其中不动的溶液的水势（该溶液为等渗浓度），即等于植物组织的水势。三、材料、设备及试剂材料：植物叶片；马铃薯块茎等。仪器设备：试管；小瓶；小塞子；打孔器（直径0.5 cm）；尖头镊子；移液管（1ml、5ml、10ml）；注射针钩头滴管；刀片。试剂：1mol - L-1蔗糖液；甲烯蓝粉。四、实验步骤系列糖浓度配制1.1取干燥洁净试管8支，贴上标签，编号，用1molL-i蔗糖母液配成0.1、0.2、0.

6、3、 0.4、0.5、0.6、0.7、0.8molL-1浓度的糖液，各管总量为10ml，并塞上塞子（防止浓 度改变），作为甲组。1.2 另取干燥洁净的小试管 8 个，标明 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8mol - L -1浓度,分别从甲组取相应浓度糖液4ml盛于小试管中，随即塞上塞子，作为乙组。取样及测定2.1选取生长一致的叶片，用直径为0.5cm的打孔器钻取圆片，在玻璃皿内混匀，然后 用镊子把圆片放进乙组小瓶中，每瓶放1520片，(若采用植物块茎如马铃薯，先用打孔 器钻取圆条，然后切成约1mm厚圆片，每瓶放5片)，立即塞紧塞子，放置40min左右， 其间轻轻摇

7、动几次，以加速平衡。2.2到预定时间后，各小瓶加入几粒甲烯蓝粉染色，摇匀，取8支干燥洁净的注射针钩 头滴管，分别从乙组中取出溶液，插入甲组原相应浓度蔗糖溶液的中部，轻轻挤出钩头滴 管内的溶液，使成小液滴，并小心地抽出钩头滴管(注意勿搅动溶液)，注意观察那些管的 小液滴往上移动，那些管的小液滴往下移动，那一管的小液滴静止不动。如果某一管中的 小液滴悬浮不动，则说明该管溶液与小液流的密度相等，也即植物组织与该浓度糖液间未 发生水分净交换，植物组织的水势等于该糖液的水势，根据公式算出该糖液水势也即得出 植物组织水势。若前一浓度溶液小液流下沉，而后一浓度溶液中上浮，则组织的水势值介 于两糖液水势之间，

8、可取平均值计算。2.3结果记录按下表记录实验结果系列浓度糖液的配置和实验结果记录表需配糖液浓度(mol L-1)1 mol L-1 糖液(ml)蒸馏水(ml)小液流移动方向(上、下或不动)0.10190.20280.35370.40460.50550.60640.70730.8082五、植物组织水势值计算将测得的等渗浓度值代入以下公式计算出植物组织的水势：公式中：甲尸甲广一iCRT (MPa)甲:一植物组织水势,单位：Mpa (兆帕)甲:一溶液的渗透势(即溶液的水势)C 一等渗浓度(mol L-1)R 气体常数(0.0083 L MPa mol-i K-i)T 热力学温度(273 + tC)i

9、 一解离系数(蔗糖=1; CaCl2 =2.60)六、 注意事项2配制糖液浓度要准确，并充分摇匀。取样时选材要一致。打孔时要避开大叶脉。加甲烯蓝要适量，过多会影响溶液浓度，过少则很难识别小液流移动方向。实验二 植物细胞渗透势的测定一、目的植物细胞的渗透势取决于液泡的溶质浓度，因此又称溶质势。渗透势与植物水分代谢、 生长及抗性等有密切关系。已知在干旱、盐渍等条件下，一些植物常在细胞内主动积 累溶质，以降低其渗透势，增加吸水能力，而在一定程度上维持膨压，保障细胞的生 长和气孔的开放，这种现象叫做渗透调节作用。渗透调节能力的大小可以用逆境条件 下细胞的渗透势的降低值来表示，在水分生理与抗性生理研究中

10、经常需要测定。本实 验目的在于掌握植物组织渗透势的测定原理及方法。二、原理将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，经过一段时间，植物细胞与蔗糖溶液间 将达到渗透平衡状态。如果在某一溶液中细胞脱水达到平衡时刚好处于临界质壁分离状 态，则细胞的压力势w p正要下降为零。此时细胞液的渗透势w n等于外液的渗透势 w n0，此溶液即为该组织p的等渗溶液，其浓度即为该组织的等渗浓度。知道了等渗浓度， 即可按公式计算出细胞液的渗透势（w n）。实际测定时，由于临界质壁分离状态难以在 显微镜下直接观察到，所以一般均以初始台质壁分离作为判断等渗浓度的标准。处于初始 质壁分离状态的细胞体积，比吸水饱和时略小，

