植物生理学研究技术
长江大学农学院植物生理教研室
2004年8月
实验一 植物组织水势的测定（小液流法）
植物体内的生理生化活动与其水分状况密切相关，而植物组织的水势是表示植物水分状况的一个重要生理指标。目前，植物组织水势的测定主要有几种方法：小液流法、折射仪法、压力室法、露点法、热电偶法。前两种方法虽然简便，但精确性差。压力室法较适于测定枝条或叶柄导管的水势。露点法、热电偶法较适宜测定柔软叶片的水势，且精确度高，可在一定范围内重复测定叶片的水势，是较好的水势测定方法。植物的水势可作为制定灌溉的生理指标。
一、实验目的
通过实验，掌握用小液流法测定植物组织水势的原理和方法。
二、实验原理
水势代表水的能量水平，水总是从水势高处流向低处。水进入植物体内并分布到各组织器官中的快慢或难易由水势差来决定，水势越高，植物组织的吸水能力越差，而供给水能力越强。当植物组织与一系列浓度递增的溶液接触后，如果植物组织水势大于（或小于）外液的水势，则组织失水（或吸水），使外液浓度变低（或变高），密度变小（或变大）。如果植物组织的水势等于外液的水势时，植物组织既不失水也不吸水，外液浓度不变。当取浸泡过植物组织的溶液的小滴（亦称小液流，为便于观察应先染色），分别放入原来浓度相同而未浸泡植物组织的溶液中部时，小液流就会因密度不同而发生上升或下沉或不动的情况。小液流在其中不动的溶液的水势（该溶液为等渗浓度），即等于植物组织的水势。
三、实验材料、设备及试剂
1. 材料：植物叶片；马铃薯块茎等。
2. 仪器设备：试管；小瓶；小塞子；打孔器(直径0.5㎝)；尖头镊子；移液管（1ml、5ml、
10ml）；注射针钩头滴管；刀片。
3. 试剂：1mol·L－1蔗糖液；甲烯蓝粉。
四、实验步骤
1. 系列糖浓度配制
1.1 取干燥洁净试管6支，贴上标签，编号，用1mol·L－1蔗糖母液配成0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、
0.30 mol·L
－1
浓度的糖液，各管总量为10ml，并塞上塞子（防止浓度改变），作为甲组。
1.2 另取干燥洁净的小瓶6个，标明0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol·L－1浓度,分别从甲组
取相应浓度糖液1ml盛于小瓶中，随即塞上塞子，作为乙组。
2. 取样及测定
2.1选取生长一致的叶片，用直径为0.5cm的打孔器钻取圆片，在玻璃皿内混匀，然后用镊子把圆片
放进乙组小瓶中，每瓶放15～20片，（若采用植物块茎如马铃薯，先用打孔器钻取圆条，然后切成约1mm厚圆片，每瓶放5片），立即塞紧塞子，放置40min左右 ，其间轻轻摇动几次，以加速平衡。
2.2 到预定时间后，各小瓶加入几粒甲烯蓝粉染色，摇匀，取6支干燥洁净的注射针钩头滴管，分
别从乙组中取出溶液，插入甲组原相应浓度蔗糖溶液的中部，轻轻挤出钩头滴管内的溶液，使成小液滴，并小心地抽出钩头滴管（注意勿搅动溶液），注意观察那些管的小液滴往上移动，那些管的小液滴往下
1
移动，那一管的小液滴静止不动。如果某一管中的小液滴悬浮不动，则说明该管溶液与小液流的密度相等，也即植物组织与该浓度糖液间未发生水分净交换，植物组织的水势等于该糖液的水势，根据公式算出该糖液水势也即得出植物组织水势 。若前一浓度溶液小液流下沉，而后一浓度溶液中上浮，则组织的水势值介于两糖液水势之间，可取平均值计算。
2.3 结果记录
按下表记录实验结果
系列浓度糖液的配置和实验结果记录表
需配糖液浓度 （mol·L1）
－
1 mol·L
－1
糖液 蒸馏水
(ml) 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0
小液流移动方向 （上、下或不动）
（ml） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0.05 0.5 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
五、植物组织水势值计算
将测得的等渗浓度值代入以下公式计算出植物组织的水势： 公式中：ψW=ψл=－iCRT（MPa）
ψW —植物组织水势,单位：Mpa（兆帕）
ψл —溶液的渗透势（即溶液的水势） C —等渗浓度（mol·L）
R —气体常数（0.0083 L·MPa·mol·K）
T —热力学温度（273 + t℃）
i —解离系数（蔗糖 =1；CaCl2 =2.60）
－1
－1
－1
六、注意事项
1. 配制糖液浓度要准确，并充分摇匀。 2. 取样时选材要一致。 3. 打孔时要避开大叶脉。
