植物细胞质膜透性的测定原理以及步骤
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实验7-1 质膜透性的测定【实验目的】1、掌握用电导率法测定植物质膜透性的原理及方法。
2、根据质膜透性大小判断植物遭受伤害的程度。
【实验原理】植物细胞质膜具有独特的选择透性,正常情况下,植物细胞与外界环境之间的一切物质交换都必须经过质膜。
测定质膜透性最常用的方法是测定细胞外液的电导率变化。
当植物处于逆境(高温、低温、干旱、盐渍、病害等)下时,不良环境因素首先作用于质膜,使质膜受到损伤,膜透性增大。
将受胁迫的植物组织浸入去离子水中,电解质外渗,水的电导率增大,因此可用电导仪通过测定细胞外液的电导率变化来测定质膜透性的变化。
【实验器材与试剂】1、实验材料女贞、香樟等植物叶片2、实验试剂去离子水3、实验仪器电导仪、电子天平、打孔器、小烧杯、真空干燥器、真空泵、电炉、量筒、纱布等【实验步骤】1、选取叶龄相同的叶片,剪下包在湿纱布中。
实验时将供试叶片用自来水冲洗干净后,再用去离子水冲洗2-3次,用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分,用打孔器打取圆片(注意避开大叶脉)。
将剪下的叶圆片混合均匀备用。
2、称取叶圆片3份,每份1g ,放入三个小烧杯中:一份放入-18℃左右的冰箱中作低温处理,一份放入40-50℃的恒温箱中作高温处理,另一份包在湿纱布中室温放置作为对照。
分别处理30min。
3、在各烧杯中加入20ml去离子水,浸没叶圆片,然后放入真空干燥箱中,用真空泵抽气10 min,抽出细胞间隙的空气,然后缓缓放入空气,水渗入细胞间隙,叶片变成半透明状下沉。
4、将抽过气的烧杯取出,室温放置1h,其间注意多次摇动。
5、用电导仪测定各组的初电导率(S1)。
6、将烧杯再放入100℃沸水浴中处理15min杀死植物组织。
取出后冷却至室温,分别测定其终电导率(S2)。
同时测定去离子水的电导率作为空白电导率(S0)。
7、根据公式计算相对电导率,以相对电导率的大小表示质膜透性变化的程度。
相对电导率(L)=(S1- S0)/(S2- S0)由于室温对照也有少量电解质外渗,可通过计算伤害度来表示由于胁迫而产生的外渗。
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)植物在其生命周期内时常会遭遇到各种逆境,比如极端温度、干旱、盐碱、重金属等,这些逆境都会对植物细胞膜的生理功能产生一定的影响。
其中,植物细胞膜的透性是重要的一环,直接影响到植物的营养代谢、水分调节和抗逆能力等方面。
电导法是研究逆境对植物细胞膜透性影响的有效方法之一,本文将着重从电导法的应用、原理和研究成果三方面进行阐述。
电导法是通过测定电流强度来检测被测物体内部或表面的电阻值变化的一种方法。
在研究植物细胞膜透性时,电导法通常采用离体的植物根、叶片等组织,将其置于含有一定离子浓度的凝胶中,测定从根、叶片等组织释放出来的电解质的电导率变化。
一般而言,电导率的增加表明细胞膜透性的增加,在极端情况下,电导率可能会显著增加,导致离子外溢、水分丧失和细胞死亡等情况的发生。
对植物细胞膜透性进行电导法研究的原理基于细胞膜结构的特性。
植物细胞膜是由脂质双层组成的,其中脂质双层的疏水性决定了部分物质难以通过膜透过,因此膜上存在一系列具有特定功能的蛋白质通道和传输体来调节物质的通过。
细胞膜透性的变化通常和膜蛋白的功能发生变化有关。
一些逆境因素会破坏细胞膜表面的膜蛋白结构,从而使膜通透性发生变化。
在研究过程中,通过对逆境因素的处理及其所引起的电导率变化,可以初步了解植物细胞膜受逆境害处理的情况。
例如,研究发现不同温度对甜菜叶片的膜透性影响不同。
在25℃下,叶片的膜透性较低,而在40℃时,膜透性显著增加。
这表明高温对植物细胞膜透性的影响显著,这种影响可能是由于高温所导致的膜蛋白结构的改变所造成的。
类似地,研究还发现,在重金属污染的土壤中生长的植物叶片的膜透性明显高于正常土壤中生长的植物叶片,这可能是由于重金属元素干扰细胞膜的蛋白质结构所导致的,从而使膜通透性发生变化。