11、故细胞液浓缩而渗透势略低于吸水饱和 时的渗透势，此种状态下的渗透势称基态渗透势。三、材料、仪器设备及试剂材料：洋葱、紫鸭跖草、大葱鳞茎。仪器设备：显微镜；载玻片与盖玻片；温度计；尖头镊子；刀片；培养皿（直径5cm）； 试剂瓶；烧杯；容量瓶；量筒；吸水纸；吸管等。试剂及配制：1molL-i蔗糖溶液配制：称取蔗糖34.23g，溶于蒸馏水中，定容至100ml。0.03%中性红溶液。四、实验步骤系列蔗糖溶液配制取9套直径为5 cm的培养皿，编号，按下表配制成0.300.70 mol - L-1的蔗糖溶液。试剂管号1234567891mol L-1蔗糖溶液(ml)0.300.350.400.450.50

12、0.550.600.650.70蒸馏水（ml）9.709.659.609.559.509.459.409.359.30蔗糖浓度（mol L-1）0.300.350.400.450.500.550.600.650.70加入表中试剂后，充分摇匀，盖上培养皿盖备用。用镊子剥取供试材料下表皮，大小以0.5cm2为宜。立即浸入不同浓度的蔗糖溶液中， 每一浓度放45片。同时记录室温。为便于观察，可先将切片于0.03%中性红染色5 min左右，吸去水分，再浸入蔗糖溶液 中，但如不加染色即能区别质壁分离时，仍以不染色为宜。表皮细胞在蔗糖溶液中浸泡2030min，取出放载玻片上，滴一滴相同浓度的糖液， 盖以盖玻

13、片，在显微镜下观察，确定引起50%以上细胞发生初始质壁分离（即原生质体 刚从细胞壁的角隅分离）的浓度，每1制片观察的细胞不应少于100个。如果在两个相 邻浓度的切片中，一个没有发生质壁分离，另一个发生质壁分离的细胞数超过50%，则 这两个浓度的平均值为其等渗浓度。检查时可先从中间浓度开始。五、结果计算根据所测得的等渗浓度和室温，可用下式计算供试溶液的渗透势（Wn0），即为细胞的渗 透势（七）。叩=叩 = 一i C R T （Mpa）公式中：Wn0供试溶液的渗透势，单位：Mpa （兆帕）C 一等渗糖液浓度（mol - L-1）R 气体常数（0.0083 L Mpa mol-i K-i）T 热力学

14、温度（273 + tC）i 一解离系数（蔗糖=1，CaCl2 = 2.60）实验三气孔状况的观测气孔在叶子上的分布、密度、形状、大小以及开闭等，与植物的光合及蒸腾等生理过 程有密切关系，因而很有必要研究。如在研究化学物质及其他因素对植物的光合、蒸腾、 抗性等的影响时，经常需要观察或测定气孔的开闭程度。I、渗入法一、目的通过实验，掌握用渗入法观测植物叶片气孔开闭状况的原理和方法。二、原理各种液体对植物叶片的湿润力不同，湿润力愈强的液体，就愈容易附着于叶片表面而 渗入气孔。因此可用湿润力不同的液体测定气孔的大体开度。三、材料、设备及试剂材料：植物叶片。设备：搪瓷盘；秒表；滴管大小规格一致的试剂瓶。

15、试剂：液体石蜡；无水乙醇；苯；二甲苯。四、实验步骤在室外取自然生长的叶片，于叶背中脉任意一侧依次滴上一滴液体石醋、无水乙醇、 苯、二甲苯（应注意不同液体要滴在相近部位，但不可在同一处滴二种液体）。四种液体的 湿润力分别是：液体石醋V无水乙醇V苯二甲苯。根据各种液体渗入的情况，确定气孔张开度，液体石醋能渗入者为大开，液体石醋 不能渗入但无水乙醇能渗入者为中开，无水乙醇不能渗入而苯能渗入者为微开，苯不能渗 入而二甲苯能渗入者则为近乎关闭。二甲苯不能渗入者表示气孔完全关闭。五、结果记录及分析II、印迹法一、目的通过实验，掌握用印迹法观测植物叶片气孔开闭状况的原理和方法。二、原理把有机溶胶涂在植物的表

16、面，胶体风干后就凝成薄膜，这膜就印有表皮组织各细胞的 边界痕迹，从而显示出气孔的开闭情况，此法除用来观测气孔外，还可用于观测表皮组织 上的细胞，茸毛以及蜜腺、蜜盘、刺、鳞片等。三、材料、仪器设备及试剂材料：植物叶片。仪器设备：显微镜；目镜测微尺；载玻片；盖玻片；磨口玻璃瓶；毛笔或小玻棒； 解剖针；尖头镊子。试剂：脱脂棉；牛皮胶；甲苯；石蜡（或阿拉伯胶）。四、实验步骤取牛皮胶510g，放入100ml水中，加热至7080C使成溶胶。如冷却后变成凝胶， 可加适量水并再加热使之成溶胶。如需保存较长时间，可加数滴防腐剂如甲苯于溶胶表面， 这样还可防止溶胶水分蒸发。将溶胶涂抹于叶面成薄层，等待数分钟，溶胶

