植物生理学实验指导 莱阳农学院生命科学学院 植物生理学教研室 2005年8月21日
植物生理学实验指导 莱阳农学院生命科学学院 植物生理学教研室 2005 年 8 月 21 日
前言 植物生理学是研究植物生命活动规律和机理的一门实验科学。它的一切结论都是通过严格 的科学实验得出的。近年来现代生物技术的发展日新月异,新的实验技术、方法和仪器设备层 出不穷,我校的实验装备水平也有明显改善。因此,原用实验教材中的不少内容异显得陈旧, 为了适应课程建设的要求我们编了这本实验指导。 本实验指导由莱阳农学院生命科学学院植物生理学教研室的刘新、车永梅、杨德翠、柏素 花、战淑敏、马晓柯、刘洪庆和赵方贵负责编写完成。莱阳农学院硏究生处的郑国生对全书进 行了审读、修改和补充。全部编写人员均具有多年从事植物生理学教学和研究的实践经验,曾 经多次编写此类教材,在使用中反应良好 鉴于编者的水平有限,编写时间较仓促,本指导难免有不足之处,敬请读者和专家指正 编者 2005年8月
1 前 言 植物生理学是研究植物生命活动规律和机理的一门实验科学。它的一切结论都是通过严格 的科学实验得出的。近年来现代生物技术的发展日新月异，新的实验技术、方法和仪器设备层 出不穷，我校的实验装备水平也有明显改善。因此，原用实验教材中的不少内容异显得陈旧， 为了适应课程建设的要求我们编了这本实验指导。 本实验指导由莱阳农学院生命科学学院植物生理学教研室的刘新、车永梅、杨德翠、柏素 花、战淑敏、马晓柯、刘洪庆和赵方贵负责编写完成。莱阳农学院研究生处的郑国生对全书进 行了审读、修改和补充。全部编写人员均具有多年从事植物生理学教学和研究的实践经验，曾 经多次编写此类教材，在使用中反应良好。 鉴于编者的水平有限，编写时间较仓促，本指导难免有不足之处，敬请读者和专家指正。 编者 2005 年 8月
目录 1.实验基本常识 1.1几种常用实验仪器操作方法介绍 12实验材料的采取、处理与保存 339 1.3实验数据的处理 2.水分生理 21气孔运动及其影响因素 2.2露点法测定植物叶片水势和渗透势 4468 2.、3液体交换法测定植物组织水势(小液流法、折射仪法、电导法) 3.矿质营养 3.1植物溶容液培养和缺素培养 3.2植物伤流液的成分分析 33根系活力的测定(TTC法) 34硝酸还原酶(NR)活性的测定 4.光合作用和呼吸作用 4.1叶绿体色素的提取、分离、理化性质和定量测定 42红外线CO2气体分析仪法测定植物光合与呼吸速率 4.3抗坏血酸氧化物酶和多酚氧化酶活性的测定 44水溶性碳水化合物的测定 5.植物激素 51植物组织培养技术 52酶联免疫法( ELISA)测定植物激素含量. 6.植物生长发育 6.1种子萌发和活力测定 62花粉活力测定 7.逆境生理 71电导法测定植物细胞透性 72植物组织中超氧物歧化酶活性的测定 73植物体内游离脯氨酸含量的测定 74植物组织中丙二醛含量的测定 7.5植物体内氧自由基的测定和清除 8.综合性实验
2 目 录 1. 实验基本常识………………………….…………………………………………………...3 1.1 几种常用实验仪器操作方法介绍………………………………………………………3 1.2 实验材料的采取、处理与保存…………………………………………………………9 1.3 实验数据的处理……………………………………………………………………….12 2. 水分生理……………….………………………………………………………………….14 2.1 气孔运动及其影响因素……………………………………………………………...14 2.2 露点法测定植物叶片水势和渗透势………………………………………………….16 2.3 液体交换法测定植物组织水势（小液流法、折射仪法、电导法）……………….18 3. 矿质营养……………….………………………………………………………………….20 3.1 植物溶液培养和缺素培养………………….