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植物生理学实验
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植物生理学实验

作者：韩玉珍，张学琴
出版社：科学出版社出版时间：2021-09-01
开本： 其他 页数： 164
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植物生理学实验 版权信息

  • ISBN：9787030698438
  • 条形码：9787030698438 ; 978-7-03-069843-8
  • 装帧：一般胶版纸
  • 册数：暂无
  • 重量：暂无
  • 所属分类：
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    植物学

植物生理学实验 内容简介

本书包括目前植物生理学的主要研究方法和技术，内容涵盖了植物细胞生理，水分生理、离子跨膜运输与矿质营养，光合作用，生长物质，生长发育生理，成花生理，生殖生理，衰老脱落，逆境生理等。配套大量实验操作视频、典型实验结果等数字化教学资源。本书编者为多年从事植物生理学及其实验教学的教师及植物生理生物化学国家重点实验室的骨干教师。所选实验除了经典的常规实验外，重点选取了国内外植物生理学实验室目前开展较多的植物生理实验，保证了所选实验的科学性，优选性、可靠性和可操作性。本书可以供生命科学类、农、林类等专业作为本科生的教材，也可供植物生理学相关领域人员参考。

植物生理学实验 目录

目录
前言
实验一 植物细胞的观测 1
实验二 植物液泡的观察 4
实验三 原生质运动的观察 6
实验四 植物细胞骨架的荧光标记 8
实验五 植物活细胞中自由钙的检测 10
实验六 荧光探针法测定植物细胞内pH的变化 15
实验七 小液流法测定植物组织的水势 17
实验八 渗透势测定仪测定植物组织的渗透势 19
实验九 细胞质壁分离法测定植物组织的渗透势 21
实验十 压力室法测定植物组织的压力势 22
实验十一 植物伤流液的成分分析 23
实验十二 光、钾离子与ABA对气孔运动的调节 25
实验十三 植物叶片气孔导度的测定 26
实验十四 双电极电压钳技术测定钾离子通道的活性 28
实验十五 植物根系对矿质元素的选择吸收 31
实验十六 单盐毒害与混合盐的拮抗作用 33
实验十七 植物的溶液培养与矿质元素缺乏症 34
实验十八 水稻钾营养耗竭测定 36
实验十九 植物叶片钠离子和钾离子含量的测定 38
实验二十 植物无机磷含量的测定 40
实验二十一 离子色谱法测定植物体内硝酸根离子的含量 43
实验二十二 硝酸还原酶活性的测定 45
实验二十三 H＋-ATPase活性测定 47
实验二十四 根系活力的测定（TTC法） 50
实验二十五 根际pH的显色测定 52
实验二十六 叶绿体色素及其理化性质 53
实验二十七 叶绿体色素的分离——纸层析法 56
实验二十八 叶绿素的定量测定 57
实验二十九 植物叶绿素荧光参数的测定 59
实验三十 CO2红外线气体分析仪测定植物叶片的光合速率和CO2补偿点 61
实验三十一 植物光合、呼吸与蒸腾参数的测定——便携式光合作用测定仪 65
实验三十二 离体叶绿体的光还原反应——希尔反应 72
实验三十三 核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/ 加氧酶羧化活性的测定 74
实验三十四 植物呼吸强度的测定——小篮子法 76
实验三十五 植物呼吸酶的简易鉴定 78
实验三十六 植物叶片中花青素相对含量的测定 81
实验三十七 种子生活力的快速鉴定 82
实验三十八 种子萌发的调控 85
实验三十九 生长素类物质对根芽生长的影响 87
实验四十 生长素的生理效应及生物鉴定法 88
实验四十一 免疫荧光技术检测生长素转运蛋白PIN2的亚细胞定位 91
实验四十二 用水稻幼苗法测定赤霉素类物质的浓度 94
实验四十三 赤霉素对α-淀粉酶诱导形成 96
实验四十四 细胞分裂素的保绿与阻止衰老的作用 98
实验四十五 乙烯的生物测定——黄化豌豆幼苗的“三重反应” 100
实验四十六 生长素和乙烯对叶片脱落的效应 102
实验四十七 植物激素ABA的酶联免疫吸附测定法（ELISA） 104
实验四十八 液相色谱-质谱联用技术测定植物内源激素含量 108
实验四十九 叶片培养——植物组织培养中的脱分化与再分化过程 111
实验五十 植物细胞悬浮培养 114
实验五十一 玉米叶片原生质体的制备 116
实验五十二 拟南芥的遗传转化——花序浸染法 118
实验五十三 检测红光与远红光受体光敏色素与信号分子互作的酵母双杂交体系 121
实验五十四 日本牵牛开花的光周期诱导与成花信号转移 125
实验五十五 开花刺激物在短日植物中通过嫁接的传递 127
实验五十六 花粉活力的测定 129
实验五十七 拟南芥体外花粉萌发和花粉管生长 131
实验五十八 拟南芥的人工授粉技术 132
实验五十九 不良环境对植物的伤害 133
实验六十 植物体内游离脯氨酸含量的测定 134
实验六十一 红外成像法检测植物叶片温度 136
实验六十二 植物离体叶片失水表型观察及其失水率测定 138
实验六十三 植物组织中超氧化物歧化酶活性的测定 140
实验六十四 植物组织中过氧化氢酶和过氧化物酶活性测定 142
实验六十五 植物组织中丙二醛含量测定 145
实验六十六 盐胁迫对拟南芥盐敏感突变体生长的影响 147
实验六十七 植物冻害的检测 150
主要参考文献 152
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植物生理学实验 节选