17、干成薄膜后，用镊子取下。在稍有湿 润的载玻片上此膜就能粘贴牢固，即可长期保存。为了长期保存，可在干燥条件下加盖玻 片封固（胶膜如吸湿遇水，则印迹立即变形或消失，此种胶膜也不能与甘油、二甲苯、无 水乙醇等液体相遇）。封片时不加任何药液。可直接用阿拉伯胶等将盖玻片四周粘固。为避 免阿拉伯胶中的二甲苯浸入盖玻片内，也可改用石蜡等封盖玻片。牛皮胶印膜韧性较大，针挑镊夹及封片时均不易破碎。风干后的薄膜均匀平整，镜 检时十分清析（但如膜层太厚，封片就较困难。此外，牛皮胶印迹法所用胶液成本低，配 制简单，成膜快慢适中，同时由于是水溶胶，所以不致伤害植物组织，因此可在同一组织 的表面作连续印迹取样，以观察此部

18、分组织表皮的系统发育。五、结果记录及分析III、固定法一、目的通过实验，掌握用固定法观测植物叶片气孔开闭状况的原理和方法。二、原理无水乙醇能使植物细胞迅速脱水、死亡，因而细胞壁硬化，细胞形状固定，气孔也得 以保特原样，有利以后镜检研究，植物材料还可以长期保存。三、材料、仪器设备及试剂材料：植物叶片。仪器设备：显微镜；载玻片；盖玻片；镊子；解剖刀。试剂：无水乙醇。四、实验步骤用镊子撕剥下叶子的表皮（可先用解剖刀切一小口以利撕取），迅速地（愈快愈好）放 入无水乙醇中固定、保存。把固定好的表皮放在载玻片上，加几滴无水乙醇，盖上盖玻片， 即可镜检。此法成功的关键在于动作迅速，整个过程（撕下浸入无水乙醇

19、）应不超过12秒钟， 否则保卫细胞的细胞壁不能快速脱水硬化而难以保持原有形状，同时，本法只能用于表皮 易撕取的植物组织。五、结果记录及分析实验四植物根系对离子的选择吸收一、目的通过实验，证明植物根系对离子具有选择吸收的能力，并了解什么是生理酸性盐与生 理碱性盐。二、原理植物根系对不同离子吸收量是不同的，即使是同一种盐类，植物对其阳离子与阴离子 的吸收量也不相同；阴、阳离子被吸收的量不同，溶液的pH值就会发生变化。本实验即是 利用溶液pH值变化这一点来证明根系对离子的选择吸收。三、材料、仪器设备及试剂材料：水稻；玉米；小麦或其他植物根系。仪器设备：移液管；酸度计；150ml烧杯；量筒。试剂：0.

20、01mg ml-i（NH4）2S04； 0.01 mg ml-i NaNO3o四、实验步骤实验前培养好具有完整根系的水稻或小麦幼苗。取 150ml 烧杯 3 个，分别加入 0.01mg ml-i （NH4） 2S04 0.01 mg ml-i NaN03 蒸馏水100ml,用酸度计测定各溶液及蒸馏水的原始pH值。43取根系发育完善，大小相似的水稻或小麦植株，将其根系浸在上述已测原始pH值的 各溶液中，每杯5株，在温室下经35 h后，取出植株，并测定溶液pH值，记入下表。植物从盐溶液中吸收离子后溶液pH值的变化处理pH值放植株前放植株后(NH4)2S04 (0.01 mg ml-1)NaN03(

21、0.01 mg ml-1)蒸馏水将放植株后溶液的pH减去放植株前的pH值，差值再减去蒸馏水中的pH变化值，即 得到由于离子选择吸收所引起的pH值变化，正值表示pH升高，而负值表示pH值下降。五、分析实验结果，为什么会有这种变化。实验五 叶绿体色素的提取、分离和理化性质I、叶绿体色素的提取、分离（纸层析法）一、目的通过实验，掌握叶绿体色素提取、分离的基本原理和方法。二、原理叶绿体中含有绿色素（叶绿素a和叶绿素b）和黄色素（胡萝卜素和叶黄素）。这两类 色素均不溶于水，而溶于有机溶剂，故常用酒精或丙酮等提取。叶绿体色素可用色层分析 法加以分离。其原理主要是色素种类不同，被吸附剂吸附的强弱就不同，当用

