植物生理学实验报告

本科学生综合性实验报告

光合色素的提取、理化性质

分离、吸收光谱及含量的测定

学号： 1

姓名：

王晓莲

学院：

生命科学学院 专业、班级 13生物科学C班

实验课程名称： 植物生理学实验

教师及职称： 李忠光

开课学期： 2015 至 2016 学年 下 学期

填报时间： 2016 年 4 月 2 日

云南师范大学教务处编印

实验序号 实验二 实验名称 光合色素的提取、理化性质分离、吸收光谱及含量的测定

实验时间 实验室 睿智三428

1．实验目的

（1）掌握光合色素的提取方法以及了解有关的理化性质。

（2）掌握光合色素的分离方法以及了解有关的吸收光谱。

（3）掌握用分光光度计测定叶绿素含量的方法

2． 实验原理

Ⅰ光合色素的提取与理化性质

光合色素能溶于具有一定极性的有机溶剂，如丙酮、乙醇等。提取液中无任何电子受体，因此可以观察荧光现象。离体叶绿素在有氧气和光照条件下，发生光氧化作用，结构遭到破坏，形成加氧叶绿素等产物。叶绿素是一种双羧酸酯，可以发生皂化反应。叶绿素分子中Mg2+与仆啉环结合不稳定，可以被H+、Cu2+、Zn2+等离子所取代。

Ⅱ 光合色素的分离与吸收光谱

光合色素能溶于具有一定极性的有机溶剂，如丙酮、乙醇等。不同光合色素的分子量、分子结构、极性、溶解度、支持物对它们的吸附力等不同，因而分配系数不同，故彼此可以分开。叶绿素的卟啉环结构对光有很强的吸收，主要是红光和蓝紫光。

Ⅲ 光合色素含量的测定

混合液中的两个或多各组分，只要它们的光谱吸收峰不互相重叠，仍然可以根据Lambert-Beer定律（A = k L C）求出各组分含量。Lambert定律：A = k L；Beer定律A = k C。叶绿素a、b在80%丙酮溶液中的Amax分别为663nm、645nm，由此得出：见推导过程

《植物生理学实验》课程大纲

一、课程概述

课程名称（中文）：植物生理学实验

（英文）：Plant Physiology Experiments

课程编号：18241054

课程学分：0.8

课程总学时：24

课程性质：专业基础课

前修课程：植物学、生物化学、植物生理学

二、课程内容简介

植物生理学是农林院校各相关专业的重要学科基础课，是学习相关后续课程的必要前提，也是进行农业科学研究和指导农业生产的重要手段和依据。本实验课程紧密结合理论课学习内容，加深学生对理论知识的理解。掌握植物生理学的实验技术、基本原理以及研究过程对了解植物生理学的基本理论是非常重要的。本大纲体现了植物生理学最实用的技术方法。实验内容上和农业生产实践相结合，加强学生服务三农的能力。实验手段和方法上，注重传统、经典技术理论与现代新兴技术的结合，提高学生对新技术、新知识的理解和应用能力。

三、实验目标与要求

植物生理学实验的基本目标旨在培养各专业、各层次学生有关植物生理学方面的基本研究方法和技能，包括基本操作技能的训练、独立工作能力的培养、实事求是的科学工作态度和严谨的工作作风的建立。开设植物生理学实验课程，不仅可以使学生加深对植物生理学基本原理、基础知识的理解，而且对培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度以及提高科研能力等都具有十分重要的作用。

要求学生实验前必须预习实验指导和有关理论，明确实验目的、原理、预期结果，操作关键步骤及注意事项；实验时要严肃认真专心操作，注意观察实验过程中出现的现象和结果；及时将实验结果如实记录下来；实验结束后，根据实验结果进行科学分析，完成实验报告。

四、学时分配

植物生理学实验课学时分配

实验项目名称 学时 实验类别 备注

植物组织水势的测定 3学时 验证性

叶绿体色素的提取及定量测定 3学时 验证性

植物的溶液培养及缺素症状观察 3学时 验证性

植物呼吸强度的测定 3学时 设计性

实验1 叶绿素a、b含量的测定（乙醇）（分光光度法）

一、目的

学会Chla、b含量的测定方法，了解叶片中Chla、b的含量。

二、材料用具及仪器药品

菠菜叶片、721分光光度计、天平、研钵、剪刀、容量瓶（25ml）、漏斗、滤纸、乙醇（95%）

三、原理

叶绿素a、b在波长方面的最大吸收峰位于665nm和649nm，同时在该波长时叶绿素a、b的比吸收系数K为已知，我们即可以根据Lambert Beer定律，列出浓度C与光密度D之间的关系式：

