实验九 逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-植物细胞质膜透性的测定

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 ∆xJ 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=1R=1UI=IU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）。

本科学生综合性实验报告学号姓名学院专业、班级实验课程名称植物生理学实验教师及职称开课学期 2012 至 2013 学年上学期填报时间 2012 年 12 月 15 日云南师范大学教务处编印逆境胁迫对植物生理生化指标的影响作者：（，云南昆明 650092）摘要：对植物产生危害的环境称为逆境，又称胁迫。

干旱是制约植物生长的主要逆境因素，以小麦幼苗在模拟干旱胁迫下，植株体内的生理生化指标会发生变化。

实验采用PEG处理小麦幼苗，对抗氧化酶；脯氨酸；谷胱甘肽；过氧化氢；可溶性糖；丙二醛在植物体内的含量变化进行了研究，实验通过分光光度计分别在不同的波长中测出吸光率，间接计算出其含量，而通过对正常条件下的和逆境胁迫下一定量小麦体内以上各种物质含量的对比，从而了解小麦体内生理生化指标发生的变化。

关键词：小麦（Triticum aestivumLinn）；干旱胁迫；生理生化1 引言干旱是自然界常见的逆境胁迫因素，而且干旱也是植物最容易受到的胁迫之一。

干旱不仅制约植物的生长发育与产量，也会引起植被结构与功能的时空变化。

因此植物对干旱胁迫的适应及机制一直是植物逆境适应策略研究的一个热点【1-3】作物抗旱性的研究方法有多种，适应能力进行了研究：植物对干旱胁迫的适应过程和受伤害程度与干旱胁迫的强度以及植物自身的抗性紧密联系，并从生化代谢、生理功能、形态适应、生长发育以及生物生产力等多种形式表现出来【1-5】。

土壤有效水分状况与植物之间的关系一直是植物生理生态学研究领域的热点问题。

大多数植物在短期或轻度土壤缺水情况下叶片水势下降，气孔关闭。

限制CO2 摄取和光合作用速率：长期严重干旱条件下可限制植物生长,引起形态结构发生变化。

甚至导致植物死亡【6】。

大多实验是在人工控制的干旱或人工模拟干旱条件下进行。

其主要方法是室外盆栽控制水分，苗期室内水培或砂培采用PEG渗透胁迫、人工控制的温室、气候室和培养箱等。

其中，PEG渗透胁迫法简单易行、条件容易控制、重复性好、试验周期短。

实验八逆境处理对植物生理生化指标的影响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。

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。

）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，但遭受水分、盐分等胁迫时体内的脯氨酸含量往往增加，它在一定程度上反映植物受环境水分和盐度胁迫的情况，以及植物对水分和盐分胁迫的忍耐及抵抗能力。

植物体内脯氨酸的含量可用酸性茚三酮法测定。

在酸性条件下，脯氨酸和茚三酮反应生成稳定的有色产物，该产物在520nm 有一最大吸收峰，其色度与含量正相关，可用分光光度法测定。

温度对玉米幼苗生理生化指标的影响董向兵(农业与生物技术学院生物科学121)摘要对植物产生伤害的环境称逆境，又称胁迫。

常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。

此次试验研究了高温与低温胁迫对玉米幼苗叶片生理生化指标所产生的影响。

结果表明,相比于完全营养液培养的玉米幼苗，低温和高温胁迫都使得玉米幼苗过氧化物酶活性增加，脯氨酸含量增多，电导率增加，细胞膜透性增大，叶绿素含量降低。

关键词玉米幼苗高温与低温胁迫生理生化指标植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透过性是最重要的功能之一。

当植物遭受逆境伤害时，细胞膜会受到不同程度的损坏，膜的透性增加，选择透过性丧失，细胞内部分电解质外泄。

这样当如盐类，有机酸等电解质进入蒸馏水的环境介质中，则会使电导率增大。

在植物胁迫处理过程中，脯氨酸含量会增加，叶绿素含量会下降，这也可以作为测量的指标。

过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，它与呼吸作用、光合作用以及生长素的氧化都有密切关系，因此，测量过氧化物酶活性也可以反映出逆境对植物生理生化的影响。

一材料与方法将培养的玉米幼苗分别经低温，高温处理，将经低温处理的标记为处理1,高温处理的标记为处理2，分别取完全营养液组，处理1组，处理2组的若干叶片作为实验材料，测定以下指标。

