实验五逆境对植物的伤害(电导率法)

实验五逆境对植物组织的伤害—电导率法检测植物细胞质膜透性和愈创木酚法测定过氧化物酶活性一、实验目的：1.了解研究植物抗逆生理的实验方法，学会使用DDS-11A型电导率仪，掌握绝对电导率和相对电导率的概念；2.熟悉植物组织过氧化物酶活性的测定方法，学会分光光度计的“动力学”测量程序二、实验原理：（P78和P97）三、实验材料：绿豆幼苗四、实验步骤：1.材料处理：10株幼苗为一组分别置于45℃（纯水最好预热至该温度）和室温中（在上课之前请先处理好材料，以课堂小组为单位）。

2.电导率的测定：2h后小心取出幼苗，冷却至室温后测定浸出液和纯水的电导率。

（不必测材料煮沸后的电导率）3.过氧化物酶（POD）活性测定P973.1POD的提取：材料1g，加入KH2PO4冰浴研磨成匀浆，低温4000rpm离心15min,收集上清液，定容至25mL,低温保存3.2POD的测定：先在分光光度计的“动力学”或“时间扫描”程序上设置好参数取比色杯2个，1个将对照液放入参比杯按照程序调零，另一个比色杯拉出加入20μL酶液，再加入1mL KH2PO4 ，最后加入3mL反应混合液，立即测量。

❖723G型分光光度计“动力学”测定❖【3按“按“按“ENT”后，出现：测量出图谱后，按“ESC”返回到界面:按“3”进入活性测量功能，出现如下界面：按“SET”进行具体设置，按“ENT”可得出相应值。

按“4”进入图谱处理功能，出现如下界面：其中按“1”可见原始图谱，按“2”可进行峰谷检测，按“3”通过横纵坐标的缩放可达到图谱缩放功能，方便观察图谱。

按“4”具有具体的实验查询功能。

思考题1.电导率的测定主要有哪些影响因素?2.相对电导率和绝对电导率的概念?3.请说出电导率和电导度的概念区别。

4.温度和CO2会影响电导度的测定结果吗？在操作中应注意什么？5.影响酶提取、纯化和活性测定的因素有哪些？6.测定时酶活性的测定应当定在什么时间范围内？测定植物组织过氧化物酶活性的意义与用途。

植物抗逆性的鉴定（电导仪法）一、原理植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。

在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。

当植物受到逆境影响时，如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。

膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。

这样，比较不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较作物间或品种间的抗逆性强弱，因此，电导法目前已成为作物抗性栽培、育种上鉴定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。

二、材料、仪器设备及试剂（一）材料：小麦、女贞叶片；（二）仪器设备：1. 电导仪；2. 天平；3. 温箱；4. 真空干燥器；5. 抽气机；6. 恒温水浴锅；7. 注射器；（三）试剂：NaCl溶液。

三、实验步骤1. 制作标准曲线：如需定量定透性变化，可用纯NaCl配成0、10、20、40、60、80、100μg/ml的标准液，在20～25℃恒温下用电导仪测定，可读出电导度。

2. 选取小麦或其他植物在一定部位上生长叶龄相似的叶子若干，剪下后，先用纱布拭净，称取二份，各重2g。

3. 一份插入小杯中放在40℃恒温箱内萎蔫0.5～1h，另一份插入水杯中放在室温下做对照。

处理后分别用蒸馏水冲洗二次，并用洁净滤纸吸干。

然后剪成长约1cm小段放入小玻杯中（大小以够容电极为度），并用玻棒或干净尼龙网压住，在杯中准确加入蒸馏水20 ml，浸没叶片。

4. 放入真空干燥器，用抽气机抽气7～8min以抽出细胞间隙中的空气；重新缓缓放入空气，水即被压入组织中而使叶下沉。

5. 将抽过气的小玻杯取出，放在实验桌上静置20min，然后用玻棒轻轻搅动叶片，在20～25℃恒温下，用电导仪测定溶液电导率。

6. 测过电导率的之后，再，放入100℃沸水浴中15min，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却10min，在20～25℃恒温下测其煮沸电导率。

逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响20093391 魏晓明农学0901摘要：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。

常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。

逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。

逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。

有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。

关键词：逆境胁迫,抗逆性，相对电导率，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。

前言：植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透性是其最重要的功能之一。

当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。

膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种的抗性等因素有关。

因此，质膜透性的测定常可作为逆境伤害的一个生理指标，广泛应用在植物抗性生理研究中。

当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗，其中包括盐类、有机酸等，这些物质进入环境介质中，如果环境介质是蒸馏水，那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增加，表现在电导率的增加上。