从上述研究结果来看,通过电导法能够定量测定细胞膜透性变化情况,为研究逆境对植物生长、发育及抗逆能力的影响提供了重要的线索。
植物细胞的质壁分离和渗透势的测定王超雄131140009一:实验目的1)了解植物细胞的结构。
2)学会制作临时玻片标本。
3)了解植物细胞质壁分离的原理。
4)用质壁分离的方法大致测定植物细胞的渗透势。
二:实验原理成熟的植物细胞是一个渗透系统,活细胞的细胞质及其表层(质膜和液泡膜)有选择透性,细胞内部含有液泡,液泡内的细胞液具有一定的溶质势。
当将植物组织细胞置于对其无毒害的外界溶液中处理一定时间,细胞液与外界溶液的水势差决定水分移动的方向与速度。
当细胞与外界高渗溶液(即低水势溶液)接触时,细胞内的水分外渗,原生质体随着液泡一起收缩而发生质壁分离。
若植物组织细胞内的细胞液与其周围的某种溶液处于渗透平衡状态,水分的净迁移为零,此时植物细胞的压力势为零,因具液胞细胞的衬质势(即衬质(如蛋白质纤维素等)中水的化学势)很小,可忽略不计,因此此时细胞液的渗透势就等于该溶液的渗透势。
该溶液的浓度即为该植物组织的等渗浓度。
当用一系列梯度浓度的溶液观察植物细胞质壁分离现象时,细胞的等渗浓度将介于刚刚引起质壁分离的浓度和尚不能引起质壁分离的浓度之间的溶液浓度。
通常把视野中有50%的细胞发生角隅质壁分离定为初始质壁分离,因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称为等渗溶液,该溶液具有的渗透势即等于细胞的渗透势。
由于很难找到正好引起50%细胞发生质壁分离的浓度,因此通常将观察到的引起质壁分离的最低浓度与不能引起质壁分离的最高浓度的平均值视为等渗溶液浓度,代入Van’t Hoff公式,即可计算出外界溶液的渗透势,从而得出植物细胞渗透势。
Ψπ = - RTiC式中Ψπ为细胞渗透势,以MPa (兆帕)为单位。
R为气体常数,为=0.008314 MPa.L/(mol.K)T为绝对温度,单位K,即273+t,t为实验温度(℃)。
i为解离系数,蔗糖为1。
C为等渗溶液的浓度,单位为mol/L。
则:Ψπ=-0.008314×(273+t)×1×C (MPa)三:实验原料与器械实验原料:洋葱、0.1-0.6mol/L每个浓度的蔗糖溶液、1mol/L蔗糖溶液、lmol/L 硝酸钾溶液、lmol/L氯化钙溶液l。
探究细胞膜透性的实验方法细胞膜是细胞内与外环境之间的重要屏障,其透性在维持细胞正常功能中起着关键作用。
为了深入了解细胞膜的透性特性及相关生物学过程,科学家们经过长期的研究和实验,总结出一系列可行的实验方法。
本文将探究细胞膜透性的实验方法,从简单的渗透实验到更复杂的电生理试验,一一介绍其原理、步骤和实验装置。
一、渗透实验渗透实验是最常用的实验方法之一,通过观察物质在细胞膜中的渗透情况来判断细胞膜透性。
以下为一种常见的渗透实验方法:材料和仪器:1. 洋葱(或其他植物材料);2. 盐水;3. 显微镜。
步骤:1. 将洋葱切成薄片,并在显微镜下观察洋葱细胞;2. 将洋葱薄片放入一瓶盐水中,静置一段时间;3. 观察洋葱细胞在盐水中的变化。
原理:细胞膜是半透性膜,允许某些物质通过,而阻止其他物质进入或离开细胞。
在渗透实验中,通过将洋葱薄片放入盐水中,观察洋葱细胞对盐水的反应,可以判断盐水中溶质对细胞膜的渗透情况。
二、渗透压实验渗透压实验是通过比较溶液对细胞的渗透压差异来检测细胞膜透性的实验方法。
以下为常见的渗透压实验方法:材料和仪器:1. 鸡蛋(或其他植物或动物细胞);2. 不同浓度的蔗糖溶液;3. 显微镜。
步骤:1. 取一个鸡蛋,将蛋壳完整地取下,然后将蛋浆倒入一个容器中;2. 准备不同浓度的蔗糖溶液,分别注入鸡蛋的不同容器中;3. 等待一段时间后,观察鸡蛋在不同浓度蔗糖溶液中的变化。
原理:渗透压是溶液中溶质对溶剂渗透的压力,细胞膜是半透性,它具有选择性地控制物质的渗透。
在渗透压实验中,通过比较不同浓度蔗糖溶液对鸡蛋膜的渗透压差异,可以判定鸡蛋细胞膜的透性。
三、电生理实验电生理实验是一种更为精密和复杂的方法,利用细胞膜对离子的选择性渗透性来测量细胞膜电位和离子电流。
以下为常见的电生理实验方法:材料和仪器:1. 玻璃微电极(电位记录);2. 钳型电极(电流记录);3. 欧姆计;4. 基线电阻。