实验一 植物细胞的观测 一、植物细胞的活体染色及死活鉴定 活体染色是介于活体观察和固定、切片染色之间的一种方法，是选用某些无毒或毒性较小的染色剂，显示出细胞内某些构造的存在，而不影响细胞的生命活动也不产生任何物理、化学变化以致引起细胞死亡的方法。 中性红是常用的活性染料之一，又是一种pH指示剂，其变色范围在pH6.4～8.0之间（由红变黄），在酸性条件下中性红的解离度很强，带色的阳离子呈樱桃红色，在pH7以上，它不解离而以分子态溶解于水呈橙黄色的溶液。中性红的分子式为： 活的植物细胞，其含水分的纤维素细胞壁上往往有羟基，液泡呈酸性。如果用偏酸性的中性红溶液进行活体染色（活染）时，由于中性红在介质中已成解离态，其带色的阳离子易被吸附在细胞壁上使壁显红色，而活细胞的原生质和液泡均无色；如果在中性或微碱性的液体环境中，中性红分子便有进入液泡并呈解离形式的趋势，当中性红分子进入偏酸的液泡处，解离出带色的阳离子而呈玫瑰红色，累积在液泡里，这时液泡显色而原生质和细胞壁不着色；如果是死细胞，原生质体凝固并丧失半透性，表现为细胞核和细胞质均被染成橙红色。可根据这些现象鉴定细胞死活。 【实验材料】 洋葱鳞茎，大葱叶基部分，小麦叶片等。 【实验设备】 显微镜，小培养皿，载玻片和盖玻片，刀片，尖头镊子，吸水纸，酒精灯等（本书省略了常用和简单的实验仪器与设备，如天平等）。 【实验试剂】 0.03%中性红溶液：0.3 g中性红溶于1000 mL蒸馏水中（本书省略了水等常用试剂）。 【实验步骤与结果】 1．取洋葱的内层幼嫩鳞片，用刀片在鳞片内侧纵横切割成0.5 cm2的小块，用尖头镊子将内表皮小块轻轻撕下，置于载玻片上，滴加清水后盖上盖玻片，在较暗的视野下进行镜检。仔细辨认成熟细胞的各个部分：①透明而界限清晰的细胞壁；②有颗粒状结构的原生质；③中央大液泡。若用小麦叶片为材料时，可采1片叶片，将叶背面朝上平铺在载玻片上，再将此载玻片放入盛有少量清水的培养皿内，用左手将叶片按平，右手用刀片从一个方向轻轻刮去下表皮和叶肉部分，只留下透明的一层上表皮细胞，然后将其切成约1 cm2的小块。 2．将制成的表皮小块放入盛有0.03%中性红溶液的小培养皿中染色5～10 min，然后取出浸入自来水中漂洗10 min，选其中染色均匀的材料小块进行镜检，仔细观察经活体染色后的细胞各部分：注意液泡、细胞壁以及原生质的染色情况，图示并分析说明实验结果。 3．将中性红染色后的材料小块取出用蒸馏水漂洗10 min后，在显微镜下观察。注意细胞壁、液泡，以及原生质的染色情况，图示并分析说明实验结果。 4．在上述制片中寻找个别死细胞，注意观察细胞核和原生质的染色情况。图示并分析说明实验结果。或另取制片放在载玻片上在酒精灯火焰上微微加热使细胞致死，在显微镜下观察死细胞内原生质、细胞核的染色情况。 二、质壁分离及质壁分离复原 生活细胞的原生质体及质膜具有半透性，细胞内部还包含着一个大液泡，它具有一定的渗透势。当细胞与外界高渗溶液接触时，细胞内的水分外渗，原生质体随液泡一起收缩而脱离了细胞壁发生分离现象；当细胞与低渗溶液接触时，细胞吸水发生质壁分离复原。死细胞没有这种现象，因此，可利用质壁分离及质壁分离复原现象来鉴定细胞死活。 植物细胞的质壁分离可有多种形式，如凸形、帽形等，如图1-1所示。 