22、适当溶剂推 动时，不同色素的移动速度不同，色素便被分离。三、材料、仪器设备及试剂材料：菠菜叶、木瓜叶或其他植物叶片。仪器设备：天平；研钵；平底试管（层析管）；层析滤纸；剪刀；漏斗；小烧杯。试剂：95%酒精；石油醚；丙酮；CaCO3粉；石英砂等。四、实验步骤叶绿体色素的提取称取新鲜叶片2g剪碎于研钵中，加少量95%酒精（或80%丙酮）和少量CaCO3粉及 石英砂，研磨成匀浆，再加95%酒精（或80%丙酮）10ml稀释研磨后，用滤纸过滤于小 瓶中，滤液即为叶绿体色素提取液。点样取层析滤纸条（规格为1.5X10cm），在其一端距边沿约1.5cm处画一点样线，用玻璃 毛细管吸取叶绿体色素提取液点于点样

23、线上，每点一次样待稍干后再点下一次，重复在原 样点点样45次，然后将样点完全吹干后进行色素层析分离。层析取一支平底试管，加入推动剂溶液（石油醚：丙酮以10： 1比例混合）约2ml，将己 点好样的滤纸条插入试管中，使点样端浸入推动剂中（注意样点不能浸入溶剂中）加塞， 直立于暗处层析。约5min （推动剂到达距滤纸前沿约2cm处）后，将滤纸条取出，用铅笔 标出各色带的位置。五、结果鉴定观察滤纸条上的色带分布，根据各色带的颜色标明为何种色素。II、叶绿素的理化性质一、目的通过实验，了解叶绿体色素的一些主要理化性质。二、原理叶绿素是一种二羧酸的酯，可与碱起皂化作用，产生的盐能溶于水，可用此法将叶绿 素

24、与类胡萝卜素分开。叶绿素与类胡萝卜素都具有共轭双键，在可见光区表现出一定的吸 收光谱，可用分光镜检查或用分光光度计精确测定。叶绿素吸收光量子后转变成的激发态 叶绿素分子很不稳定，当它回到基态时，可以发出红光量子，因而产生荧光。叶绿素的化 学性质也很不稳定，容易受强光的破坏，特别是当叶绿素与蛋白质分离后，破坏更快。叶 绿素分子中的镁可被H+所取代而成为褐色的去镁叶绿素，后者遇到Cu2+可形成绿色的铜代 叶绿素，这种叶绿素在光下不易受到破坏，故常用此法制作绿色多汁植物的浸制标本。三、材料、仪器设备及试剂材料：菠菜叶、木瓜叶及其他植物叶片。仪器设备：天平；分光镜；小电炉；试管；10ml量筒；移液管；

25、研钵；小烧杯；漏 斗等。试剂：95%酒精；20%KOH甲醇溶液；30%醋酸；苯；醋酸铜粉；碳酸钙；石英砂。四、实验步骤叶绿体色素提取按上述实验I叶绿体色素提取方法提取叶绿素。叶绿素的皂化作用（绿色素与黄色素的分离）2.1用移液管吸取叶绿体色素提取液约5ml放入试管中，再加入1.5ml左右20%KOH甲 醇溶液，充分摇匀。2.2片刻后，加入5ml苯，摇匀，再沿试管壁慢慢加入11.5ml蒸馏水，轻轻混匀（勿 激烈摇荡），静置试管架上，可看到溶液逐渐分为两层，下层是稀的乙醇溶液，其中溶有皂 化叶绿素a和b （以及少量叶黄素），上层是苯溶液，其中溶有黄色的胡萝卜素和叶黄素。H+和Cw+对叶绿素分子中M

26、g2+的取代作用3.1吸取叶绿体色素提取液约5ml放入试管中，加入30%醋酸数滴，摇匀，观察溶液颜 色的变化。3.2当溶液变褐色后，倾出一半于另一试管中，投入几粒醋酸铜粉，微微加热，观察溶 液颜色变化，与未加醋酸铜的一管相比较。3.3解释上述颜色变化过程，并列出其反应式。叶绿素的荧光现象取比较浓的叶绿素提取液5ml放入试管中，在直射光下观察溶液的透射光及反射光 的颜色有何不同？试述其原因。光对叶绿素的破坏作用5.1取两支试管，各加入经稀释的叶绿体色素提取液5ml，一管放在直射光下，另一管 放在黑暗处，12 h后观察二管溶液颜色有何变化。5.2另取上述实验I中用纸层析法分离成的色谱两张，一张放在

27、直射光下，另一张放在 黑暗中。约1h以后比较两张色谱上四种色素的颜色各有何变化。5.3解释以上结果。实验六 环境因素对光合作用的影响一、目的1、掌握环境因素对光合作用的影响的原理、操作步骤和实验方法。2、学会利用此原理来设计实验。二、原理利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用 过程中，植物吸收二氧化碳放出氧气，由于氧气在水中的溶解度很小，而在细胞内积累， 结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间的长短，即能比较光合作用的强弱。三、材料、仪器设备及试剂植物叶片照度计温度计钻孔器 注射器恒温水浴40W日光灯小烧杯四、操作步骤（1）从供试植物（棉花，蚕豆，蓖麻