1 植物细胞膜透性的测定(1)用打孔器分别完全营养液组，处理1组，处理2组的叶片上各取30个小圆片，在打孔过程中尽量避开主脉。

（2）取处理1，处理2的叶片各0.2g,取完全营养液组的叶片各0.2g(两份)依次分别放入1.2.3.4四只试管中，每个试管加10ml蒸馏水。

（3）将1号(处理1),2号（处理2）,3号（完全营养液组1）试管用真空泵抽气20-30分钟，然后缓慢放入空气，取出试管。

将4号（完全营养液组2）试管称重封上保鲜膜于沸水浴中煮沸10分钟，取出称其重量，加蒸馏水回复其重量。

然后将1,2,3,4,号试管室温下浸提1小时左右，期间经常摇动。

植物逆境胁迫下的生理生化指标研究随着全球气候变化的加剧，植物面临着越来越频繁和严重的逆境胁迫。

逆境胁迫对植物的生长发育、生理代谢、生物化学等方面都会产生重大的影响。

因此，研究植物在逆境胁迫下的生理生化指标，对于了解植物适应环境变化的机制，提高植物抗逆能力，具有重要的科学意义和实际价值。

一、植物生理生化指标的选择与意义逆境胁迫下的植物生理生化指标种类繁多，常见指标包括植物的抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、光合作用参数、叶绿素含量、非饱和脂肪酸含量等。

这些指标可以从不同的层面反映植物对逆境胁迫的响应和适应能力。

例如，抗氧化酶活性可以反映植物对逆境胁迫产生的氧化应激的抵抗能力；膜脂过氧化程度可以反映植物细胞膜的稳定性；光合作用参数可以反映植物光能利用的效率；叶绿素含量可以反映植物叶片的光合能力；非饱和脂肪酸含量可以反映植物细胞膜的可流动性。

通过对这些指标的研究，可以揭示植物适应逆境胁迫的机制，为培育抗逆品种、改善植物逆境胁迫抵抗能力提供理论依据。

二、逆境胁迫下植物生理生化指标的变化逆境胁迫下，植物的生理生化指标往往会发生明显的变化。

以抗氧化酶活性为例，逆境胁迫会导致植物体内活性氧的积累，进而激活一系列抗氧化酶，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的活性增强。

同时，膜脂过氧化程度也会随之增加，导致细胞膜的功能和稳定性下降。

此外，光合作用参数的变化也是逆境胁迫下植物生理生化指标的重要表现形式。

在强光辐射和干旱等逆境条件下，光合作用的光抑制现象明显，表现为光合速率的下降和光系统II的损伤。

这些指标的变化往往与植物对逆境胁迫的响应和适应密切相关。

三、植物逆境胁迫下生理生化指标研究的方法和技术对于植物逆境胁迫下的生理生化指标研究，需要运用一系列的方法和技术进行分析和检测。

常用的方法包括酶活性测定、色谱分析、光合作用测定、光谱分析等。

例如，通过酶活性的测定，可以分析抗氧化酶活性的变化情况；通过色谱分析，可以测定植物中非饱和脂肪酸的含量；通过光合作用测定，可以评估植物的光合能力。

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。

逆境胁迫对植物质膜透性的影响（电导率法）【实验目的】1.学习电导仪法测定膜相对透性的方法。

2.理解逆境对植物膜透性的影响。

【实验原理】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，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。

相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％（注C0为双蒸水的电导率）【实验材料及仪器】材料：小麦幼苗：对照、100mM NaCl处理、100mM NaCl处理、5%PEG-6000处理、15%PEG-6000处理仪器设备：电导仪、温箱、水浴锅【实验步骤】1.取0.1g对照和盐或PEG6000处理的小麦叶片，切成约1cm小段，每种处理做两个平行；2.用双蒸水冲洗3 遍以除去表面粘附的电解质；3.加10 ml双蒸水，25℃振荡温育1小时，期间经常摇动，测定此时的电导率为C1；4.将盛有根的试管100℃煮沸15 min，冷却到室温后，测定此时的电导率为C2；5.相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％（注C0为双蒸水的电导率）【数据记录及结果处理】双蒸水的电导率C0＝1.6根据公式Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％，计算各根尖的相对电导率对照：①Relative ion leakage = 6.72％②Relative ion leakage = 8.33％平均=7.53％100mM NaCl处理：①Relative ion leakage = 13.16％②Relative ion leakage = 10.22％平均=11.68％200mM NaCl处理：①Relative ion leakage = 29.93％②Relative ion leakage = 29.10％平均=29.51％5%PEG-6000处理：①Relative ion leakage = 6.69％②Relative ion leakage = 6.95％平均=6.82％15%PEG-6000处理：①Relative ion leakage = 17.79％②Relative ion leakage = 17.72％平均=17.75％【分析及讨论】1.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。

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。