植物生理学实验教案
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植物生理实验设计教案一、引言植物生理实验对于深入理解植物生长和发育过程以及适应环境的机制非常重要。
在本教案中,我们将设计一套植物生理实验,旨在帮助学生掌握实验设计的基本原则,并了解与植物生理研究相关的关键概念和方法。
二、实验目标通过本次实验,学生将能够:1.了解植物光合作用和呼吸作用的基本原理;2.掌握测量光合速率和呼吸速率的方法;3.分析不同环境因素对光合速率和呼吸速率的影响。
三、材料与方法3.1 实验材料- 绿豆种子- 高亮度LED灯或日之光灯- 红外线传感器或氧气电极(用于测量呼吸作用)- 温度计- 培养皿、试管等容器3.2 实验步骤步骤一:准备工作1.将绿豆种子置于湿润纸巾中,在28℃温室条件下孵化48小时。
2.为每组设置相同数量和大小且发芽良好的绿豆苗。
步骤二:测量光合速率1.在白天,将绿豆苗放置于明亮环境下。
2.使用红外线传感器或氧气电极测量植物产生的氧气含量,以确定光合速率。
步骤三:测量呼吸速率1.在黑暗条件下,将绿豆苗放置于容器中,并覆盖密封。
2.使用红外线传感器或氧气电极测量容器中的氧含量变化,以确定呼吸速率。
步骤四:控制实验条件1.对比不同光照强度、温度等因素对光合作用和呼吸作用的影响。
2.通过改变以上因素,并重复上述步骤二和三来收集数据和分析结果。
四、实验原理4.1 光合作用:植物通过叶绿体进行光合作用,利用光能转化为化学能(ATP)和还原力(NADPH),并产生有机物质。
其中主要反应是类肌球蛋白组织I(PSI)和II (PSII)之间的非循环相连反应链。
4.2 呼吸作用:植物通过线粒体进行呼吸作用,将有机物质氧化为二氧化碳和水,并释放能量(ATP)。
其中主要反应是在线粒体内部通过三脱酸核苷酸电子传递链完成的。
五、预期结果与讨论根据光合速率和呼吸速率的测量结果,我们可以得出以下结论:1. 光照强度对光合速率影响显著。
随着光照强度的增加,植物的光合速率也会增加。
然而,在某一临界点之后,进一步增加光照强度将不再对光合速率产生明显影响。
植物生理学实验技术教学设计简介植物生理学是研究植物生命过程的科学,其研究的主要内容涉及植物的生长、发育、代谢、形态、生殖、环境适应等方面。
在植物生理学的教学中,实验是非常重要的环节之一,通过实验可以让学生深入理解生理现象和生理过程,提高学生的动手能力和实际应用能力。
本文将介绍植物生理学实验技术教学设计的相关内容,包括实验内容、教学目的、实验流程和实验结果等。
实验内容实验一:植物的生长与发育规律实验教学目的通过对植物生长发育规律的研究,掌握植物的生长发育过程,了解植物生长规律,提高学生的实验操作能力。
实验材料鸡冠菊种子、土壤、光蒸馏水、培养皿、草木灰实验步骤1.准备工作:将培养皿洗净,加入草木灰和土壤,混匀后均匀铺在培养皿底部,浇入适量的光蒸馏水。
2.将鸡冠菊种子放在培养皿中,将其放置在适当的光照下,观察和摄影记录植物的生长过程。
3.实验结束后,观察和测量植物的生长高度和重量,分析和总结实验结果。
实验结果通过本次实验,可以深入了解植物的生长发育规律,并掌握实验操作技能。
实验二:植物的代谢实验教学目的通过研究植物的代谢过程,掌握植物的营养生理过程,了解植物维持生命的物质基础,提高学生的实验操作技能。
实验材料萝卜、活性炭、硫酸铁实验步骤1.准备工作:将萝卜切成薄片,用活性炭吸附其中的氢气,再用硫酸铁测定其中铁离子的含量。
2.将萝卜薄片放入活性炭中,观察和记录在不同时间内样品中酒精的浓度变化。
3.实验结束后,观察和测量植物的代谢产物含量,分析和总结实验结果。
实验结果通过本次实验,可以深入了解植物的代谢过程,掌握实验操作技能。
实验流程以下是本次实验的流程图:流程图流程图总结植物生理学实验技术教学是植物生理学教学中非常重要的一环。
通过实验可以深入了解生理现象和生理过程,同时也可以提高学生的动手能力和实际应用能力。
本文介绍了植物生长与发育规律实验和植物代谢实验的教学设计,其中包括实验材料、教学目的、实验步骤和实验结果等。
植物生理学教案——植物体内有机物的运输教学目标:1. 了解植物体内有机物的运输途径和机制;2. 掌握植物体内有机物的运输方式和过程;3. 能够运用所学知识解释生活中有关植物体内有机物运输的现象。
教学重点:1. 植物体内有机物的运输途径;2. 植物体内有机物的运输机制。
教学难点:1. 植物体内有机物的运输过程;2. 生活现象与植物体内有机物运输的联系。