步骤:1. 制备玻璃微电极和钳型电极,并插入待测细胞;2. 通过欧姆计和基线电阻进行校准;3. 测量细胞膜的电位和离子电流。
实验一植物细胞渗透势的测定(质壁分离法)05级生科二班李月姣40508107一、实验目的:1、观察植物组织在不同浓度溶液中细胞质壁分离的产生过程;2、用质壁分离法测定植物组织渗透势。
二、实验原理:渗透势是水势的组分之一,是指由于细胞内溶质颗粒的存在而使水势下降的数值,纯水的渗透势为零,溶液的渗透势为负值。
植物细胞的渗透势是植物的一个重要生理指标,对于植物的水分代谢、生长及抗性都具有重要的意义。
常用于测定植物细胞与组织水势的方法有质壁分离法、冰点降低法、蒸汽压降低法等。
成熟植物细胞水势的组成:Ψ= Ψs+ Ψp1. Ψs 溶质势/渗透势由于溶液中溶质颗粒的存在而使水势降低的值。
纯水的溶质势为0,溶液的渗透势可根据V an‘t Hoff Equation计算:Ψs = - R TiC2. ψp 压力势压力势是指外界(如细胞壁)对细胞的压力而使水势增大的值。
一般情况下细胞处于膨胀状态,原生质体压迫细胞壁产生膨压,而细胞壁反过来反作用于原生质体使产生压力势。
当发生质壁分离时,ψp =0,这时Ψ= Ψs生活细胞的原生质膜是一种选择透性膜,可以看作是半透膜,它对于水是全透性的,而对于一些溶质如蔗糖的透性较低。
因此当把植物组织放在一定浓度的外液中,组织内外的水分便可通过原生质膜根据水势梯度的方向而发生水分的迁移,当外液浓度较高时(高渗溶液),细胞内的水分便向外渗出,引起质壁分离;而在外液浓度低时(低渗溶液),外液中的水则进入细胞内。
当细胞在一定浓度的外液中刚刚发生质壁分离时(初始质壁分离,质壁分离仅在细胞角隅处发生),细胞的压力势等于零,细胞的渗透势等于细胞的水势,也就等于外液的渗透势。
该溶液即称为细胞或组织的等渗溶液,其浓度称为等渗浓度。
三、实验仪器与试剂:1、实验仪器:显微镜,载玻片及盖玻片,镊子,刀片2、实验试剂:1 mol/L蔗糖溶液:配成0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60mol/L的蔗糖溶液各2ml3、实验材料:洋葱鳞茎四、实验步骤:1、分别配制0.20、0.25 、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60mol/L的蔗糖溶液各2ml于称量瓶中,混匀,编号。
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)植物细胞质膜透性的测定是一个很重要的实验,可以用于评估植物细胞受到环境影响的程度。
本文将介绍测定植物细胞质膜透性的一种方法——电导率法。
一、实验原理细胞膜是细胞的保护层,它与外部环境隔离,控制着物质的进出。
当受到外界刺激时,细胞膜的通透性会受到影响,导致细胞膜的电导率增加。
因此,用该方法可以测定细胞膜的透性。
实验中,我们将生理盐水中的细胞浸泡一段时间后,再将溶液中的电导率测定。
通过比较不同浓度或处理的细胞的电导率差异,可以评估细胞膜透性的变化。
二、实验步骤1.准备实验材料:生理盐水、青豆或其他细胞材料、电导率计和计量杯等实验器材。
2.将一定量的青豆或其他细胞材料放入生理盐水中,使其充分浸泡。
3.等待一定时间(如30分钟),直到细胞完全吸收生理盐水。
4.使用电导率计测量细胞浸泡后的生理盐水中的电导率。
5.重复上述步骤,对不同浓度或处理的细胞进行测定。
6.将测定结果进行比较,并评估细胞膜透性的变化。
三、实验注意事项1.为避免影响测定结果,应在室温下进行实验。
2.细胞样品应摆放平整,避免细胞受压。
3.电导率计应先进行零点校准,以确保测得的值准确。
4.测定细胞样品的时间和生理盐水的浸泡时间应相同。
5.不同浓度或处理的细胞宜使用相同的体积,使得测定结果可比较。
四、实验结果及分析实验结果将显示出不同处理下电导率的变化情况,通过比较可以得到不同浓度或处理的细胞膜透性的差异。
例如,如果处理后的细胞样品的电导率增加,则说明细胞膜透性增加,细胞受到的外部刺激大于未经处理的细胞。