4. 加甲烯蓝要适量，过多会影响溶液浓度，过少则很难识别小液流移动方向。
2
实验二 叶绿素含量的测定（比色法）
叶绿素的含量与植物光合作用及氮素营养有密切的关系，在科学施肥、育种及植物病理研究上常有测定的需要。
一、 实验目的
掌握叶绿素含量测定的基本原理和方法。
二、实验原理
叶绿素与其他显色物质一样，在溶液中如液层厚度不变则其吸光度与它的浓度成一定的比例关系。已知叶绿素a 、b在652 nm波长处有相同的比吸收系数（均为34.5）。因此，在此波长下测定叶绿素溶液的吸光度，即可计算出叶绿素a 、b的总量。
三、实验材料、仪器设备及试剂
1. 材料：菠菜叶；芥菜叶或其他植物叶片。
2. 仪器设备：电子分析天平；分光光度计；漏斗；25ml容量瓶；剪刀；滤纸；玻棒等。 3. 试剂：95﹪乙醇、石英砂、碳酸钙粉。
四、实验步骤
1. 叶绿素的提取
称取植物鲜叶0.20g（可视叶片叶绿素含量增减用量），剪碎放入研钵中，加少量碳酸钙粉和石英
砂及3～5ml95﹪乙醇研成匀浆，再加约10ml 95﹪乙醇稀释研磨后，用滤纸过滤入25ml容量瓶中，然后用95﹪乙醇滴洗研磨及滤纸至无绿色为止，最后定容至刻度，摇匀，即得叶绿素提取液。
2. 测定
取光径为1cm的比色杯，倒入叶绿素提取液距杯口1cm处，以95﹪乙醇为空白对照，在652 nm波长下读取吸光度（A）值。
五、计算
将测得的吸光度A652 值代入公式(1), 即可求得提取液中叶绿素浓度。所得结果再代入公式(2)，即
可得出样品中叶绿素含量（mg ·g－1Fw）。 A652
C ( mg ·ml－1 ) = ———— ????????????????????（1）
34.5
公式中： C — 叶绿素 （a 和b ）的总浓度( mg ·ml－1 ) A652 — 表示在652nm 波长下测得叶绿素提取液的吸光度
34.5为叶绿素a和b混合溶液在652nm波长的比吸收系数（比色杯光径为1cm, 样品浓度为
1g·L－1时的吸光度）。
C（mg·ml－1）× 提取液总量（ml）
叶绿素含量（mg ·g－1Fw）= ———————————————— ??（2）
样品鲜重（g）
3
实验三 植物呼吸速率的测定（小篮子法）
呼吸速率是植物生命活动最重要的指标之一，在植物生理研究中常有测定必要。目前测定植物呼吸速率有小筐子法、气流法、测压法、氧电极法、红外线CO2气体分析仪（IRGA）等方法。前两种方法是测定植物呼吸过程CO2的释放，虽然精确性差，但方法简便，其中气流法适用于测定大量样品（如植物的块茎、块根、瓜果类）的呼吸速率。测压法、氧电极法是测定植物呼吸过程对O2的吸收，样品用量少，且精确度高。利用红外线CO2气体分析仪测定植物呼吸速率比较快速、准确，是科研上常采用的方法。本实验目的在于掌握测定植物呼吸速率的原理及方法。
一、 实验目的
掌握用小筐子法测定植物呼吸速率的原理和方法。
二、实验原理
植物进行呼吸放出CO2,测定一定的植物材料在单位时间内放出CO2的数量，即能算出植物 材料的呼吸速率。呼吸放出的CO2可用氢氧化钡溶液吸收，用标准草酸溶液滴定剩余的氢氧化钡。同时做一个空白实验，同样用标准草酸滴定。根据空白滴定值减去呼吸滴定值草酸用量之差值，便可计算出植物的呼吸速率。其反应式如下：
Ba( OH )2 + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O Ba( OH )2 + H2C2O4 → BaC2O4 ↓ + 2H2O
三、实验材料、仪器设备及试剂 1.材料：发芽水稻种及其他植物。
2.仪器设备：恒温培养箱；呼吸测定装置
（如图）；天平；酸式和碱式滴定管；尖头镊子。
3.试剂及配制
约1/44 mol·L－1Ba(OH)2溶液配制：
称取氢氧化钡（Ba(OH)2·8H2O）结晶7.25g,溶 于蒸馏水中，溶解后定容至1000ml。
1/44 mol·L－1标准H2C2O4溶液配制：
准确称取草酸（H2C2O4·2H2O）结晶2.8651g溶 于蒸馏水中，溶解后定溶定至1000ml。每ml 相当于1mgCO2。
1﹪酚酞指示剂配制：称取酚酞 1g 先用少量75﹪酒精溶解，再用酒精定容至100ml。
四、实验步骤
1.呼吸测定装置说明
取一个500ml广口瓶（称呼吸瓶），加一个三孔橡皮塞。一孔插一盛碱石灰的干燥管，使呼吸过程中能进入无CO2的空气，一个孔插温度计，另一孔直径约1cm，供滴定用，平时用一小橡皮塞塞紧。瓶塞下面挂一铁丝筐，以便装植物材料。整个装置称“呼吸测定装置”，如图所示。
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