第一章:植物体内有机物的运输概述1.1 植物体内有机物的运输定义1.2 植物体内有机物的运输重要性1.3 植物体内有机物的运输研究意义第二章:植物体内有机物的运输途径2.1 木质部运输途径2.2 韧皮部运输途径2.3 细胞间隙运输途径第三章:植物体内有机物的运输机制3.1 被动运输机制3.2 主动运输机制3.3 协助扩散运输机制第四章:植物体内有机物的运输过程4.1 合成与储存过程4.2 加载与卸载过程4.3 运输与分配过程第五章:生活现象与植物体内有机物运输的联系5.1 植物生长与有机物运输5.2 果实成熟与有机物运输5.3 植物抗逆与有机物运输教学方法:1. 采用多媒体课件进行教学,直观展示植物体内有机物的运输过程;2. 结合生活实例,引导学生理解植物体内有机物运输的重要性;3. 开展课堂讨论,激发学生对植物体内有机物运输的兴趣和探究欲望。
教学评价:1. 课堂提问:检查学生对植物体内有机物运输的基本概念的理解;2. 课后作业:巩固学生对植物体内有机物运输的知识;3. 课程论文:培养学生运用所学知识分析生活现象的能力。
第六章:植物体内有机物的运输实例分析6.1 实例一:筛管与韧皮部的有机物运输6.2 实例二:木质部中的水分与无机盐运输6.3 实例三:顶端优势与有机物运输第七章:环境因素对植物体内有机物运输的影响7.1 温度对植物体内有机物运输的影响7.2 光照对植物体内有机物运输的影响7.3 水分对植物体内有机物运输的影响第八章:植物体内有机物运输与农业生产8.1 有机物运输与作物产量8.2 有机物运输与作物品质8.3 有机物运输与农业施肥第九章:植物体内有机物运输的科研方法9.1 实验设计:如何研究植物体内有机物运输9.2 观察方法:显微镜观察植物体内有机物运输9.3 测定技术:有机物运输的定量分析第十章:植物体内有机物运输的前沿领域10.1 植物体内有机物运输的分子机制10.2 植物体内有机物运输的基因调控10.3 植物体内有机物运输的生物技术应用教学方法:1. 结合具体实例,分析植物体内有机物运输的实际情况;2. 通过讨论和实验,探究环境因素对植物体内有机物运输的影响;3. 联系农业生产,了解植物体内有机物运输在实际生产中的应用;4. 利用科研方法,培养学生对植物体内有机物运输研究的兴趣;5. 关注前沿领域,引导学生了解植物体内有机物运输的最新发展。
植物生理学教案教案标题:植物生理学教学目标:1. 了解植物生理学的基本概念和重要性。
2. 掌握植物的生长和发育过程以及与环境因素的关系。
3. 理解植物的营养需求和光合作用过程。
教学重点:1. 植物的生长和发育过程。
2. 植物对环境因素的反应和适应能力。
3. 植物的营养需求和光合作用的原理。
教学准备:1. 教学资料:教科书、课件、多媒体设备等。
2. 实验设备:显微镜、植物生长箱等。
3. 实验材料:植物样本、培养基等。
教学过程:一、导入(5分钟)利用引人入胜的故事或实例,向学生介绍植物生理学的重要性和应用领域。
二、知识讲解(15分钟)1. 植物的生长和发育过程:种子萌发、幼苗生长、成株发育等。
2. 植物对环境因素的反应和适应能力:光、温度、水分、土壤矿质等。
3. 植物的营养需求和光合作用的原理:养分吸收、运输和利用过程。
三、实验演示(20分钟)1. 示范种子萌发实验:使用显微镜观察种子的发育过程。
2. 示范温度对植物生长的影响实验:设置不同温度条件下的植物生长箱,观察植物的生长情况。
3. 示范养分供应对光合作用的影响实验:在不同营养培养基上培养植物,观察光合作用的效果。
四、讨论与总结(10分钟)与学生进行讨论,回答他们对实验中观察到的现象和原理的疑问。
总结重点概念和实验结果。
五、拓展延伸(10分钟)引导学生思考和探究植物生理学在农业、园艺、药学等领域的应用,展示相关案例或实践经验。
六、作业布置(5分钟)要求学生完成相关阅读和实验报告,以巩固所学内容并培养科学思维能力。
教学反思:教学过程中应注意实验的设计和操作,确保实验过程的安全和有效性。
同时,适时调整教学方法,激发学生的兴趣和参与度。
山西大同大学生命科学学院教案课程名称:植物生理学实验教材名称:《植物生理学实验指导》授课对象:生物科学专业本科生授课学期:2012~2013学年第二学期讲课学时:36学时授课教师:李侠技术职务:讲师工作单位:山西大同大学生命科学学院编写时间:2012年审阅意见:实验一、植物细胞的质壁分离及死活鉴定(3课时,选做)【原理】中性红是常用的活体染料之一,它是一种弱碱性 pH 指示剂,变色范围 pH6.4~8.0之间(由红变黄)。