通过这种方法,我们可以更加深入了解细胞膜的透性变化,并判断植物细胞对于环境变化的适应能力。
一、实验目的1. 了解电导法在植物逆境生理研究中的应用。
2. 掌握电导法测定植物细胞膜透性的原理和操作步骤。
3. 通过电导法,分析不同逆境条件下植物细胞膜透性的变化,探讨植物的抗逆性。
二、实验原理植物细胞膜是细胞与环境之间进行物质交换的主要通道,也是细胞感受环境胁迫最敏感的部位。
当植物受到逆境胁迫时,细胞膜的选择透过性会发生改变,导致细胞内物质(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,可以反映出质膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:小麦、玉米、大豆等植物叶片。
2. 实验仪器:电导率仪、电子天平、恒温箱、剪刀、纱布、无离子水、NaCl溶液等。
四、实验步骤1. 准备工作:将植物叶片用纱布擦拭干净,剪成适当大小,称取2g,放入烧杯中。
2. 设置实验组:将烧杯放入恒温箱中,分别设置不同逆境条件(如高温、低温、干旱、盐渍等),处理时间为24小时。
3. 对照组设置:将烧杯放入室温条件下,作为对照组。
4. 电导率测定:将处理后的叶片浸泡在无离子水中,待叶片恢复原状后,用电子天平称取2g,放入电导率仪的烧杯中,读取电导率。
5. 数据记录:记录不同逆境条件下植物叶片的电导率。
五、实验结果与分析1. 不同逆境条件下植物叶片的电导率变化:通过实验数据可以看出,在高温、低温、干旱、盐渍等逆境条件下,植物叶片的电导率均高于对照组,说明逆境胁迫导致植物细胞膜透性增大,电解质外渗。
2. 植物抗逆性分析:通过比较不同植物在相同逆境条件下的电导率变化,可以分析植物的抗逆性。
实验结果表明,小麦、玉米、大豆等植物在高温、低温、干旱、盐渍等逆境条件下的电导率依次增大,说明它们的抗逆性依次增强。
六、实验结论1. 电导法可以有效地测定植物细胞膜透性,为研究植物逆境生理提供了一种简便、快速的方法。
2. 植物在逆境条件下,细胞膜透性增大,电解质外渗,导致电导率升高。
45实验45 植物细胞质膜透性的测定(电导仪率法)作者:佚名资源来源:本站原创点击数:1933 更新时间:2008-5-26实验四十五植物细胞质膜透性的测定一、目的植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面,对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。
但植物常受到外界不良因子的影响,而不同植物种类其抗逆性则不同。
用电导仪率法测定植物质膜透性的变化,可作为植物抗逆性的生理指标之一。
本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响,并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。
二、原理植物细胞的细胞质由一层质膜包围着,这种质膜具有选择透性的独特功能。
植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。
各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。
如极端的温度、干旱、盐渍,重金属离子(如Cd2+等)和大气污染物(如SO2、HF、O3)等都会使质膜受到不同程度的损伤,其表现往往为细胞膜透性增大,细胞内部分电解质外渗,外液电导率增大。
该变化可用电导仪测定出来。
细胞膜透性变得愈大,表示受害愈重,抗性愈弱,反之则抗性愈强。
三、材料、仪器设备1. 材料:植物叶片。
2. 仪器设备:电导仪;电子天平;冰箱;真空泵;真空干燥器;恒温培养箱;电炉;50ml烧杯;50ml量筒;小镊子;纱布;表皿;滤纸条;镜头纸;剪刀;玻棒;胶头滴管;瓷盘。
四、实验步骤1. 清洗用具所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗,然后用自来水、蒸馏水洗3次,干燥后备用。
2. 实验材料的准备及处理选取叶龄相似的植物叶片,剪下后用湿布包住。