植物受伤害愈严重，外渗的物质越多，介质导电性也就越强，测得的电导率就越高（不同抗性品种就会显示出抗性上的差异）。

在植物胁迫处理过程中，叶绿素含量会下降，可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。

过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系，在植物生长发育过程中，他的活性不断变化，因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。

植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状，常以糖含量作为重要指标。

植物为了适应逆境条件，如干旱、低温，也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。

实验 46 逆境对植物的伤害（电导仪法）一、原理植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。

在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。

当植物受到逆境影响时，如高温、低温、干旱、盐渍或病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。

膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。

这样，比较不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较作物间或品种间的抗逆性强弱，因此，电导法目前已成为作物抗性栽培、育种上鉴定植物抗逆性强弱的一个方法。

二、实验材料、试剂与仪器设备（一）实验材料植物叶片。

（二）试剂NaCl 溶液。

（三）仪器设备电导仪，天平，温箱，真空干燥器，抽气机，恒温水浴锅，注射器。

三、实验步骤1. 制作标准曲线如需定量测定透性变化，可用纯 NaCl 配成 0 、 10 、 20 、 40 、 60 、80 、 100 μg/mL 的标准液，在 20 ～ 25 ℃恒温下用电导仪测定，可读出电导率。

以电导率为纵坐标， NaCl 量为横坐标做标准曲线。

2. 选取小麦或其他植物在一定部位上生长叶龄相似的叶子若干，剪下后，先用纱布拭净，称取两份，各重 2 g 。

3. 一份插入小杯中放在 40 ℃恒温箱内萎蔫 0.5 ～ 1 h ，另一份插入水杯中放在室温下做对照。

处理后分别用蒸馏水冲洗两次，并用洁净滤纸吸干。

然后剪成长约 1 cm 小段放入小烧杯中（大小以能够容纳电极为度），并用玻棒或干净尼龙网压住，在杯中准确加入蒸馏水 20 mL ，浸没叶片。

4. 放入真空干燥器，用抽气机抽气 7 ～ 8 min 以抽出细胞间隙中的空气。

重新缓缓放入空气，水即被压入组织中而使叶下沉。

5. 将抽过气的小烧杯取出，放在实验桌上静置 20 min ，然后用玻棒轻轻搅动叶片，在 20 ～25 ℃恒温下，用电导仪测定溶液电导率。

6. 测过电导率之后，再放入 100 ℃沸水浴中 15 min ，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却 10 min ，在 20 ～ 25 ℃恒温下测其煮沸电导率。

1.1 供应材料。

小麦种子；主要试剂：0.1% HgCl2，TTC，3%磺基水杨酸（SSA），冰乙酸，茚三酮，PBS(pH=7.8) ，0.6%TBA（用0.6% TCA配制）， PBS (pH=6.8，内含1mMHA)，0.1%Ti(SO4)2[用20%(v/v) H2SO4配制] ，PBS, （pH=5.8,内含0.１mmol/ LEDTA, 1%PVP）， POD反应混合液（10 mmol/L愈创木酚，5 mmol/L H2O 2 ,用PBS溶解），PPO反应混合液（ 20 mmol/L邻苯二酚，用PBS溶解）5%三氯乙酸，PBS (pH=7.7) ，4 mM DTNB (用0.1M pH=6.8PBS现配)。

主要仪器：分光光度仪，离心机，试管，微量加样器，研钵等。

1.21 Pro脯氨酸是水溶性最大的氨基酸，具有很强的水合能力，其水溶液具有很高的水势。

脯氨酸的疏水端可和蛋白质结合，亲水端可与水分子结合，蛋白质可借助脯氨酸束缚更多的水，从而防止渗透胁迫条件下蛋白质的脱水变性。

因此脯氨酸在植物的渗透调节中起重要作用，而且即使在含水量很低的细胞内，脯氨酸溶液仍能提供足够的自由水，以维持正常的生命活动。

正常情况下，植物体内脯氨酸含量并不高，但遭受干旱等胁迫时体内的脯氨酸含量明显增加，它在一定程度上反映植物受环境干旱胁迫的情况，以及植物对水分和盐分胁迫的忍耐及抵抗能力。

1.22 MDA植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的最终分解产物，从膜上产生的位置释放出后，与蛋白质、核酸起反应修饰其特征；使纤维素分子间的桥键松驰，或抑制蛋白质的合成。

MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害，它在一定程度上也反映了植物受环境干旱胁迫的情况。

1.23 抗氧化酶植物体内存在着一套负责清除活性氧所产生的抗氧化系统，在植物正常生长情况下，它使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态，在逆境诸如干旱胁迫下，这种平衡被打破。

实验四植物抗逆性的测定实验植物抗逆性的测定（电导仪法）⼀实验⽬的进⼀步理解和认识逆境胁迫对植物细胞膜透性的影响，了解电导法在植物逆境⽣理与抗性育种研究中的应⽤范围。

⼆、实验原理在正常⽣长状况下，植物细胞膜保持着良好的选择透性，⽽当植物组织受到逆境（例如⼲旱、低温、⾼温、盐渍等）伤害时，由于膜脂过氧化、膜蛋⽩变性及膜脂流动性改变，造成膜相变和膜结构破坏，使得细胞膜透性增⼤，从⽽使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增⼤。

膜透性增⼤的程度与逆境胁迫强度有关，胁迫强度越⼤，伤害越重，外渗越多，电导率的增加也越⼤。

同时也与植物抗逆性的强弱有关，抗性越强，伤害越轻，外渗越少，电导率的增加也越⼩。

所以，通过测定外渗液电导率的变化，就可以反映出细胞膜的伤害程度和所测材料抗逆性的⼤⼩。

三、材料、仪器和试剂1. 材料：各种植物叶⽚（如丁⾹、⼩麦等）2. 仪器设备：电导仪；天平；恒温箱；真空⼲燥器；抽⽓机；恒温⽔浴锅；烧杯；剪⼑或打孔器；吸⽔纸；纱布等。

3.试剂：去离⼦⽔四、实验步骤1．容器的洗涤：电导法对⽔和容器的洁净度要求严格，所⽤容器必须彻底清洗，再⽤去离⼦⽔冲净，倒臵于洁净滤纸上备⽤。

2．试验材料的处理：选取正常⽣长的⼩麦或其他植物相同部位叶⽚若⼲，剪下后，先⽤纱布拭净，分成2份，将其中⼀份放臵50℃左右的恒温箱中处理30min，进⾏逆境胁迫处理。

另⼀份放臵在室温下作对照。

3. 测定步骤(1) 将处理组叶⽚与对照组叶⽚⽤去离⼦⽔冲洗2次，再⽤洁净滤纸吸净表⾯⽔分，各称取2g，然后剪成长约1cm⼩段放⼊⼩烧杯中（⼤⼩以够容电极为度），并⽤玻璃棒压住，在杯中准确加⼊蒸馏⽔20ml，浸没叶⽚。

将其放⼊真空⼲燥器中，⽤抽⽓机抽⽓7～8min以抽出细胞间隙中的空⽓；重新缓缓放⼊空⽓，⽔即被压⼊组织中⽽使叶⽚下沉。

（注：材料为阔叶时，最好使⽤打孔器取材）(2) 将抽过⽓的⼩烧杯取出，放在实验桌上静臵20min ，然后⽤玻棒轻轻搅动叶⽚，在20～25℃恒温下，⽤电导仪分别测定处理组和对照组得电导值为T 1和C 1。

植物生理学实验报告实验题目：逆境对植物细胞膜透性的影响(电导法)姓名班级学号一、实验原理和目的原理：植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。

在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。

如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。

膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。

比较不同植物或同一植物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较植物间或品种间的抗逆性强弱。

用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。

因此，电导法目前已成为植物抗性栽培、育种上快速鉴定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。

二、实验器具和步骤植物材料：女贞叶片；实验器具：电导仪；温箱；恒温水浴锅；小烧杯，量筒步骤：1.选取低温(高温）处理的女贞叶片5片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20片小圆叶，放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。

2．再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。

3.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置25min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间后用，电导仪测定溶液电导率。

4. 测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出烧杯放入自来水冷却，测其煮沸电导率。

[ 注意事项]1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要用手直接接触叶片，以免污染。

2. 测定后电极要清洗干净。

计算按下式计算相对电导度：相对电导度（L）=（S1-空白电导率）/（S2-空白电导率）S1:煮前的电导率S2:煮后的电导率空白电导率:蒸馏水的电导率相对电导度的大小表示细胞膜受伤害的程度由于室温对照也有少量电解质外渗，故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗，称为伤害度（或伤害性外渗）。

伤害度（%）=100 1⨯--CKCKtLLL式中L t—处理叶片的相对电导度；L ck—对照叶片的相对电导度四、思考题1.植物在逆境情况下细胞膜的透性会怎样变化？答：在逆境下细胞膜的透性增大。