在中性或微碱性环境中,植物的活细胞能大量吸收中性红并向液泡中排泌,由于液泡在一般情况下呈酸性反应,因此,进入液泡的中性红便解离出大量阳离子而呈现樱桃红色,在这种情况下,原生质和细胞壁一般不着色;死细胞由于原生质变性凝固,细胞液不能维持在液泡内,因此,用中性红染色后,不产生液泡着色现象,相反,中性红的阳离子,却与带有一定负电荷的原生质及细胞核结合,而使原生质与细胞核染色。
成长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)有分别透性,细胞内部含有一个中央液泡,构成液泡的细胞液具有一定的溶质势。
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,其后,当与清水或低渗溶液(即水势较高的溶液)接触,或当外面的溶质进入细胞时,具有液泡的原生质体重新吸水而发生质壁分离复原。
植物细胞常因原生质和细胞壁结合的紧密程度或原生质的粘性大小而表现不同的质壁分离形式。
质壁分离主要有两种形式:凸形和凹形,有时把严重的凹形质壁分离叫做痉挛形质壁分离。
质壁分离最初由凹形开始,以后或保持这一形式,或逐渐转为凸形。
保持凹形质壁分离的时间长短与原生质的粘性关系很大,凡是原生质粘性大的,能维持较长时间的凹形,甚至成为痉挛形,而原生质粘性很低的,则较快地转为凸形质壁分离。
本实验将观察由于Ca2+、K+对原生质粘性的不同影响而发生不同形式的质壁分离现象。
植物的生理生态学实验教学备课教案植物的营养与适应性实验植物的生理生态学实验教学备课教案:植物的营养与适应性实验前言:植物的生理生态学是植物科学的重要分支之一。
了解植物的营养与适应性是深入了解植物生长、发育以及其与环境的相互作用的必要前提。
本教案旨在通过实验教学的方式,帮助学生更加深入地理解植物的生理生态学知识,提高他们的实验能力和科学思维。
教学背景与目标:植物的生理生态学实验教学是高中生物课程中的一项重要内容。
通过该实验,学生将学习植物的营养需求、适应性以及与环境之间的相互关系,提高他们的实验设计与操作能力,加深对植物的生理生态学概念的理解。
教学内容:本次实验教学的重点是植物的营养与适应性。
通过进行一系列实验,学生将探究以下内容:1. 实验一:光合作用的影响因素实验目的:探究光合作用对植物生长的影响,并了解各种环境因素对光合作用的影响。
实验步骤:a. 准备控制组与实验组的植物样本;b. 将实验组植物暴露在不同光照条件下,记录植物的生长情况;c. 观察并记录实验结果,分析不同光照条件对植物生长的影响。
2. 实验二:水分对植物生长的影响实验目的:探究水分对植物生长的影响,并了解植物的适应机制。
实验步骤:a. 准备控制组和实验组的植物样本;b. 给实验组植物施加不同水分条件,并记录植物的生长情况;c. 观察并记录实验结果,分析不同水分条件对植物生长的影响。
3. 实验三:土壤类型对植物生长的影响实验目的:探究不同土壤类型对植物生长的影响,并了解土壤与植物的相互作用。
实验步骤:a. 准备不同类型的土壤样本;b. 将植物分别种植在不同类型的土壤中,并记录植物的生长情况;c. 观察并记录实验结果,分析不同土壤类型对植物生长的影响。
4. 实验四:温度对植物生长的影响实验目的:探究温度对植物生长的影响,并了解植物的适应机制。
实验步骤:a. 准备控制组和实验组的植物样本;b. 提供不同温度条件给实验组植物,并记录植物的生长情况;c. 观察并记录实验结果,分析不同温度条件对植物生长的影响。
研究生植物生理学实验教案教师:***农学院生物技术系实验一 植物抗氧化酶活性的测定植物抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD )、过氧化氢酶(CAT )、过氧化物酶(POD )等。
它们普遍存在于植物的各种组织中,可以通过催化植物体内的活性氧,防止发生氧化反应。
所以抗氧化酶活性与植物的代谢强度及逆境适应能力有密切关系,经常被用来衡量植物的抗性强弱和衰老程度。
一、超氧化物岐化酶活性测定超氧物歧化酶(SOD )普遍存在于动、植物体内,是一种清除超氧阴离子自由基(•2O )的酶,它催化下列反应:2反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。
因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。
已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系,故成为植物逆境生理学的重要研究对象。