质壁分离形式的不同往往与原生质的黏性有关，凡是原生质黏度大的，能维持较长时间的凹形；原生质黏度小的，较快形成凸状质壁分离。Ca2＋能降低原生质胶体的水合度，即可增高原生质的黏性；而K＋则相反，它能提高原生质胶体的水合度，降低原生质的黏性。因此，经Ca2＋处理后，原生质发生凹形质壁分离，而经K＋处理则发生凸形质壁分离。当用K＋的高渗溶液进行长时间质壁分离时，由于原生质水合度大大增加，似帽状包围在收缩的液泡两端，称为帽状质壁分离。 【实验材料】 洋葱鳞茎，大葱叶基部分，小麦叶片等。 【实验设备】 显微镜，小培养皿，载玻片和盖玻片，刀片，尖头镊子，滤纸条等。 【实验试剂】 1 mol/L蔗糖溶液，0.02 mol/L CaCl2溶液，0.03 mol/L KCl溶液。 【实验步骤与结果】 1．同上实验制取活体染色制片，在显微镜下确定活细胞的观测视野后，在载玻片的一端轻轻滴加一滴1 mol/L蔗糖溶液，在载玻片的另一端用滤纸条吸引以使蔗糖液浸到全部制片上。处理的同时在镜下注意观察生活细胞发生质壁分离的变化过程：整个细胞首先发生轻微均匀的收缩，随着胞壁松弛，原生质逐渐自细胞角隅处脱离壁发生“初始质壁分离”现象。注意在原生质收缩的同时，有很多被撕扯的原生质丝（称Hecht线）仍将“质”与“壁”连系着，这表明生活原生质体本是紧贴着细胞壁的，由于细胞脱水，原生质也随着发生不均匀的收缩，使原生质细丝残留下来。 2．在制片一端滴加清水，在另一端用滤纸条将水吸引到全部制片上，观察细胞质壁分离复原现象。 3．取实验一制备的活体染色制片，然后将制片分别浸入0.02 mol//L的CaCl2与0.03 mol/L的KCl溶液内，浸泡20～24 h后，取出置于载玻片上，盖上盖玻片，再滴加1 mol//L的蔗糖溶液使之发生质壁分离，仔细观察质壁分离的不同形式。 若轻轻挤压已发生质壁分离的细胞，由于液泡破裂，有中性红着色的泡液流出，中性红遇K＋或Ca2＋后立即形成暗红色小颗粒，布满整个细胞腔。生活无损的细胞则无此现象。 【思考题】 1．根据实验结果，说明活细胞与死细胞原生质性质有哪些不同？如何加以区别？ 2．在用中性红活体染色时，用自来水（pH7.0以上）冲洗浸泡与用蒸馏水（pH7.0以下）效果有何不同？为什么？ 3．死细胞为什么不能发生质壁分离及质壁分离复原？ 一、小麦幼根中液泡的形成 大液泡是植物细胞特有的细胞器之一，由单层膜包裹。液泡的主要功能是积累和贮存养料及多种代谢产物，同时也协助调节细胞渗透压，维持细胞内水分平衡等。液泡中可积累和贮存糖、蛋白质、磷脂、单宁、有机酸、植物碱、色素和盐类等，因此花、叶和果实的颜色，除绿色之外，大多由液泡内所积累的色素所产生。 【实验材料】 萌发的小麦胚根。 【实验设备】 显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，滴管，刀片，小培养皿。 【实验试剂】 0.03%中性红溶液。 【实验步骤与结果】 切取萌发小麦胚根尖端（距尖端1 cm左右），浸入中性红溶液中染色10～15 min，然后取出用自来水冲洗5～10 min，撕取表皮（或作断根纵剖面）于显微镜下进行镜检。可见：在分生区胚性细胞里有少量零星的小红点，表示液泡已开始形成；进入伸长期的细胞内有红色网状交错的液泡结构；在成熟段的细胞里，则有一个很完整的大型液泡，一般位于细胞的中央。 