28、油菜等）上选取健壮，叶龄相似的成长叶子数片， 用直径1cm的钻孔器，避开叶脉，打下小圆片60片，放于大注射器中注入水，排除空气 后，用手指堵信注射器前端小孔，把活塞用力向后拉，即可造成减压而逐出叶肉组织中的 空气，放开手指，水即进入组织中，如此重复多次，整个叶子圆片全部充满水分而下沉， 把下沉叶圆片连同水倒入小烧杯中，放在黑暗处备用。（2）取小烧杯6只，其中2只各倒入20ml冷开水，另外4只各加20ml为二氧化碳 饱和的冷开水。为了方便起见，可用一玻管向冷开水中吹气数分钟，使水中二氧化碳达到 饱和。然后于6只小烧杯中各放入叶子圆片10片，分别置于不同光强和不同温度条件下的 处理。为了要获得不同

29、的温度，夏季可将小烧杯浸于冰水中，以获得低温，冬季可将小烧 杯浸于温水中，以获得高温，然后用温度计测量实际温度。（3）记录各烧杯中每一叶子圆片上浮所需时间，计算各处理中圆片上浮所需用的平均 时间，或在一定时间内上浮的叶子圆片数。比较不同条件下光合作用的强弱。根据结果，比较光强，温度，二氧化碳对光合作用的影响杯号光照温度二氧化碳环境1强高光照培养箱2强高+光照培养箱3强低+窗台边4低高水浴锅5低高+水浴锅6低低+柜中结果参考：1、4、5、6号叶片上浮不明显2、3上浮较明显，全部上浮2号用时10.1秒，3号用时5.6秒实验七植物光合速率的测定光合速率测定是植物生理学的基本研究方法之一，在作物丰产生

30、理、作物生态、高产 新品种选育以及光合作用基本理论的研究等方面有着广泛的用途。光合作用的反应式：CO + HO （ CHO ） + O22 叶绿体 22光合速率可以用任一反应物的消耗速度或生成物的产生速度来表示。目前测定植物光 合速率有红外线CO2气体分析仪（IRGA）法、氧电极法、改良半叶法等方法。利用气体分 析法测定植物光合速率比较迅速、准确，而且不损伤植株，故在光合作用的研究上经常采 用。一般来说，对陆生植物光合速率的测定多测定其对CO2的吸收，因为在正常空气成分 中，氧的含量很高（21%左右），光合作用中微量氧的释放不易测得准确，而CO2则相反， 空气中的含量仅为0.03%左右，即使微

31、量的变化也容易用化学或物理的方法检查出来，目 前巳有比较先进的仪器设备（如LI64001、CI 310、TPS I、CB-1101型 等光合测定 系统）用于田间快速测定。另一种常用的方法是改良半叶法，该法是用干重法求出有机物 的积累，从而求得光合速率。这种方法的优点是可以直接测出有机物的积累量，方法也比 较简单，但费时间较多，且损伤植株，不能对指定的植物和叶片进行动态研究。I、改良半叶法一、目的掌握改良半叶法测定植物叶片光合速率的原理和方法。二、实验原理叶片中脉两侧的对称部位，其生长发育基本一致，功能接近。如果让一侧的叶片照光， 另一侧不照光，一定时间后，照光的半叶与未照光的半叶在相对部位的单

32、位面积干重之差 值，就是该时间内照光半叶光合作用所生成的干物质量。再通过一定计算，即可求出光合 强度。在进行光合作用时，同时会有部分光合产物输出，所以有必要阻止光合产物的运出。由于光合产物是靠韧皮部运输，而水分等是靠木质部运输的，因此可以仅破坏韧皮部来阻 止光合产物输出，而仍使叶片有足够的水分供应，从而较准确地用干重法测定叶片的光合 速率。三、材料、仪器设备及试剂材料：田间栽培的作物叶片。仪器设备：打孔器；电子分析天平；称量皿；烘箱；脱脂棉；锡纸；毛巾。试剂：5%三氯乙酸；90以上的开水。四、实验步骤选择测定样品在田间选定有代表性的叶片若干，用小纸牌编号。选择时应注意叶片着生的部位，受 光条件

33、、叶片发育是否对称等。叶子基部处理双子叶植物的叶片，可用5%三氯乙酸涂于叶柄周围；小麦、水稻等单子叶植物，可 用在90r以上的开水浸过的棉花夹烫叶片下部的一大段叶鞘20秒。为使烫伤后的叶片不 致下垂，可用锡纸或塑料包围之，使叶片保持原来着生的角度。剪取样品叶子基部处理完毕后，即可剪取样品，一般按编号次序分别剪下叶片的一半（主脉不 剪下），包在湿润毛巾里，贮于暗处，也可用黑纸包住半边叶片，待测定前再剪下。以上工 作一般在上午89时进行。经过4h5h后，再按原来次序依次剪下照光的半边叶，也按编号包在湿润的毛巾中。称重比较用打孔器在两组半叶的对称部位打若干圆片并求出叶面积（有叶面积仪的，也可直接 测