【原理】本实验依据超氧物歧化酶抑制氮蓝四唑(NBT )在光下的还原作用来确定酶活性大小。
在有可氧化物质存在下,核黄素可被光还原,被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生•2O ,•2O 可将氮蓝四唑还原为蓝色的甲。
后者在560nm 处有最大吸收,而SOD 可清除•2O 从而抑制了甲的形成。
于是光还原反应后,反应液蓝色愈深,说明酶活性愈低,反之酶活性愈高。
一个酶活性单位定义为将NBT 的还原抑制到对照一半(50%)时所需的酶量,据此可以计算出酶活性大小。
【仪器与用具】高速台式离心机;分光光度计;微量进样器;荧光灯(反应试管处光照强度为4000lx );试管数支;黑色硬纸套。
【试剂】1.50mmol/L 磷酸缓冲液(pH7.8)。
2.提取介质50mmol/L pH7.8磷酸缓冲液(内含1%聚乙烯吡咯烷酮)。
3.130mmol/L 甲硫氨酸(Met )溶液:称取1.939 9g Met 用磷酸缓冲液定容至100ml 。
4.750μmol/L 氮蓝四唑(NBT )溶液:称取61.33mg NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml ,现配先用,避光保存。
植物生理实验设计教案1.实验目的:探究植物生理过程中的一些基本原理和机制,加深对植物生理学的理解,培养学生的实验设计和操作能力。
2.实验内容:2.1光合作用速率的测定2.2呼吸速率的测定2.3水分蒸腾速率的测定2.4叶片光合色素的分析2.5酶活性的测定2.6激素对种子萌发的影响2.7pH值对酶活性的影响3.实验设计:3.1光合作用速率的测定材料:仙人掌叶片、架子、烧瓶、温度计、草绿素提取液步骤:1)在室内清洁的光线条件下获取仙人掌叶片,放置于烧瓶中;2)把烧瓶悬挂在架子上,将草绿素提取液放入烧瓶中;3)观察烧瓶中气泡的数量和大小,测量温度,记录数据;4)改变光照的强度和时间,观察气泡的变化。
3.2呼吸速率的测定材料:豆苗、封闭室、酒精灯、计时器步骤:1)在室内清洁的环境下,准备豆苗;2)在封闭室中放入豆苗,盖上盖子;3)在封闭室内放置酒精灯,进行燃烧,同时计时;4)观察封闭室内空气的变化,记录时间。
3.3水分蒸腾速率的测定材料:其他维管植物叶片、测量器、烧杯、电子天平步骤:1)准备其他维管植物叶片,称量叶片的质量;2)放置于烧杯中,测量烧杯的质量;3)将烧杯放入测量器中,记录初始质量,放置一段时间后,再次记录质量;4)根据质量的变化计算水分蒸腾速率。
3.4叶片光合色素的分析材料:维管植物叶片、70%酒精、束丝菌素、手套、玻璃管、流动相步骤:1)收集维管植物叶片,将叶片放入70%酒精中,研磨成均匀的浆状物;2)将浆状物过滤,得到植物的粗提液;3)将提取液注入试管中,配制出不同浓度的标准曲线;4)通过吸光度计测定不同浓度下的吸光度,绘制标准曲线;5)测定待测样品的吸光度,根据标准曲线计算叶片光合色素的含量。
3.5酶活性的测定材料:酶提取液、底物液、探针、试管、试管夹步骤:1)准备酶提取液和底物液,并测定其初始浓度;2)将酶提取液和底物液混合,放入试管中;3)使用探针测定试管中的浓度变化,记录时间和数据;4)计算酶的活性。
高中生物教学备课教案植物生理实验设计一、实验目的本实验旨在通过对植物生理过程的观察和实验操作,培养学生的动手能力和实验设计能力,使其了解植物生长与环境因素之间的关系。
二、实验原理植物生理实验设计的基础原理主要包括光合作用、呼吸作用、光周期等方面。
通过调整实验条件,观察植物的生理反应,可以进一步认识植物如何适应不同的环境因素。
三、实验材料和仪器1. 实验材料- 小麦种子- 温水- 盐水- 滤纸- 秤- 温度计2. 实验仪器- 烧杯- 滴定管- 试管- 显微镜- 培养皿四、实验设计1. 实验一:光合作用的影响步骤:- 选取相同大小的小麦种子,分成两组。
- 第一组置于光照充足的环境下,第二组置于没有光照的环境下。
- 观察并记录两组小麦种子的发芽情况和植株生长情况。
结果分析:通过对比两组小麦种子的发芽情况和植株生长情况,可以得出在光照充足的环境下,植物进行光合作用能够促进植物的生长。
2. 实验二:温度对呼吸作用的影响步骤:- 在两个试管中分别加入温水和冷水,并分别将温度记录在试管外侧。
- 将相同大小的小麦种子分别放入温水和冷水中浸泡30分钟,然后取出放置在培养皿内。
- 观察并记录两组小麦种子的发芽情况和生长情况。