………………………………………………20 3.2 植物伤流液的成分分析………………………………………………………………...22 3.3 根系活力的测定(TTC 法)………….................................................................................24 3.4 硝酸还原酶(NR)活性的测定…….…………………………………………………….25 4. 光合作用和呼吸作用…….……………………………………………………………….26 4.1 叶绿体色素的提取、分离、理化性质和定量测定………………………………….26 4.2 红外线 CO2气体分析仪法测定植物光合与呼吸速率………………………………..30 4.3 抗坏血酸氧化物酶和多酚氧化酶活性的测定………………………………………..39 4.4 水溶性碳水化合物的测定………………………………………………………..……41 5. 植物激素………………………………………………………………………………….44 5.1 植物组织培养技术…………………………………………………………………….45 5.2 酶联免疫法（ELISA）测定植物激素含量……………………………………….….50 6. 植物生长发育…………………………………………………………………………….54 6.1 种子萌发和活力测定……………………………………………………………………54 6.2 花粉活力测定……………………………………………………………………………56 7. 逆境生理……………….……………………………………………………………...……58 7.1 电导法测定植物细胞透性………………………………………………......................58 7.2 植物组织中超氧物歧化酶活性的测定………………………………………………..59 7.3 植物体内游离脯氨酸含量的测定……………………………………………………..60 7.4 植物组织中丙二醛含量的测定………..........................................................................62 7.5 植物体内氧自由基的测定和清除…..................................................................……....63 8. 综合性实验............……………………………………………………………………….64
1.实验基本常识 1.1几种常用实验仪器操作方法介绍 wAY-/2S阿贝折射仪 测定原理 数字阿贝折射仪测定透明或半透明物质的折射率原理是基于测定临界角,由目视望远镜 部件和色散校正部件组成的观察部件来瞄准明暗两部分的分界线,即瞄准临界角的位置,并由 角度二数字转换部件将角度量转换成数字量,输入微机系统进行数据处理,而后数字显示出被 测样品的折射率或锤度 仪器结构 AnNJA-2S 1.目镜2.色散校正手轮 显示窗4 "PowR"电源开关5."READ读数显示键6 "BX-TC"经温度修正锤度显示键7."n"折射率显示 键8."BX"未经温度修正锤度显示键9.调节手轮 10.聚光照明部件11.折射榜镜部件12."TEMP 操作步骤及使用方法 1.按下" POWER"波形电源开关(4),聚光照明部件(10中照明灯亮,同时显示窗(3)显示00000 有时显示窗先显示"",数秒后显示00000 2.打开折射棱镜部件(11),移去擦镜纸,这张擦镜纸(单层)是仪器不使用时放在两棱镜之间, 防止在关上棱镜时,可能留在棱镜上细小硬粒弄坏棱镜工作表面。 3.检查上、下棱镜表面,并用水或酒精小心清洁其表面。测定每一个样品后也要仔细清洁两 块棱镜表面,因为留在棱镜上少量的原来样品将影响下一个样品的测量准确度 4.将被测样品放在下面的折射棱镜的工作表面上。如样品为液体,可用干净滴管吸12滴液体 样品放在棱镜工作表面上,然后将上面的进光棱镜盖上。如样品为固体,则固体样品必须有 个经过抛光加工的平整表面。测量前需将这抛光表面擦净,并在下面的折射棱镜工作表面上滴 1-2滴折射率比固体样品折射率高的透明的液体,然后将固体样品抛光面放在折射棱镜工作表 面上,使其接触良好(测固体样品时不需将上面的进光棱镜盖上)。 5.旋转聚光照明部件的转臂和聚光镜筒使上面的进光棱镜的进光表面(测液体样品)或固体样 品前面的进光表面(测固体样品)得到均匀照明 6.通过目镜(1)观察视场,同时旋转调节手轮(⑨),使明暗分界线落在交叉线视场中。如从目镜 3