34、出两半叶的叶面积），分别放入两个称量瓶中，在110C下杀青15min，再置于80C烘箱 至恒重（约45h），放入干燥器冷却恒重后用分析天平称重。五、结果计算两组叶圆片干重之差值，除以叶面积及照光时间，得到光合速率，即：W2 W1光合速率mg （干重） dm2 h-1 =S X T公式中：W一未照光圆片干重（mg）W2一照光圆片干重（mg）S 一照光圆片总面积（dm2）T 一照光时间（h）。六、注意事项选择外观对称的植物叶片，以免两侧叶生长不一致，导致误差。选择的叶片应光照充足，防止因太阳高度角的变化而造成叶片遮阳。涂抹三氯乙酸的量或开水烫叶柄的时间应适度，过轻达不到阻止同化物运转的目的， 过重

35、则会导致叶片萎蔫降低光合。应有若干张叶片为一组进行重复。实验八 植物呼吸速率的测定呼吸速率是植物生命活动最重要的指标之一，在植物生理研究中常有测定必要。目 前测定植物呼吸速率有小筐子法、气流法、测压法、氧电极法、红外线CO2气体分析仪 （IRGA）等方法。前两种方法是测定植物呼吸过程CO2的释放，虽然精确性差，但方 法简便，其中气流法适用于测定大量样品（如植物的块茎、块根、瓜果类）的呼吸速率。 测压法、氧电极法是测定植物呼吸过程对02的吸收，样品用量少，且精确度高。利用 红外线C02气体分析仪测定植物呼吸速率比较快速、准确，是科研上常采用的方法。本 实验目的在于掌握测定植物呼吸速率的原理及方法

36、。I、小筐子法“、目的掌握用小筐子法测定植物呼吸速率的原理和方法。二、原理植物进行呼吸放出CO2，测定一定的植物材料在单位时间内放出CO2的数量，即能算出 植物材料的呼吸速率。呼吸放出的CO2可用氢氧化钡溶液吸收，用标准草酸溶液滴定剩余 的氢氧化钡。同时做一个空白实验，同样用标准草酸滴定。根据空白滴定值减去呼吸滴定 值草酸用量之差值，便可计算出植物的呼吸速率。其反应式如下：Ba（ OH ）2 + CO2f BaCO3 I + H2OBa（ OH ）2+ H2C2O4 f BaC2O4 I + 2H2O三、 材料、仪器设备及试剂4I 2材料：发芽水稻种及其他植物。仪器设备：恒温培养箱；呼吸测定装

37、置天平；酸式和碱式滴定管；尖头镊子。试剂及配制约 1/44 mol L-iBa（OH）2 溶液配制：称取氢氧化钡（Ba（OH）28H。）结晶7.25g,溶于蒸馏水中，溶解后定容至1000ml。1/44 mol L-1标准H2C；O4溶液配制：准确称取草酸（H2C2O42H2O）结晶2.8651g溶于蒸馏水中，溶解后定溶定至1000ml。 每ml相当于1mgCO。1 %酚酞指宗剂配制：称取酚猷1g先用少量75%酒精溶解，再用酒精定容至100ml。四、实验步骤呼吸测定装置说明取一个500ml广口瓶（称呼吸瓶），加一个三孔橡皮塞。一孔插一盛碱石灰的干燥管， 使呼吸过程中能进入无CO2的空气，一个孔插

38、温度计，另一孔直径约1cm，供滴定用，平时 用一小橡皮塞塞紧。瓶塞下面挂一铁丝筐，以便装植物材料。整个装置称“呼吸测定装置”， 如图所示。空白实验测定取干净呼吸瓶，准确加入约1/44molL-1Ba（OH）2溶液20ml，立即塞紧橡皮塞（不带 小筐及植物材料）。充分摇动呼吸瓶约10min，待瓶内CO2全部被吸收后，拔出小橡皮塞， 加入3滴酚猷作指示剂，把滴定管插入孔中，用1/44mol L-1标准草酸溶液进行空白滴定， 直至红色刚刚消失为滴定终点，记录草酸溶液用量（ml）。呼吸实验测定倒出废液，用水将瓶洗净后，加入上述相同浓度的Ba（OH）2溶液20ml。同时称取植物 材料（发芽水稻种子）5g