结果分析:比较两组小麦种子的发芽情况和生长情况,可以得出温度对植物的呼吸作用有一定影响,较高的温度有助于促进呼吸作用。
3. 实验三:盐水浓度对植物生长的影响步骤:- 准备不同浓度的盐水溶液,如0.1%,0.5%,1%等。
- 将相同大小的小麦种子分别浸泡在不同浓度的盐水溶液中。
- 观察并记录种子的发芽情况和生长情况。
结果分析:通过对比不同浓度盐水溶液中种子的发芽情况和生长情况,可以得出过高的盐浓度会对植物的生长产生负面影响,而适度的盐浓度有助于植物的生长。
五、实验纪录及总结将实验设计、实验过程、结果记录于实验报告中,对结果进行分析总结,并注明实验中遇到的问题及改进的方法。
六、拓展实验学生可自行设计并进行拓展实验,如观察光周期对植物生长的影响、不同颜色光对光合作用的影响等。
植物生理学实验教案实验指导书:候书林主编. 植物生理学实验指导.科学出版社,2004 实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法实验二、植物组织水势测定-小液流法实验三、叶绿体色素的提取与分离及理化性质鉴定实验四、叶绿素a,b 含量测定实验五、植物体内几种呼吸酶的测定实验六、植物叶面积测定实验七、植物根系对离子的选择性吸收实验八、叶片光合速率的测定及光合仪的使用实验九、种子活力的快速测定实验十、植物组织可溶性糖含量的测定实验十一、低温对植物的伤害实验十二、丙二醛含量的测定实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法[原理]将植物组织置于对其无毒害的一系列不同浓度的溶液里处理一定时间,然后镜检发生质壁分离的细胞数,通常视野中有50%的细胞发生质壁分离时定为初始质壁分离,细胞初始质壁分离时压力势为零,因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称之为等渗溶液,其溶液具有的渗透势即为细胞的渗透势。
由于很难正好找到引起50%细胞发生质壁分离的浓度。
因此通常用插值法求得等渗溶液浓度,代入公式即可计算渗透势。
[器材与试剂]器材:显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,培养皿(或具塞试管),记号笔,滴管。
试剂:蔗糖。
[方法与步骤]1. 配制0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mol蔗糖/L水的质量摩尔浓度,贮6个试剂瓶中,必要时配制溶液浓度的相差可≤0.05mol蔗糖/L水。
2. 取6套干净清洁的小培养皿,用记号笔编号,将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序倒入各个培养皿中使成一薄层,盖好皿盖。
3. 将带有色素的植物组织或叶片(可选用有色素的洋葱鳞片的外表皮,紫鸭跖草,蚕豆,小麦,玉米等叶的表皮)撕取表皮迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中,每个培养皿中放材料3个左右,使其完全浸没,浸泡20-40分钟。
4. 到时后,取出表皮,放在载玻片上,滴一滴相同浓度的蔗糖,盖上盖玻片,在显微镜下观察质壁分离的细胞数和细胞总数,直接或间接(插值法)地找出引起50%细胞发生质壁分离的外界溶液浓度,即为细胞渗透浓度值。
初中植物三大作用实验教案一、教学目标1. 让学生了解植物的三大生理作用(光合作用、呼吸作用、蒸腾作用)的基本概念。
2. 通过实验,让学生掌握各生理作用的原理和现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力,提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 光合作用实验:绿叶在光下制造有机物2. 呼吸作用实验:探究植物的呼吸作用3. 蒸腾作用实验:观察植物的蒸腾作用三、实验材料1. 光合作用实验:绿叶植物、酒精、碘液、载玻片、显微镜等。
2. 呼吸作用实验:盆栽植物、澄清石灰水、滴管等。
3. 蒸腾作用实验:盆栽植物、透明塑料袋、温度计、湿度计等。
四、实验步骤1. 光合作用实验:(1)暗处理:将绿叶植物放在黑暗环境中一昼夜,以消耗掉叶片中的有机物。
(2)叶片处理:用刀片将叶片切下,放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶片中的叶绿素溶解到酒精中,叶片变成黄白色。
(3)染色:用碘液染色,观察叶片颜色变化,判断光合作用的产物。
