[农学]实验1-2 环境因素对植物水分状态的影响.ppt

植物生理学实验（36学时,2学分）,时间：每2周4课时 地点：生物学教学实验中心植物生理学实验室(C1019),选用的实验教材,参考用自编实验教材,相关网络：http:/jpkc.njau.edu.cn/plantphy/,植物生理学实验技术基础 植物组织含水量和组织水势（小液流法） 气孔状态观察（固定、印迹法） 硝酸还原酶活性的测定（磺胺比色法） 叶绿体色素的测定和分析（Arnon法） 萌动种子呼吸速率（小篮子法） 快速测定种子活力的方法和比较（TTC等法） 植物激素对种子萌发、胚根和胚芽生长影响（生物检测法） 植物细胞膜透性检测（电导法）,除第1个实验自学外，第3周开始安排8个实验, 平时实验及实验报告成绩占50分,期末考试成绩50分.,实验题目 实验目的及原理 实验步骤 结果与分析 本实验注意事项 思考题,植物生理学实验报告（独立完成，交学委）,实验中的注意事项： 1、实验材料准备及取材 2、操作及观察 3、实验数据记录与整理 4、实验结果的分析(结合统计分析分清错误和误差) 5、思考题 6、实验报告,其它注意事项： 合理、安全、在老师指导下使用实验仪器、设施； 实验前分组查看器皿； 实验后彻底清洗、按实验前摆放器皿； 一旦损坏物品，及时到C1020室登记； 严禁将任何器皿插入洗液瓶中； 每次实验结束后由班长安排3位同学整体清洁打扫,一、 植物组织含水量的测定 二、 植物组织水势的测定,实验二 环境因素对植物水分状态的影响 (p105-112),植物组织含水量和组织水势（小液流法）,新鲜和萎蔫植物组织含水量和组织水势的比较,一、植物组织含水量的测定,目的：植物组织含水量与组织水势的关系；植物 组织某种成分单位干重水平上的含量比较； 原理：,器材： 小白菜(新鲜叶片，高温贮藏萎蔫叶片)； 打孔器、橡胶垫； 称样铝盒； 烘箱、搪瓷盆、棉布手套； 天平,步骤：,实验步骤,取铝盒4个，依次编号（写于铝盒底部）并称取质量， 选取生长一致的待测材料叶片数枚，用打孔器打叶圆片120（避开叶脉位置，新鲜60枚，萎蔫叶60枚），立即装到上述铝盒内，盖上盒盖称重， 将4个铝盒（已放入30叶圆片，打开盖子）放在搪瓷盘上置于105ºC烘箱中烘1-2hr至恒重，称重时需置于干燥器中，待冷却后称重， 若Wn 铝盒重， FWn 铝盒叶圆片 ， DWn 烘干后的铝盒叶圆片； 5. 植物组织含水量为： （FWn -DWn）/（FWn - Wn） x100,二、 小液流法测定植物组织水势,1. 实验目的,1) 因陋就简测定植物组织水势； 2) 与含水量进行比较，分析二者关系,将植物组织分别放在一系列梯度浓度溶液中， 植物组织的水势溶液的渗透势，组织吸水而使溶液浓度变大； 植物组织的水势溶液的渗透势，组织水分外流而使溶液浓度变小； 植物组织的水势 = 溶液的渗透势，外部溶液浓度不变。,2. 实验原理,在渗透系统中，水总是从水势高处流向水势低处。,用溶液的渗透势()代表植物水势(w)。 wiCRT （单位：兆帕，MPa） i： 解离系数（蔗糖=1.00;CaCl2=2.60;NaCl=1.80） C：等渗浓度（mol/L) R：气体常数0.008314 L· MPa /（mol · K） T：绝对温度（273+摄氏温度）,材料：小白菜（新鲜叶组和萎蔫叶组） 仪器设备： 注射针头 打孔器, 橡胶垫 刻度试管（15ml x 12支），小试管(12支) 试剂：1 M 蔗糖，纯水，甲烯蓝粉,3. 材料、仪器设备与试剂,4. 