二、液泡的分离 【实验材料】 紫洋葱，紫萝卜叶。 【实验设备】 小镊子，载玻片与盖玻片，显微镜。 【实验试剂】 0.5 mol//L蔗糖溶液。 【实验步骤与结果】 撕取紫色洋葱或萝卜叶片表皮，置于载玻片上，滴加清水后盖上盖玻片，于显微镜下观察制片中的细胞内有一个完整的、含花青素的玫瑰紫色大液泡。用滤纸条吸引液体的方法连续滴加0.5 mol//L蔗糖溶液，细胞逐渐发生质壁分离，随着处理时间延长，含有花青素的液泡会完整地游离出来。 【思考题】 1．阐述植物液泡的结构与功能。 2．液泡膜上有哪些蛋白可参与其渗透调节作用？ 3．说明植物保卫细胞的运动与液泡的关系。 在生活细胞内，原生质的活跃流动现象统称为原生质运动。原生质运动是生活细胞的重要标志之一。原生质可以在细胞内流动，也可以通过胞间连丝穿流于细胞与组织之间，有时并非全部原生质都参与运动而仅限于局部细胞质，往往原生质表面的透明层（hyaloplasm）处于静止状态。 原生质运动在所有生活细胞中均可见，但往往在某些特定材料中表现得特别明显。有时由于在制片时对材料的机械损伤，也会引起原生质发生强烈的运动。 原生质运动是细胞消耗能量而做功的生理过程，它与植物体内的物质运输与分配，以及多种酶促反应密切联系。原生质运动有各种形式，一般将原生质运动归为两类，凡并非因外界环境的改变而引起的原生质运动，称为自发性的原生质运动；由于某种外界原因而引起的原生质运动称为诱发性的原生质运动。 本实验使用光学显微镜观察几种植物细胞原生质的运动现象；测定原生质运动的速度及观察呼吸抑制剂2，4-二硝基苯酚（DNP）对原生质运动的影响。 【实验材料】 黑藻，轮藻，小麦幼苗（种子萌发2～3 d的根，长1～2 cm），紫鸭跖草（正在开花的）、洋葱鳞茎（紫皮），南瓜叶片表皮毛或茎部表皮毛。 【实验设备】 显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，剪刀，目镜测微尺，台尺，秒表，滤纸等。 【实验试剂】 5×10－4 mol/L的2，4-二硝基苯酚溶液。 【实验步骤】 1．观察几种植物细胞的原生质运动现象 ①黑藻叶片的观察：用镊子取下黑藻幼嫩叶片放于载玻片上，滴加清水并盖上盖玻片，在显微镜下观察，寻找沿叶片中脉的部分，细胞中叶绿体随原生质沿胞壁移动（若室温低于20℃或阴天看不见原生质运动现象时，可用强光照射15～20 min后再观察）。注意整个叶片中哪些部分原生质流动得*快，相邻两细胞中流动方向有何不同。 ②轮藻节间细胞的观察，取一株轮藻（含有两个以上的节）节间，用水洗净后置于载玻片上，加盖玻片于显微镜下观察，由于轮藻节间外面常有沉积物附着不易看清，因此可先在低倍物镜下移动载玻片，找到合适的部分后再换高倍物镜观察，细胞中排列整齐的叶绿体并不移动，而原生质透明部分夹带着大小颗粒一起流动，小心地调动细螺旋仔细观察。 ③小麦根毛的观察：将小麦根剪下放在载玻片上，加盖玻片在低倍镜下找到根尖以上的根毛区，然后在高倍镜下进行镜检，可以看到透明原生质夹带一些颗粒沿根毛细胞壁流动，注意根毛尖端和基部原生质流动方向的变化。

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