(4)观察:使用显微镜观察叶片结构,了解光合作用的场所。
2. 呼吸作用实验:(1)暗处理:将盆栽植物放在黑暗环境中一昼夜,以消耗掉叶片中的有机物。
(2)实验操作:将澄清石灰水倒入盆栽植物的盆中,用滴管吸取盆中的石灰水,滴入澄清石灰水中,观察石灰水的浑浊程度,判断呼吸作用的产物。
3. 蒸腾作用实验:(1)暗处理:将盆栽植物放在黑暗环境中一昼夜,以消耗掉叶片中的有机物。
(2)实验操作:用透明塑料袋将盆栽植物包裹起来,确保塑料袋紧贴植物表面。
(3)观察:定时观察塑料袋内壁上的水珠,记录水珠数量,判断蒸腾作用的强度。
五、实验总结1. 光合作用:绿叶在光下制造有机物,释放氧气,为植物提供能量。
2. 呼吸作用:植物在黑暗环境中,消耗有机物,释放二氧化碳,为植物提供能量。
3. 蒸腾作用:植物通过气孔释放水蒸气,调节植物体内水分平衡,促进水分和养分的运输。
六、实验拓展1. 探讨光合作用、呼吸作用、蒸腾作用之间的关系。
植物生理学实验教案实验指导书:候书林主编. 植物生理学实验指导.科学出版社,2004 实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法实验二、植物组织水势测定-小液流法实验三、叶绿体色素的提取与分离及理化性质鉴定实验四、叶绿素a,b 含量测定实验五、植物体内几种呼吸酶的测定实验六、植物叶面积测定实验七、植物根系对离子的选择性吸收实验八、叶片光合速率的测定及光合仪的使用实验九、种子活力的快速测定实验十、植物组织可溶性糖含量的测定实验十一、低温对植物的伤害实验十二、丙二醛含量的测定实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法[原理]将植物组织置于对其无毒害的一系列不同浓度的溶液里处理一定时间,然后镜检发生质壁分离的细胞数,通常视野中有50%的细胞发生质壁分离时定为初始质壁分离,细胞初始质壁分离时压力势为零,因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称之为等渗溶液,其溶液具有的渗透势即为细胞的渗透势。
由于很难正好找到引起50%细胞发生质壁分离的浓度。
因此通常用插值法求得等渗溶液浓度,代入公式即可计算渗透势。
[器材与试剂]器材:显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,培养皿(或具塞试管),记号笔,滴管。
试剂:蔗糖。
[方法与步骤]1. 配制0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mol蔗糖/L水的质量摩尔浓度,贮6个试剂瓶中,必要时配制溶液浓度的相差可≤0.05mol蔗糖/L水。
2. 取6套干净清洁的小培养皿,用记号笔编号,将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序倒入各个培养皿中使成一薄层,盖好皿盖。
3. 将带有色素的植物组织或叶片(可选用有色素的洋葱鳞片的外表皮,紫鸭跖草,蚕豆,小麦,玉米等叶的表皮)撕取表皮迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中,每个培养皿中放材料3个左右,使其完全浸没,浸泡20-40分钟。
4. 到时后,取出表皮,放在载玻片上,滴一滴相同浓度的蔗糖,盖上盖玻片,在显微镜下观察质壁分离的细胞数和细胞总数,直接或间接(插值法)地找出引起50%细胞发生质壁分离的外界溶液浓度,即为细胞渗透浓度值。
插值法求细胞渗透浓度的公式为:式中O g为细胞的渗透浓度,mg1为引起p1质壁分离的浓度m2为引起P2质壁分离的浓度,P1为由m1溶液引起质壁分离百分数,p2为由m2溶液引起质壁分离的百分数。
求得O g按下式计算渗透势ψπ =-iRTO gψπ为细胞渗透势(bar);R为气体常数(0.083bar L/mol·K);T为绝对温度(273+t℃);i 等渗系数,蔗糖为1。
【思考题】1.配制蔗糖溶液时为何用质量摩尔浓度(mol/kg H2O)而不用容积摩尔浓度mol/L?2.某植物叶片吸水饱和时的渗透势经测定为-0.8MPa,又用质壁分离法测出其渗透势为-0.9MPa,请计算质壁分离状态的细胞液体积相当于饱和时的百分数。