39、，小心装入铁丝筐中，挂于橡皮塞下:放入瓶中塞紧橡皮塞。记 录开始时间，测定20-30 min后（其间轻轻摇动数次，使溶液表面的BaCO3薄膜被破坏， 而利于CO的充分吸收），轻轻快速打开塞盖，把装有植物材料的小筐迅速取下，加入酚猷 23滴作指示剂，立即重新塞紧橡皮塞。把滴定管插入孔中，用1/44mol - L-1标准草酸滴定 至红色溶液刚刚消失为滴定终点，记录草酸用量（ml）。五、呼吸速率计算（A B ） X 1mgCO2 , ml-i 草酸* X 60呼吸速率（mgCO2 .g-iFw , h1）=植物组织鲜重（g）X测定时间（min）公式中：A 一空白滴定用去的草酸量（ml）B 一呼吸滴定

40、用去的草酸量（ml）*1ml 1/44 mol L-i 的草酸相当于 1mgCO2.六、结果记录2实验数据及结果记录表植物 样品重测定时间 空白滴定草呼吸滴定草空白与呼吸草酸 呼吸速率名称 （g）（min）酸用量（ml） 酸用量（ml） 用量差值（ml）（mgCO2 g-1Fw h-1）实验九 种子生活力的快速测定种子发芽率是鉴定种子品质的重要标志，在确定播种量以及种子生理研究方面具有重 要的作用，常需加以测定。但一般测定发芽率的方法所需时间长，尤其是对处在深休眠状 态的种子，根本无法应用，所以有必要根据活种子的生理特性建立起一套快速鉴定种子生 活力的方法，以克服常规方法的缺点。本实验介绍剥胚

41、法，染色法和荧光法三类方法，可 根据具体情况选用。I、剥胚法一、目的掌握用剥胚法测定种子生活力的原理和方法。二、原理此法适于测定休眠状态的种子的生活力。种子深休眠的原因很多，有些是因为果皮或 种皮的束缚（如不透水、不透气）造成的；也有的在果皮、种皮、胚乳中存在着萌发抑制 剂，这类障碍可以用除去果皮、种皮、胚乳或切去一部分子叶的办法克服。当阻碍萌发的 物理或化学因素被排除以后，胚就很快萌发。三、材料与设备材料：苹果、柑桔的成熟种子或玉米乳熟期籽粒。设备：培养皿；滤纸；刀片；镊子。试剂：0.1%升汞。四、实验步骤种子处理取刚从成熟果实中剥出的新鲜柑桔种子300粒，已晒干的柑桔种子100粒，乳熟期新

42、 鲜玉米种子200粒，经晒干的乳熟期玉米种子或贮存三年以上的玉米陈种子各100粒，用 0.1%升汞消毒后再用水充分洗净，进行以下处理：1.1柑桔新鲜种子，不加处理，作为对照；1.2柑桔新鲜种子，用镊子小心剥去种皮，留下完整的胚；1.3柑桔新鲜种子，用刀片把种子横切为二，留下带胚根的一半，注意切除部分应不少 于种子全长的一半。1.4晒干的柑桔种子*，处理同1.2；*柑桔种子经晒干后即失去发芽能力。1.5新鲜乳熟期玉米粒，不加处理作为对照（新鲜乳熟玉米种子粒因胚乳中存在着萌发 抑制剂，不能萌发）。1.6新鲜乳熟期玉米子粒，用镊子小心地将胚剥出。1.7晒干的乳熟期玉米子粒，不加处理。1.8贮存三年以

43、上的玉米陈子粒，不加处理。观察测定以上处理完毕，随即将种子或胚整齐地摆在铺有适当大小滤纸的培养皿里，用蒸馏水 湿润滤纸，加盖后置30 r左右的温箱中培养，并注意随时补充水分（但不可加水过多， 否则易因缺氧而霉烂），从第二天起每天统计发芽种子数，记入下表，连续观察二星期。用剥胚法测定种子生活力观察记录表发芽天 种子（、数 或胚）数1234567891011121314总 计结果分析3.1不同处理的种子萌发快、慢、或不能萌发的原因。3.2剥胚法能否作为快速测定种子生活力的方法？适用于哪些情况?II、染色法一、目的掌握用染色法测定种子生活力的原理和方法。二、原理活种子胚细胞的原生质膜具有半透性，具有

44、选择吸收外界物质的能力，一般染料不能 进入活细胞内，胚部不能被染色。而丧失生命力的种子，其胚部细胞原生质膜丧失了选择 吸收能力，染料可以自由进入细胞内而将死胚染色（如酸性靛兰、红墨水等），故可根据 种子胚部是否被染色来判断种子的生命力。（一）酸性靛兰（Indigo Carmine）染色法一、材料、设备及试剂材料：大麦、大豆等作物新种子和贮存三年以上的陈种子。设备：培养皿；刀片；镊子；烧杯。试剂：0.1%酸性靛兰水溶液（0.1g溶解在100ml水中）。二、实验步骤种子处理先将大麦、大豆种子用水浸泡12h，待充分吸胀后，取出一部分在沸水中煮35min， 作为死种子。选择浸水的新种子、陈种子和死种子

