实验七 逆境对植物细胞膜的伤害(电导法)
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当植物组织受到不良条件的影响时,细胞的结构会遭到损伤⽽使膜的通透性增加,结果细胞内含物会不同程度的外渗,使外部溶液的电导度增⼤.电导度的⼤⼩可以⽤电导仪进⾏检测(电导仪⾮常灵敏,空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中、各种杂质以及温度都会影响测量结果,从⽽带来实验误差),透性变化愈⼤,表⽰受伤愈重.①实验材料:⼩麦幼苗②仪器与药品:电导仪、冰⽔、⽔浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏⽔.③实验步骤第⼀步:取长势相同的⼩麦幼苗60株,去除残留组织,⽤蒸馏⽔反复冲洗三次;第⼆步:取6只烧杯,分别加⼊20mL蒸馏⽔,编号为1、2、3、4、5、6号;第三步:;第四步:1、4号烧杯置于冰⽔中;;第五步:40分钟后取出,去除烧杯中的幼苗.将烧杯放置⼀段时间后,⽤电导仪测量溶液的电导度,并记录实验结果.请回答:(1)第⼀步去除残留组织,⽤蒸馏⽔反复冲洗三次的⽬的是.(2)补充实验步骤:第三步:.第四步:1、4号烧杯置于冰⽔中;;(3)该实验的实验⽬的是:.(4)实验的因变量是.(5)空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中,从⽽带来实验误差.在实验的设计中,为了校正这种因素带来的误差,本实验采取的措施是:.(6)第五步将烧杯放置⼀段时间后再测量溶液的电导度的⽬的是.考点:⽣物膜的功能特性专题:分析:根据题⼲分析,实验的⾃变量是温度,在实验设计时⾄少要设计三种温度,即低温(冰⽔)、中温(室温)和⾼温(热⽔浴);因变量是膜的通透性(或外界溶液的电导度).解答:解:(1)根据题⼲信息可知,各种杂质都会影响测量结果,所以幼苗去除残留组织后,要⽤蒸馏⽔反复冲洗三次,⽬的是防⽌幼苗上的各种杂质影响电导仪的测量结果.(2-5)本实验的⽬的是探究不同温度对细胞的结构伤害程度(或膜的通透性⼤⼩)的影响,所以实验的⾃变量(单⼀变量)是温度,在实验设计时⾄少要设计三种温度,即低温(冰⽔)、中温(室温)和⾼温(热⽔浴);因变量是膜的通透性(或外界溶液的电导度).实验设计时,还要遵循对照原则,即每⼀个温度都设置不放⼩麦幼苗的空⽩对照,这样还可以校正空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中等因素带来的误差.则实验步骤具体如下:第⼀步:取长势相同的⼩麦幼苗60株,去除残留组织,⽤蒸馏⽔反复冲洗三次;第⼆步:取6只烧杯,分别加⼊20mL蒸馏⽔,编号为1、2、3、4、5、6号;第三步:将60株⼩麦幼苗均分成3组,每组20株,分别置于1.2.3号烧杯中,4.5.6号烧杯不放幼苗作为空⽩对照;第四步:1、4号烧杯置于冰⽔中;2.5号烧杯置于室温(或热⽔浴)下,3.6号烧杯置于热⽔浴(或室温)中;第五步:40分钟后取出,去除烧杯中的幼苗.将烧杯放置⼀段时间后,⽤电导仪测量溶液的电导度,并记录实验结果.(6)第五步将烧杯放置⼀段时间后再测量溶液的电导度的⽬的是使⼩烧杯中的溶液恢复⾄室温,避免不同的温度对电导仪测量的影响.故答案为:(1)防⽌幼苗上的各种杂质影响电导仪的测量结果.(2)将60株⼩麦幼苗均分成3组,每组20株,分别置于1.2.3号烧杯中,4.5.6号烧杯不放幼苗作为空⽩对照.第四步:2.5号烧杯置于室温(或热⽔浴)下,3.6号烧杯置于热⽔浴(或室温)中(3)探究不同温度对细胞的结构伤害程度(或膜的通透性⼤⼩)的影响.(4)膜的通透性(或外界溶液的电导度)(5)每⼀个温度都设置了不放⼩麦幼苗的空⽩对照.(6)使⼩烧杯中的溶液恢复⾄室温,避免不同的温度对电导仪测量的影响.点评:本题考查探究实验,意在考查考⽣分析问题和解决问题的能⼒,属于中档题.。
逆境胁迫对植物膜透性的影响——电导法 【实验目的】 1.了解逆境胁迫对植物体膜透性的影响 2.掌握电导率的测定方法 【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。 【实验材料】 1.材料: 小麦幼苗: (1)对照 (2)100mM、200mM NaCl处理48h (3)5%、15% PEG-6000处理48h 2.试剂:双蒸水 3.器材:水浴锅,电导仪 【实验内容】 1、取0.1g对照和盐或PEG-6000处理的小麦叶片,切成小段(每种处理两组平行); 2、用双蒸水冲洗几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、将盛有小麦叶片的试管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) 【实验结果】 各种处理数据及结果见下表:
双蒸水电导率C0=1.6 处理 平行 质量(g) P1 P2 相对电导率 对照 1 0.0989 0.1008 9.9 10.6 151.4 154.7 5.8459 2 0.1026 11.2 158.0
100mM NaCl 1 0.1024 0.1033 111.1 108.1 570.0
535.0 19.9569 2 0.1042 105.0 500.0
200mM NaCl 1 0.1078 0.1056 92.6 89.6 640.0
564.5 15.6333 2 0.1034 86.6 489.0
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。
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。
实验一植物叶绿素含量的测定(分光光度法)(张宪政,1992)一、原理根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收,利用分光光度计在某一特定波长测定其吸光度,即可用公式计算出提取液中各色素的含量。
根据朗伯—比尔定律,某有色溶液的吸光度A与其中溶质浓度C和液层厚度L成正比,即A=αCL式中:α比例常数。
当溶液浓度以百分浓度为单位,液层厚度为1cm时,α为该物质的吸光系数。
各种有色物质溶液在不同波长下的吸光系数可通过测定已知浓度的纯物质在不同波长下的吸光度而求得。
如果溶液中有数种吸光物质,则此混合液在某一波长下的总吸光度等于各组分在相应波长下吸光度的总和。
这就是吸光度的加和性。
今欲测定叶绿体色素混合提取液中叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量,只需测定该提取液在三个特定波长下的吸光度A,并根据叶绿素a、b及类胡萝卜素在该波长下的吸光系数即可求出其浓度。
在测定叶绿素a、b时为了排除类胡萝卜素的干扰,所用单色光的波长选择叶绿素在红光区的最大吸收峰。
高等植物中叶绿素有两种:叶绿素a 和b,两者均易溶于乙醇、乙醚、丙酮和氯仿。
叶绿素a和叶绿素b的比值反映植物对光能利用效率的大小,比值高则大,则反之。
二、材料、仪器设备及试剂试剂:1)95%乙醇(或80%丙酮)三、实验步骤称取剪碎的新鲜样品0.2~0.3g,加乙醇10ml,提取直至无绿色为止。
把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内,以95%乙醇为空白,在波长663nm和645nm下测定吸光度。
四、实验结果按计算丙酮法(Arnon法)【可以用于丙酮乙醇混合法和80%丙酮提取法的计算】叶绿素a的含量(mg/g)=(12.71⨯OD663– 2.59⨯OD645)V/1000*W叶绿素b的含量(mg/g)=(22.88OD645– 4.67OD663) V/1000*W 叶绿素a、b的总含量(mg/g)=(8.04⨯OD663+20.29⨯OD645) V/1000*W 按Inskeep公式叶绿素a的含量(mg/g)=(12.63⨯OD663– 2.52⨯OD645)V/1000*W叶绿素b的含量(mg/g)=(20.47OD645– 4.73OD663) V/1000*W叶绿素a、b的总含量(mg/g)=(7.90⨯OD663+ 17.95⨯OD645) V/1000*W 注:1、叶绿素a和叶绿素b的比值反映植物对光能利用率【1】比如阳生植物叶绿素a和叶绿素b的比值较大【2】阴生植物叶绿素a和叶绿素b的比值较小2、丙酮-------熔点:-94℃;沸点:56.48℃;是一种无色透明液体,有特殊的辛辣气味易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂.下一步实验方法比较【1】95%乙醇直接提取(√)【2】95%乙醇加热提取(冯瑞云,1985)【3】无水酒精和80%丙酮等体积混合提取实验二、不良环境对植物细胞膜的伤害((张宪政,1992))一、原理植物组织在受到各种不利的环境条件(如干旱、低温、高温、盐渍和大气污染)危害时,细胞膜的结构和功能首先受到伤害,细胞膜透性增大。
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。