实验二植物组织水势的测定(小液流法)一、原理将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中,当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时,则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。
因溶液的浓度是已知的,可以根据公式算出其渗透压,取其负值,为溶液的渗透势(ψπ),即代表植物的水势(ψw)(waterpotential)。
ψw=ψπ=-P=-CRT(大气压)二、材料、仪器设备及试剂(一)材料:小白菜、菠菜、油菜或其它作物叶片(二)仪器设备:1.带塞青霉素小瓶12个;2.带有橡皮管的注射针头;3.镊子;4.打孔器5.培养皿。
(三)试剂:1.0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液;2.甲烯蓝粉末。
三、实验步骤(一)取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组,各瓶中分别加入0.05~0.30mol/L 蔗糖溶液约4ml(约为青霉素瓶的2/3处),另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组,各瓶中分别加入0.05~0.30mol/L蔗糖溶液1ml和微量甲烯蓝粉末着色,上述各瓶加标签注明浓度。
(二)取待测样品的功能叶数片,用打孔器打取小圆片约50片,放至培养皿中,混合均匀。
用镊子分别夹入5~8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中(乙组)。
盖上瓶塞,并使叶圆片全部浸没于溶液中。
放置约30~60min,为加速水分平衡,应经常摇动小瓶。
(三)经一定时间后,用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许,将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部,小心地放出少量液流,观察蓝色液流的升降动向。
(每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头)。
如此方法检查各瓶中液流的升降动向。
若液流上升,说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小(即植物组织失水);表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势;如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势,若蓝色液流静止不动,则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势,此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度四、结果计算将求得的等渗浓度值代入如下公式:ψw=ψπ=-CRTi×1.013×0.1。
式中:ψw=植物组织的水势(单位:Mpa)ψπ=溶液的渗透势C=等渗浓度(mol/L)R=气体常数(0.008314MPa/L/mol/K)T=绝对温度i=解离系数(蔗糖=1,CaCl2=2.60)1大气压=1.013=0.1MPa。
【注意事项】1.1所取材料在植株上的部位要一致,打取叶圆片要避开主脉和伤口。
2.2取材以及打取叶圆片的过程操作要迅速,以免失水。
3.3带有结晶水的甲烯蓝不易溶于CaCl2溶液,可在100℃下烘干成无水甲烯蓝粉末使用。
实验三叶绿体色素的提取分离和理化性质一、叶绿体色素的提取与分离【原理】叶绿体中含有绿色素(包括叶绿素a和叶绿素b)和黄色素(包括胡萝卜素和叶黄素)两大类。
它们与类囊体膜上的蛋白质相结合,而成为色素蛋白复合体,这两类色素都不溶于水,而溶于有机溶剂,故可用乙醇或丙酮等有机溶剂提取。
提取液可用色层分析的原理加以分离。
因吸附剂对不同物质的吸附力不同,当用适当的溶剂推动时,混合物中各成分在两相(流动相和固定相)间具有不同的分配系数,所以它们的移动速度不同,经过一定时间层析后,便将混合色素分离。
【仪器与用具】研钵2套;漏斗;100ml三角瓶;玻璃棒;剪刀;滴管;培养皿(直径11cm);康维皿或平底短玻管(也可用塑料药瓶盖代替);药勺;圆形滤纸(直径11cm);滤纸条(5cm×1.5cm)。
【试剂】95%乙醇;石英砂;碳酸钙粉;推动剂:按石油醚︰丙酮︰苯(10︰2︰1)比例配制(体积比)。