45、各100粒，如为大豆，用镊子小心剥去 种皮，如为小麦则用刀片沿胚部中线纵切成两半，用其中一半进行测定（需要有胚部）。染色将处理好的种子均匀摊于培养皿内，加入0.1%酸性靛兰溶液，以浸没种子为度。冲洗种子染色1520分钟后，倾出溶液，用自来水反复冲洗种子，直到所染的颜色不再洗出为 止。三、观察记载对比观察冲洗后的新鲜种子，陈种子和死种子的胚部着色情况。凡生活力强的种子， 胚完全不着色，或在子叶和胚根上面有不大的着色很淡的斑点；如果整个胚根全部着色或 在胚根和子叶上有着色很浓的斑点，就是完全丧失或大部分丧失生活力的种子。统计出具 有生活力的种子百分数，作为估计的发芽率，并与实际发芽率（事前用普通发

46、芽实验法测 定）作比较。（二）红墨水染色法一、材料、设备及试剂材料：玉米等作物种子或贮存二年以上的陈年种子。设备：刀片，镊子，小烧杯。试剂：市售红墨水，实验时用蒸馏水稀释20倍（1份红墨水加水19份），作染色剂。二、实验步骤种子处理及染色取经浸泡吸水饱和的种子，用刀片沿胚的中心纵切为两半，取其中胚的各部分比较完 整一半放入小烧杯内，加经稀释的红墨水至浸没种子，染色20min左右。观察测定染色到预定时间，倒去红墨水，用自来水冲洗23次，立即观察种胚染色情况，并记 录实验数据。三结果计算及分析凡胚不着色或仅略带浅红色者，即为具有生活力的种子。若胚部染成与胚乳相同的深 红色，则为死种子。染色种子粒数

47、种子生活力（%）= X 100供试种子粒数（三）2, 3, 5氯化三苯基四氮唑（TTC染色法）一、目的掌握用TTC染色法测定种子生活力的原理和方法。二、原理凡有生命活力的种子胚部在呼吸作用过程中都有氧化还原反应，而无生命力的种子的 胚则无此反应TTC可以渗入种子的活细胞中，并作为受氢体而被脱氢辅酶（NADH或NADPH） 还原，由无色的氧化型变成红色的三苯甲腙，活种子胚部被染成红色，反之，死种子不能 染色，部分丧失生活力的种子染色较浅。因此可根据染色部位和染色程度来判断种子的生 活力。反应式如下：HINN C6%+ 2HNNC6%C6H5 CI 6 5 ClC6H5 C6 5+ HCl6 5

48、N = N+C6H56 5 N = NC6H5TTC （无色）TPF （红色）三、材料、设备及试剂材料：小麦（或玉米、大豆）的新种子或贮存三年以上的陈种子。设备：恒温培养箱；小烧杯；刀片；镊子。试剂及配制：0.1%TTC溶液（称取0.1gTTC溶于100ml蒸馏水或凉开水中即成，溶 液pH值应在6.57.6之间，随用随配）。四、实验步骤取玉米种子100粒，新、陈种子各1份，用冷水浸泡一夜或用40r左右温水浸泡40 60min,取出沥干水分，用单面刀片沿胚的中心纵切为两半，取其中胚的各部分比较完整的 一半，放在小烧杯内，加入0.1%TTC溶液，浸没种子为宜，在45r的黑暗条件下染色约 30min

49、，倒出TTC溶液，用清水冲洗12次，立即观察种胚被染色的情况，判断种子的生 活力。凡种胚全部染红的为生活力旺盛的活种子，死种子胚完全不染色，或染成极淡的颜 色。在以上两种类型中间有许多过渡类型，判断的要点在于看胚根、胚芽盾片中部等关键 部位是否有生活力，这几部分健全而有生活力的被染成红色，就是可以发芽的种子；反之， 如这几部分不能染色，其他部位（如胚芽鞘、胚根鞘、盾片两端）虽然染色也不能发芽。五、结果计算及分析染色种子粒数种子生活力（%）= X 100供试种子粒数m、荧光法一、目的掌握用荧光法测定种子生活力的原理和方法。二、原理植物种子经常存在许多能够在紫外线照射下产生荧光的物质，如某些黄酮类，香豆素 类、酚类物质等，在种子衰老过程中，这些荧光物质的结构和成分往往发生变化，因而荧 光的颜色也相应改变；有些种子在衰老死亡时荧光物质的性质虽未改变，但由于生活力衰 退或已死亡的细胞原生质透性加大，浸种时种子中的荧光物质很容易外渗。前一种情况可 以用直接观察种胚荧光的方法确定种子生活力，后一种情况则