实验时用自来水将供试叶片冲洗,除去表面沾污物,再用蒸馏水冲洗1~2次,用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分,然后剪成约1cm2的小叶片(或用直径为1的打孔器钻取小园片),注意除掉大叶脉。
将剪下的小叶片混合均匀,快速称取鲜样三份,每份1g,分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。
作如下处理:A杯放入冰箱0℃以下作低温处理,处理15~30min后取出(供试叶片也可以在实验前低温处理好待用,处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定),加入蒸馏水50ml。
实验二植物细胞膜透性的测定——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过性能力,当植物体受到逆境影响时,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逆性栽培、育种上坚定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。
二、植物材料及仪器设备:1.植物材料:黄瓜叶片(完全培养下的黄瓜叶片和不同浓度铅溶液胁迫下的黄瓜叶片)2.仪器设备:冰箱、恒温箱、真空泵(附真空干燥器)1套、电导仪、恒温水浴箱、剪刀、打孔器、镊子、试管架、具塞普通试管5支、10ml移液管(或移液枪)、玻璃棒、吸球、洗瓶、滤纸、保鲜膜等。
三、实验步骤:1.清洗用具:实验所用的玻璃器皿用洗衣粉清洗→自来水洗干净→去离子水润洗→倒置在试管架上,备用。
2.将不同处理的黄瓜叶片分别用自来水洗干净并用去离子水润洗,再用洁净滤纸吸干表面水分。
用6~8min的打孔器避开主脉打取圆叶片(或切割成大小一致的叶块),每组叶片打取30片小圆片,分装在2支洁净的试管中,每管放15片。
3.在装有叶小圆片的试管加入15ml去离子水,用保鲜膜封口,并用解剖针将保鲜膜扎几孔(以防止叶圆片在抽气时翻出试管)以便抽气。
然后将试管放入真空干燥箱中用真空泵抽气10min,以抽出细胞间隙的空气,然后缓缓打开进气阀,空气重新进入干燥箱时水即被压入组织中而使叶片下沉(即水渗入细胞间隙,叶片变成半透明状,沉入水下)4.将以上试管置室温下30min,期间要多次摇动试管,促进水分交换。
5.30min后将各试管充分摇匀,用电导仪测其初电导值,同时测定去离子水的电导值作为空白对照组。
45实验45 植物细胞质膜透性的测定(电导仪率法)作者:佚名资源来源:本站原创点击数:1933 更新时间:2008-5-26实验四十五植物细胞质膜透性的测定一、目的植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面,对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。
但植物常受到外界不良因子的影响,而不同植物种类其抗逆性则不同。
用电导仪率法测定植物质膜透性的变化,可作为植物抗逆性的生理指标之一。
本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响,并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。
二、原理植物细胞的细胞质由一层质膜包围着,这种质膜具有选择透性的独特功能。
植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。
各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。
如极端的温度、干旱、盐渍,重金属离子(如Cd2+等)和大气污染物(如SO2、HF、O3)等都会使质膜受到不同程度的损伤,其表现往往为细胞膜透性增大,细胞内部分电解质外渗,外液电导率增大。
该变化可用电导仪测定出来。
细胞膜透性变得愈大,表示受害愈重,抗性愈弱,反之则抗性愈强。
三、材料、仪器设备1. 材料:植物叶片。