实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法植物生存的环境条件是经常变化的，在植物的一生中，约有90％的时间是处在不利的环境条件下。

寒冷、干旱、高温、盐碱等是常见的自然灾害，随着现代工业的发展，又出现了大气、土壤和水体污染等灾害。

此外，还有病虫侵染和杂草的危害。

这些不良的环境条件统称为逆境，它对植物的生理过程和生长发育可造成各种危害，轻则生长发育不良，重则绝产或死亡。

对于农作物来说，逆境条件是限制产量的重要因素，据Boyer(1982)对美国8种主要农作物的统计，由于病、虫、杂草等生物胁迫造成的减产不过10％，而70％左右的减产是来自气象和土壤因素引起的理化环境胁迫。

因此，研究植物在逆境条件下的生理反应及其忍耐或抵抗能力，采取有效措施提高植物的抗逆性，对于进一步发展农业生产，具有十分重要的意义。

逆境伤害以及植物在逆境条件下的生理反应是多种多样的，近年来人们采用各种方法，进行了广泛的研究，从生态、形态、生理、生化等方面，提出了一些有关植物抗性的鉴定指标和研究方法。

其中一些已在理论研究和生产实践中得到了普遍的承认和广泛的应用。

本实验介绍其中的外渗电导法。

[原理]细胞膜不仅是分隔细胞质和胞外环境的屏障，而且也是细胞与环境发生物质交换的主要通道，又是细胞感受环境变化刺激的部位。

细胞膜的选择透性是其维持生理功能的最重要的条件之一。

各种逆境伤害都会造成质膜选择透性的改变或丧失，例如低温、冰冻、干旱脱水等导致的细胞膜机械损伤以及逆境和衰老过程中的膜脂过氧化作用，都可以增大细胞膜通透性。

因此，细胞质膜透性的测定常作为植物抗性研究中的一个重要生理指标。

当质膜的选择透性因逆境伤害而明显改变或丧失时，细胞内的物质(尤其是电解质)大量外渗，从而引起组织浸泡液的电导率发生变化，通过测定外渗液电导率的变化，就可反映出质膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。

Dexter (1930)首先用电导法测定了植物的抗冻性，经过不断地改进和完善，目前已得到广泛应用。

逆境对植物细胞膜透性的影响【原理】植物在受到各种逆境(如干旱、低温、高温、盐渍和大气污染等)危害时,细胞膜的结构和功能首先受到伤害,导致膜透性增大。

因此细胞膜透性的变化反映了外部不良环境对植物细胞的伤害程度,同时细胞膜在逆境下的稳定性也反映了植物抗逆性的高低逆境条件下植物细胞的膜系统首先受到伤害,细胞膜透性增大,内容物外渗,若将受伤害的组织浸入去离子水中,其外渗液中电解质的含量比正常组织外渗液中含量增加。

组织受伤害越严重,电解质含量增加越多。

用电导仪测定外渗液电导率的变化,可以反映出质膜受伤害的程度。

【仪器设备】真空泵（3个）、DDS-307型电导仪（2-3台）、恒温水浴（2个）、剪刀15把、试管100支（大小与真空泵管子相配套，管子能放到试管里面，并密封严）、电子天平2台、玻璃棒15根，移液管:10mL，15支、滤纸（3盒）、烘箱1个【试剂】去离子水。

【材料】正常生长的以及经逆境处理的小麦、玉米或其他植物的叶片。

【方法与步骤】1、选取小麦或其他作物一定叶位和叶龄的功能叶片,一份放入水中作为对照，另一份放入40℃烘箱中或其他胁迫条件下使其萎蔫,作为处理。

对照和处理各取3个叶片,用自来水洗去表面灰尘,再用去离子水冲洗一次,用干净纱布擦去水分。

2、将叶片叠起,剪取0.5cm长的片段12个(或用打孔器打取12个叶圆片),放入试管内,然后加入10mL去离子水。

对照和处理均设3个重复，将试管放入真空干燥器内,开动真空泵抽气,以抽出细胞间隙空气。

缓慢放入空气水即渗入细胞间隙,叶片变成半透明状，叶片全部沉入水底（约10min）。

取出试管,间隔2~3min震荡一次,室温下保持30min。

3.外渗液电导率测定:将DDS-307型电导仪电极插入外渗液,测定其电导值(L1)。

测定之后,将试管放入沸水浴中加热3~5min以杀死组织。

待冷至室温后,再次测定外渗液的电导值（L2）4.结果计算(1)以细胞膜相对透性大小表示细胞受害的程度。