3 1. 实验基本常识 1.1 几种常用实验仪器操作方法介绍 一、WAY-1/2S阿贝折射仪 测定原理 数字阿贝折射仪测定透明或半透明物质的折射率原理是基于测定临界角，由目视望远镜 部件和色散校正部件组成的观察部件来瞄准明暗两部分的分界线，即瞄准临界角的位置，并由 角度二数字转换部件将角度量转换成数字量，输入微机系统进行数据处理，而后数字显示出被 测样品的折射率或锤度。 仪器结构 操作步骤及使用方法 1. 按下"POWER"波形电源开关(4)，聚光照明部件(10)中照明灯亮，同时显示窗(3)显示00000。 有时显示窗先显示"-"，数秒后显示00000。 2. 打开折射棱镜部件(11)，移去擦镜纸，这张擦镜纸(单层)是仪器不使用时放在两棱镜之间， 防止在关上棱镜时，可能留在棱镜上细小硬粒弄坏棱镜工作表面。 3. 检查上、下棱镜表面，并用水或酒精小心清洁其表面。测定每一个样品后也要仔细清洁两 块棱镜表面，因为留在棱镜上少量的原来样品将影响下一个样品的测量准确度。 4. 将被测样品放在下面的折射棱镜的工作表面上。如样品为液体，可用干净滴管吸1-2滴液体 样品放在棱镜工作表面上，然后将上面的进光棱镜盖上。如样品为固体，则固体样品必须有一 个经过抛光加工的平整表面。测量前需将这抛光表面擦净，并在下面的折射棱镜工作表面上滴 1-2滴折射率比固体样品折射率高的透明的液体，然后将固体样品抛光面放在折射棱镜工作表 面上，使其接触良好(测固体样品时不需将上面的进光棱镜盖上)。 5. 旋转聚光照明部件的转臂和聚光镜筒使上面的进光棱镜的进光表面(测液体样品)或固体样 品前面的进光表面(测固体样品)得到均匀照明。 6. 通过目镜(1)观察视场，同时旋转调节手轮(9)，使明暗分界线落在交叉线视场中。如从目镜 9． 调解手轮 11. 折射棱镜部件 1. 目 镜 2. 色 散 校 正 手 轮 3. 显 示 窗 4. "POWER" 电 源开 关 5. "READ"读 数显 示 键 6. "BX-TC"经温度修正锤度显示键 7. "nD"折射率显示 键 8. "BX"未经温度修正锤度显示键 9. 调节手轮 10. 聚光照明部件 11.折射棱镜部件 12. "TEMP" 温度显示键 13. RS232接口(有RS232系指WYA-2S， 下同) 1 2 11 10 3 2 9 11 13 9 10 4 5 1
中看到视场是暗的,可将调节手轮逆时针旋转。看到视场是明亮的,则将调节手轮顺时针旋转 明亮区域是在视场的顶部。在明亮视场情况下可旋转目镜,调节视度看清晰交叉线。 7.旋转目镜方缺口里的色散校正手轮(2),同时调节聚光镜位置,使视场中明暗两部分具有良好 的反差和明暗分界线具有最小的色散 8.旋转调节手轮,使明暗分界线准确对准交叉线的交点。 9.按"READ"读数显示键(5),显示窗中0000消失,显示"-",数秒后"-"消失,显示被测样品的 折射率。 如要知道该样品的锤度值,可按"BX"未经温度修正的锤度显示键(8)或按"BX-IC"经温度 修正锤度(按 IGUMSA)显示键(6)。"n()"、BX-TC(6)”及"BX(8)"三个键是用于选定测量方式。 经选定后,再按"READ"键,显示窗就按预先选定的测量方式显示。有时按"READ"键,显示” 数秒后""消失,显示窗全暗,无其他显示,反映该仪器可能存在故障,需进行检查修理。当 选定测量方式为"BX-TC"或"BX"时,如果调节手轮旋转超出锤度测量范围(0-95%),按"READ" 后,显示窗将显示”"。 10.检测样品温度,可按"TEMP"温度显示键(12)显示窗将显示样品温度。除了按READ"键后, 显示窗显示"-"时,按"TEMP"键无效,在其它情况下都可以对样品进行温度检测。