2. 仪器设备:电导仪;电子天平;冰箱;真空泵;真空干燥器;恒温培养箱;电炉;50ml烧杯;50ml量筒;小镊子;纱布;表皿;滤纸条;镜头纸;剪刀;玻棒;胶头滴管;瓷盘。
四、实验步骤1. 清洗用具所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗,然后用自来水、蒸馏水洗3次,干燥后备用。
2. 实验材料的准备及处理选取叶龄相似的植物叶片,剪下后用湿布包住。
实验时用自来水将供试叶片冲洗,除去表面沾污物,再用蒸馏水冲洗1~2次,用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分,然后剪成约1cm2的小叶片(或用直径为1的打孔器钻取小园片),注意除掉大叶脉。
将剪下的小叶片混合均匀,快速称取鲜样三份,每份1g,分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。
作如下处理:A杯放入冰箱0℃以下作低温处理,处理15~30min后取出(供试叶片也可以在实验前低温处理好待用,处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定),加入蒸馏水50ml。
植物生理生化实验原理和技术植物生理生化实验是研究植物生长、发育和代谢过程的重要手段,通过实验可以深入了解植物的生理生化特性,为植物科学研究提供重要数据和理论基础。
本文将介绍植物生理生化实验的原理和技术,帮助读者更好地理解和开展相关实验工作。
一、植物生理生化实验原理。
1. 细胞膜通透性实验原理。
细胞膜通透性是植物细胞内外物质交换的重要途径,可通过测定不同条件下细胞对离子、小分子物质的通透性来研究细胞膜的特性。
实验原理是利用渗透压差测定物质的渗透性,或通过测定不同条件下细胞内外离子浓度的变化来间接反映细胞膜通透性。
2. 光合作用速率测定原理。
光合作用是植物生长发育的重要能量来源,测定光合作用速率可了解植物对光合作用的适应能力和养分利用效率。
实验原理是通过测定单位时间内植物释放的氧气量或二氧化碳的吸收量来反映光合作用速率。
3. 酶活性测定原理。
酶是植物生理生化过程中的重要催化剂,测定酶活性可以了解植物代谢活动的强弱和酶的特性。
实验原理是通过测定单位时间内酶催化反应产物的生成量或底物的消耗量来反映酶的活性。
二、植物生理生化实验技术。
1. 细胞膜通透性实验技术。
(1)渗透压法,将不同渗透压溶液浸泡植物组织,测定不同条件下组织体积的变化,计算渗透系数。
(2)离子浓度法,测定不同条件下细胞内外离子浓度的变化,通过离子选择电极或离子色谱仪进行分析。
2. 光合作用速率测定技术。
(1)氧气释放法,将植物组织置于含有光源的水中,测定单位时间内水中氧气含量的变化。
(2)二氧化碳吸收法,将植物组织置于密闭容器中,测定单位时间内二氧化碳浓度的变化。
3. 酶活性测定技术。
(1)酶促反应法,将酶和底物混合反应一定时间后,通过比色法或荧光法测定反应产物的含量。
(2)酶抑制法,向酶底物混合液中加入不同浓度的抑制剂,测定酶活性的变化。
通过对植物生理生化实验原理和技术的了解,可以更好地开展相关实验工作,为植物科学研究提供可靠的数据和支持。
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。
实验四十五植物细胞质膜透性的测定一、目的植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面,对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。
但植物常受到外界不良因子的影响,而不同植物种类其抗逆性则不同。
用电导仪率法测定植物质膜透性的变化,可作为植物抗逆性的生理指标之一。
本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响,并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。
二、原理植物细胞的细胞质由一层质膜包围着,这种质膜具有选择透性的独特功能。