D665=83.31Ca+18.60Cb…………………………….(1)

D649=24.54Ca+44.24 Cb…………………………….(2)

(1)(2)式中的D665、D649为叶绿素溶液在波长665nm和649nm时的光密度。

为叶绿素a、b的浓度、单位为每升克数。

82.04、9.27为叶绿素a、b在、在波长665nm时的比吸收系数。

16.75、45.6为叶绿素a、b在、在波长649nm时的比吸收系数。

解方程式(1)(2)，则得 ：

CA=13.7 D665—5.76 D649………………………(3)

CB=25.8 D649—7.6 D665……………………… (4)

G=CA+CB=6.10 D665+20.04 D649………(5)

此时，G为总叶绿素浓度，CA、CB为叶绿素a、b浓度，单位为每升毫克，利用上面（3）（4）（5）式，即可以计算叶绿素a、b及总叶绿素的总含量。

四、方法步骤

1．称取0.05克新鲜叶片，剪碎，放在研钵中，加入乙醇1ml共研磨成匀浆，再加5ml乙醇，过滤，最后将滤液用乙醇定容到10ml。

2．取一光径为1cm的比色杯，注入上述的叶绿素乙醇溶液，另加乙醇注入另一同样规格的比色杯中，作为对照，在721分光光度计下分别以665nm和649nm波长测出该色素液的光密度。

计算结果：

叶绿素a含量（mg/g. FW）=05.01100010AC

口试部分

实验一 多酚氧化酶（PPO）活性的测定

实验原理：多酚氧化酶是植物体内普遍存在的一种非线粒体内的末端氧化酶。他可以把酚类物质如单酚、邻苯二酚、邻苯三酚、对苯二酚等氧化为氧化为相应的醌类物质。醌类物质对病原微生物起抑制作用或杀伤作用，具有一定的抗病能力。因此，在感病的植物体中，PPO活性都具有不同程度的提高，以抵抗病原体进一步侵染健康的植物组织。此外，PPO对食品和饮料生产也会产生重大影响，它影响其品质，特别是在制作绿茶、红茶、烤烟和水果类饮料的过程中更为突出。所以，准确测定PPO活性，具有重要的生理和现实意义。多酚氧化酶是一种含铜的氧化酶，在有氧的条件下，能使酚氧化产生醌，PPO反应在3分钟内呈直线上升，其后反应速度变慢，因而在研究时，用分光光度在3分钟内于410纳米波长下测其吸光度，即可计算出PPO的活力和比活力。

思考题：1、粗酶液提取中丙酮和磷酸缓冲液的作用，提取液为什么要预冷：丙酮是有机溶剂，能提取PPO，磷酸缓冲液为了保持酶活性，预冷降低酶活。

2、为什么要先在37度下恒温，再加酶液：使酶和底物处于最适状态。

实验二 硝酸还原酶（NR）活性的测定

实验原理：硝酸还原酶是植物氮代谢中的关键酶，植物吸收的硝酸根，首先通过硝酸还原酶的催化，还原成亚硝酸根（NADPH+NO3-NR-NO2+NAD+H2O)。亚硝酸根可用磺胺显色法测定，即在酸性条件下，亚硝酸根与对氨基苯磺酸发生重氮反应，生成的重氮化合物又与盐酸萘乙胺生成红色偶氮化合物，可在520纳米下比色测定。

思考题1、为什么标准液与样品液的测定要在同一条件下：亚硝酸的磺胺比色法显色速度受温度和酸度等因素影响。 2、NR活性测定时取材为什么要进行一段时间的光和作用：进行光合作用积累一定糖类，否则酶活偏低。 3、测量酶活是为什么要在暗处：光下光反应会将形成的亚硝酸根转变成铵根，影响结果。

4、如果实验材料酶活过低怎么办：可在取样的前几天，用50mmol/l硝酸钾加在培养液中，以诱导硝酸还原酶的生成。 5、为什么要严格控制时间：本实验要是酶在最适条件下测酶活，要严格控制时间。