显示为温度 时,再按"n(7)"、"BX-TC(6)"或"BX(8)"键,显示将是原来的折射率或锤度。为区分显示值是 温度还是锤度,在温度前加"t"符号,在"BX-TC"锤度前加"C"符号,在"BX"锤度前加"b"符号。 11.样品测量结束后,必须用酒精或水(样品为糖溶液)进行小心清洁。 12.本仪器折射棱镜部件中有通恒温水结构,如需测定样品在某一特定温度下的折射率,仪器 可外接恒温器,将温度调节到你所需温度再进行测量 13.计算机可用RS232连接线与仪器连接。首先,送出一个任意的字符,然后等待接收信息(参 数:波特率2400,数据位8位,停止位1位,字节总长18)。 二、752型紫外可见分光光度计 测定原理 利用物质对不同波长光的选择性吸收现象对物质进行定性和定量分析,通过对吸收光谱分 析,判断物质的内部结构及化学组成 仪器结构 S3-样品3 S2-样品2 ●●●。0 S参比样品 Specrum 操作步骤及使用方法 1.开机前,先确认仪器样品室内是否有东西挡在光路上。光路上有东西将影响仪器自检甚至 造成仪器故障。 2.打开电源开关,使仪器预热20分钟:仪器接通电源后,仪器即进入自检状态,自检结束后 波长自动停在546m处,测量的方式自动设定在透射比方式(%D,并自动调100%T和0%T
4 中看到视场是暗的，可将调节手轮逆时针旋转。看到视场是明亮的，则将调节手轮顺时针旋转。 明亮区域是在视场的顶部。在明亮视场情况下可旋转目镜，调节视度看清晰交叉线。 7. 旋转目镜方缺口里的色散校正手轮(2)，同时调节聚光镜位 置，使视场中明暗两部分具有良好 的反差和明暗分界线具有最小的色散。 8. 旋转调节手轮，使明暗分界线准确对准交叉线的交点。 9. 按"READ"读数显示键(5)，显示窗中00000消失，显示"-"，数秒后"-"消失，显示被测样品的 折射率。 如要知道该样品的锤度值，可按"BX"未经温度修正的锤度显示键(8)或按"BX-TC"经温度 修正锤度(按IGUMSA)显示键(6)。"nD(7)"、BX-TC(6)"及"BX(8)"三个键是用于选定测量方式。 经选定后，再按"READ"键，显示窗就按预先选定的测量方式显示。有时按"READ"键，显示"-"， 数秒后"-"消失，显示窗全暗，无其他显示，反映该仪器可能存在故障，需进行检查修理。当 选定测量方式为"BX-TC"或"BX"时，如果调节手轮旋转超出锤度测量范围(0-95%)，按"READ" 后，显示窗将显示"-"。 10. 检测样品温度，可按"TEMP"温度显示键(12)显示窗将显示样品温度。除了按"READ"键后， 显示窗显示"-"时，按"TEMP"键无效，在其它情况下都可以对样品进行温度检测。显示为温度 时，再按"nD(7)"、"BX-TC(6)"或"BX(8)"键，显示将是原来的折射率或锤度。为区分显示值是 温度还是锤度，在温度前加"t"符号，在"BX-TC"锤度前加"C"符号，在"BX"锤度前加"b"符号。 11. 样品测量结束后，必须用酒精或水(样品为糖溶液)进行小心清洁。 12. 本仪器折射棱镜部件中有通恒温水结构，如需测定样品在某一特定温度下的折射率，仪器 可外接恒温器，将温度调节到你所需温度再进行测量。 13.计算机可用RS232连接线与仪器连接。首先，送出一个任意的字符，然后等待接收信息(参 数：波特率2400，数据位8位，停止位1位，字节总长18)。 二、752型紫外可见分光光度计 测定原理 利用物质对不同波长光的选择性吸收现象对物质进行定性和定量分析，通过对吸收光谱分 析，判断物质的内部结构及化学组成。 仪器结构 操作步骤及使用方法 1. 开机前，先确认仪器样品室内是否有东西挡在光路上。光路上有东西将影响仪器自检甚至 造成仪器故障。 2. 打开电源开关，使仪器预热20分钟；仪器接通电源后，仪器即进入自检状态，自检结束后 波长自动停在546nm处，测量的方式自动设定在透射比方式(%T)，并自动调100%T和0%T。 S3-样品 3 S2-样品 2 S1-样品 1 S0-参比样品 S3 S2 S1 S0