植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。
各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。
如极端的温度、干旱、盐渍,重金属离子(如Cd2+等)和大气污染物(如SO2、HF、O3)等都会使质膜受到不同程度的损伤,其表现往往为细胞膜透性增大,细胞内部分电解质外渗,外液电导率增大。
该变化可用电导仪测定出来。
细胞膜透性变得愈大,表示受害愈重,抗性愈弱,反之则抗性愈强。
三、材料、仪器设备1.材料:植物叶片。
2.仪器设备:电导仪;电子天平;冰箱;真空泵;真空干燥器;恒温培养箱;电炉;50ml 烧杯;50ml量筒;小镊子;纱布;表皿;滤纸条;镜头纸;剪刀;玻棒;胶头滴管;瓷盘。
四、实验步骤1.清洗用具所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗,然后用自来水、蒸馏水洗3次,干燥后备用。
2.实验材料的准备及处理选取叶龄相似的植物叶片,剪下后用湿布包住。
实验时用自来水将供试叶片冲洗,除去表面沾污物,再用蒸馏水冲洗1~2次,用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分,然后剪成约1cm2的小叶片(或用直径为1的打孔器钻取小园片),注意除掉大叶脉。
将剪下的小叶片混合均匀,快速称取鲜样三份,每份1g,分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。
作如下处理:A杯放入冰箱0℃以下作低温处理,处理15~30min后取出(供试叶片也可以在实验前低温处理好待用,处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定),加入蒸馏水50ml。
植物细胞质膜透性的测定
一、原理
植物细胞质膜:是指植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜。
这层膜主要由磷脂和蛋白质组成,具有选着透过性。
但是,在各种不良的外环境下,比如极端温度、干旱、重金属离子、大气污染物质等都会作用于这层膜,使膜受到不同程度的损伤。
这种损伤一般表现在膜的透性变大,使细胞内的电解质外渗,引起外液的电导率增大。
所以可以通过测定电导率的大小,推断外条件作用下膜透性变化的大小,间接反映植物细胞膜的受伤程度。
如果植物的抗性强,那么其在外条件作用下细胞膜的受伤害程度就小,膜的透性变化就越小,泡内电介质外渗就越少,外液的电导率就越小,反之越大。
生物膜:除了细胞质膜,还包括核膜、叶绿体膜、线粒体膜等细胞器的膜,统称为生物膜。
细胞质膜的作用:细胞质膜不仅仅是一种物理界线,还起着屏障作用,维持稳定的内环境,有选着地使物质进入或排除细胞质。
胞饮作用,即通过质膜向细胞内凹陷,而吞噬液体的过程。
吞噬作用,即通过质膜向细胞内凹陷,而吞噬固体小颗粒的过程。
扩散作用:是指物质从高浓度向低浓度自发移动的现象。
渗透作用:是指水分子通过选择透过性膜的扩散作用。
菲克第一定律
扩散速度与距离为∆x的两点之间不同物质的浓度差∆c s成正比。
公式如下:
J s=−D s ∆c s ∆x
J s:扩散速度,也叫转运速度、流量密度。
指单位时间内通过单位面积的物质的量。
单位为mol/(m2∙s)
D s:扩散系数,用来衡量物质通过某种特定介质的难易程度。
跟扩散物本身的大小、扩散介质和扩散体系的温度有关。
注意:负号表示运动方向顺着浓度梯度方向进行的。
电导
指电阻的倒数,可以用来表示导体的导电能力。
公式如下:
G=1
R
=
1
U
I
=
I
U
单位为Ω−1
电阻率
是指用来表示各种物质电阻特性的物理量。
某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米(m2)的导线在常温下(20℃时)的电阻,叫做这种材料的电阻率。
公式为:
R=ρl s
其中,R:电阻;ρ:电阻率;l:导线的长度;s:导线的横截面积
电阻率的单位是欧姆·米(Ω∙s)。
电导率
指电阻率的倒数。
即当导线的面积为1m2、长度为1m时具有的电导。