实验步骤,随机取相同叶位叶圆片各10片、从刻度试管中取2ml蔗糖溶液，分别放入和移入小试管中，并使叶圆片完全浸没于溶液中。 30分钟后，回型针尖沾少许甲烯蓝入小试管，混匀，然后用清洁注射针头依次取小试管中的蓝色液体，伸入相应标号刻度试管溶液中部，注滴同时观察并记录液滴动态。,4. 实验步骤,取小试管中的蓝色液体,轻捏吸管,放入刻度试管,深入溶液中部,挤出小液滴,取出吸管观 察液滴升降,C = 0.3mol/L,5. 结果分析,有错误数据,C (0.3+0.4)/2 mol/L,有错误数据,严重萎蔫叶片的 C 可能 0.6,幼嫩新鲜叶片的 C 可能 0.1,1.计算新鲜和萎焉叶片的含水量,并进行比较分析； 2.记录不同浓度溶液中的液流方向； 3.计算两组叶片的水势,并结合各自含水量比较分析。,思考题: 增加或减少蔗糖溶液中叶圆片数目是否会影响水势测定结果, 为什么?,拭干叶表水分和泥渍 避开大的叶脉打叶圆片,混合均匀 移液管取溶液和纯水 配制的蔗糖溶液要混匀 润洗移液管和针头（放回原液） 叶圆片浸入溶液中 室温下浸泡30分钟后再染色 尽量少加甲烯蓝 轻压胶管使针筒少量吸入染色溶液 滴入后，停止挤压或放松胶管,6. 注意事项,液相平衡法：小液流法、称重法、质壁分离法 压力平衡法：压力室法 气相平衡法：露点法,植物组织水势和渗透势的测定方法：,水势测定,冰点降低法,渗透势,蒸气压渗透压计法,三、压力室法测定植物组织水势 （如果有时间则讲解）,植物叶片通过蒸腾作用不断向环境散失水分，产生蒸腾拉力。导管中的水分由于“内聚力”的作用而形成连续的水柱。因此，对于蒸腾着的植物，其导管中的水柱由于蒸腾拉力的作用，承受着一定的张力或负压，使水分连贯地向上运输（图A）。,当叶片或枝条被切断时，木质部中的液流由于张力解除迅速缩回木质部（图B）。,将叶片装入压力室钢筒，叶柄切口朝外，逐渐加压，直到导管中的液流恰好在切口处显露时，所施加的压力正好抵偿了完整植株导管中的原始负压。这时所施加的压力值（通常称为“平衡压”）将叶片中的水势提高到相当于开放大气中导管中液体渗透势s（sap）的水平（图C）。,由于通过导管周围完整活细胞半透膜进入木质部导管的汁液，其渗透势常接近于零（活性溶质含量很低）。因此，下式成立： P +w=s0 w=P 式中： P 平衡压（正值）； w 叶片或枝条的水势（负值）； s 木质部汁液的渗透势。,植物材料: 梧桐枝条,操作步骤,1装样时螺旋环套不要拧得太紧，以免压伤植物 组织。 2加压速度不能太快，接近叶片水势时加压速度 要放慢，否则会影响测量精度。 3注意安全，加压时不要使脸部处于钢筒顶盖正 上方。 4高压钢瓶有危险，搬运或使用时要注意。,注意事项：,思考题： 压力室法测定水势时，加压速度过快对结果有何影响？,四、冰点渗透压计测定植物水势,实验原理：水溶液的冰点下降值与溶液的摩尔浓度成正比。 1mol的任何非电解质溶液溶解于1kg的水中，则使水的冰点由0摄氏度降至1.875摄氏度。因此已知某溶液的冰点下降值，即可由以下公式计算出其渗透势： Os= t/1.875 式中:OS为1000克水中所溶解的溶质颗粒数目,即重量摩尔渗透浓度（osmolarity）; t为冰点下降数值(度);1.857为水的摩尔冰点下降常数。,被测样品的温度变化过程,配套教材,植物生理生化实验原理和技术王学奎主编，2006，高等教育出版社 植物生理生化实验原理和技术李合生主编，2000，高等教育出版社 现代植物生理学实验技术指南中国科学院上海植物生理研究所主编 ，1999，上海科技出版社 植物生理学实验指导南京农业大学自编，1999,下次实验,实验三：光和K+ 对气孔运动的调节（p115）,