【方法】1.叶绿体色素的提取(1)取菠菜或其他植物新鲜叶片4~5片(2g左右),洗净,擦干,去掉中脉剪碎,放入研钵中。
(2)研钵中加入少量石英砂及碳酸钙粉,加2~3ml 95%乙醇,研磨至糊状,再加10~15ml 95%乙醇,提取3~5min,上清液过滤于三角瓶中,残渣用10ml 95%乙醇冲洗,一同过滤于三角瓶中。
如无新鲜叶片,也可用事先制好的叶干粉提取。
取新鲜叶片(以菠菜叶最好),先用105℃杀青,再在80℃下烘干,研成粉末,密闭贮存。
用时称叶粉1g放入小烧杯中,加95%乙醇20~30ml浸提,并随时搅动。
待乙醇呈深绿色时,滤出浸提液备用。
(3)另取一研钵,放入剪碎的新鲜叶片,放入少量石英砂(不加碳酸钙粉),用水研磨。
先加2ml蒸馏水,研至糊状,再加蒸馏水30ml,搅均,不过滤。
2.叶绿体色素的分离(1)取圆形定性滤纸一张(直径11cm),在其中心戳一圆形小孔(直径约3mm)。
另取一张滤纸条(5cm×1.5cm),用滴管吸取乙醇叶绿体色素提取液沿纸条的长度方向涂在纸条的一边,使色素扩散的宽度限制在0.5cm以内,风干后,再重复操作数次,然后沿长度方向卷成纸捻,使浸过叶绿体色素溶液的一侧恰在纸捻的一端。
(2)将纸捻带有色素的一端插入圆形滤纸的小孔中,使与滤纸刚刚平齐(勿凸出)。
(3)在培养皿内放一康维皿,在康维皿中央小室中加入适量的推动剂,把带有纸捻的圆形滤纸平放在康维皿上,使纸捻下端浸入推动剂中。
迅速盖好培养皿。
此时,推动剂借毛细管引力顺纸捻扩散至圆形滤纸上,并把叶绿体色素向四周推动,不久即可看到各种色素的同心圆环。
如无康维皿,也可在培养皿中放入一平底短玻管或塑料药瓶盖,以盛装推动剂。
但所用培养皿底、盖直径应相同,且略小于滤纸直径,以便将滤纸架在培养皿边缘上。
(4)当推动剂前沿接近滤纸边缘时,取出滤纸,风干,即可看到分离的各种色素:叶绿素a 为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,叶黄素为鲜黄色,胡萝卜素为橙黄色。
用铅笔标出各种色素的位置和名称二、叶绿体色素的理化性质【原理】叶绿素是一种二羧酸—叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成的复杂酯,故可与碱起皂化反应而生成醇(甲醇和叶绿醇)和叶绿酸的盐,产生的盐能溶于水中,可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开;叶绿素与类胡萝卜素都具有光学活性,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;叶绿素吸收光量子而转变成激发态,激发态的叶绿素分子很不稳定,当它变回到基态时可发射出红光量子,因而产生荧光。
叶绿素的化学性质很不稳定,容易受强光的破坏,特别是当叶绿素与蛋白质分离以后,破坏更快,而类胡萝卜素则较稳定。
叶绿素中的镁可以被H+所取代而成褐色的去镁叶绿素,后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素,铜代叶绿素很稳定,在光下不易破坏,故常用此法制作绿色多汁植物的浸渍标本。
【仪器与用具】20ml刻度试管;10ml小试管;试管架;分光镜;石棉网;药匙;烧杯(100ml);酒精灯;玻棒;铁三角架;刻度吸量管2ml、5ml各1支;火柴。
【试剂】95%乙醇;苯;醋酸铜粉末;5%的稀盐酸;醋酸-醋酸铜溶液:6g醋酸酮溶于100ml 50%的醋酸中,再加蒸馏水4倍稀释而成;KOH-甲醇溶液:20g KOH溶于100ml甲醇中,过滤后盛于塞有橡皮塞的试剂瓶中。
【方法】用本实验第一项中提取的叶绿体色素乙醇溶液和水研磨匀浆,进行以下实验。
1.光对叶绿素的破坏作用(1)取4支小试管,其中两支各加入5ml用水研磨的叶片匀浆,另外两支各加入2.5ml 叶绿体色素乙醇提取液,并用95%乙醇稀释1倍。
(2)取1支装有叶绿素乙醇提取液的试管和1支装有水研磨叶片均浆的试管,放在直射光下,另外两支放到暗处,40min后对比观察颜色有何变化,解释其原因。
2.荧光现象的观察取1支20ml刻度试管加入5ml浓的叶绿体色素乙醇提取液,在直射光下观察溶液的透射光与反射光颜色有何不同?解释原因。
3.皂化作用(绿色素与黄色素的分离)(1)在做过荧光现象观察的叶绿体色素乙醇提取液试管中加入 1.5ml 20%KOH-甲醇溶液,充分摇匀。
(2)片刻后,加入5ml苯,摇匀,再沿试管壁慢慢加入1~1.5ml蒸馏水,轻轻混匀(勿激烈摇荡),于试管架上静置分层。