公式为:
κ=1
ρ
=
1
Rs
l
=
l
Rs
=G
l
s
κ:电导率;G:电导
摩尔电导率
在相距为1 m的两个平行电极之间,放置含有1 mol电解质的溶液,这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率。
公式为:
Λ=κn=vκc
Λ:摩尔电导率;κ:电导率;n:电解质的物质的量;c:溶液中电解质的浓度(mol∙m3)V:电解质溶液的体积(m3)
影响电阻率的因素
电解质溶液的电导率的大小主要取决于两方面:
1、离子的多少(mol)
2、离子的运动速度(V)
注:温度:通过影响离子的运动速率V来影响电导率:温度越大,离子速度V越大,电导率越大。
溶液的粘性:粘性大,速度V越小,电导率越小。
水化离子半径:半径越大,运动受到的阻力越大,运动速度越小,电导率越小。
离子价数:离子价数越大,运动速度V越大,电导率越大。
电导率与浓度的关系
1、强电解质
强电解质溶液的电导率随着浓度的增加,首先是增加,达到一极大值,然后随着浓度的增加反而下降。
这是因为开始浓度增加时电解质的离子数数目增多引起电导率增加,当浓度增加到一定程度后,离子间的相互作用增强,使离子运动的速度降低,其电导率反而下降。
2、弱电解质
弱电解质溶液的电导率随着浓度变化不明显,因为浓度增加时弱电解质的电离度减少,溶液中起导电作用的粒子数目变化不大。
3、中性盐
中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高。
二、仪器
电导仪、电子电平、真空泵、干燥器、恒温培养箱、电子炉、剪刀、烧杯、小镊子等
三、步骤
1、清洗所有要用到的玻璃用具,先用洗衣液或是洗衣粉清洗干净,然后用蒸馏水冲洗3次,干燥后再用。
2、如果做的是对比实验,则采样时,应该采叶龄一样的、大小一样的、颜色一样的、健康不感虫的叶片。
3、采集的样本叶片要及时清除掉表面的脏污物,具体操作是:先用自来水清洗干净,清洗时要小心,最好不要刮烂叶片;接着用蒸馏水冲洗3次;最后常温晾干。
4、去除叶片的大叶脉,这是因为叶脉是死细胞,细胞中已经没有电解质;假如用含有叶脉的叶片来做试验,如果做实验用的处理间的叶片含有的叶脉量一样,那么试验的结果还是可靠的、也可比的,但万一处理间的叶片含有的叶脉量不一样,那么试验的结果就是不可靠的、不可比的;所以为了可靠性和可比性,最好是不用带有叶脉的叶片做实验。
5、把叶片剪碎成1m2的碎片,混匀碎片。
6、每种处理称取1-4g放入烧杯中,烧杯要大于50ml但也不要太大,不然不易电导率的测定,烧杯标签要和处理对应上,不要弄混。
7、向烧杯中加入50ml蒸馏水。
8、把烧杯放入真空泵中抽气15-30 min,然后缓慢放入空气。
9、取出烧杯,直接测定电导率。
注意:
1、空白对照必须做,具体操作:在烧杯中加入50ml蒸馏水,但不加入样品,接着进行第
8、9步操作。
2、如果要计算相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对值,则要对相应的处理做煮沸处理,具体操作是:称取同样重量的样品,放入烧杯中,加入50ml蒸馏水,称量此时的烧杯重量,然后把烧杯置于电炉上加热至沸腾,沸腾10-15min后停止加热,待冷却后,称量烧杯的重量并用蒸馏水补加到原来的重量,接着进行第8、9步的操作。
3、处理对照,即如果要计算样品的不同处理(比如感病植株叶片、转基因植株叶片)相对于样品的正常处理(比如健康植株叶片)的相对电导率,则这里的处理对照就是正常植株叶片,具体操作:按照上面的1至9步骤进行。
四、数据处理
这里包括数据的记录,以及数据的一些简单计算处理。
数据记录表
计算公式
实际电导率
实际电导率=处理的观测电导率-空白对照的观测电导率相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对外渗率
相对外渗率=处理电导率−空白对照电导率煮沸电导率−空白对照电导率
样品的不同处理(比如感病植株叶片、转基因植株叶片)相对于样品的正常处理(比如健康植株叶片)的相对外渗率
相对外渗率=
处理电导率−空白对照电导率处理对照电导率−空白对照电导率。