植物生理學實驗課程

1、植物生理學實驗課程大綱一、課程概述課程名稱（中文）：植物生理學實驗 （英文）：Plant Physiology Experiments課程編號：18241054課程學分：0.8課程總學時：24課程性質(zhì)：專業(yè)基礎課前修課程：植物學、生物化學、植物生理學二、課程內(nèi)容簡介植物生理學是農(nóng)林院校各相關(guān)專業(yè)的重要學科基礎課，是學習相關(guān)后續(xù)課程的必要前提，也是進行農(nóng)業(yè)科學研究和指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段和依據(jù)。本實驗課程緊密結(jié)合理論課學習內(nèi)容，加深學生對理論知識的理解。掌握植物生理學的實驗技術(shù)、基本原理以及研究過程對了解植物生理學的基本理論是非常重要的。本大綱體現(xiàn)了植物生理學最實用的技術(shù)方法。實驗內(nèi)容上和農(nóng)業(yè)生

2、產(chǎn)實踐相結(jié)合，加強學生服務三農(nóng)的能力。實驗手段和方法上，注重傳統(tǒng)、經(jīng)典技術(shù)理論與現(xiàn)代新興技術(shù)的結(jié)合，提高學生對新技術(shù)、新知識的理解和應用能力。三、實驗目標與要求 植物生理學實驗的基本目標旨在培養(yǎng)各專業(yè)、各層次學生有關(guān)植物生理學方面的基本研究方法和技能，包括基本操作技能的訓練、獨立工作能力的培養(yǎng)、實事求是的科學工作態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L的建立。開設植物生理學實驗課程，不僅可以使學生加深對植物生理學基本原理、基礎知識的理解，而且對培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度以及提高科研能力等都具有十分重要的作用。要求學生實驗前必須預習實驗指導和有關(guān)理論，明確實驗目的、原理、預期結(jié)果，操作關(guān)鍵步驟

3、及注意事項；實驗時要嚴肅認真專心操作，注意觀察實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果；及時將實驗結(jié)果如實記錄下來；實驗結(jié)束后，根據(jù)實驗結(jié)果進行科學分析，完成實驗報告。四、學時分配植物生理學實驗課學時分配實驗項目名稱學時實驗類別備注植物組織水勢的測定3學時驗證性葉綠體色素的提取及定量測定3學時驗證性植物的溶液培養(yǎng)及缺素癥狀觀察3學時驗證性植物呼吸強度的測定3學時設計性紅外CO2分析儀法測定植物呼吸速率3學時設計性選修植物生長物質(zhì)生理效應的測定3學時驗證性植物種子生活力的快速測定3學時驗證性果實、蔬菜中有機酸含量測定3學時設計性植物抗逆性的鑒定3學時設計性改良半葉法測定植物的光合速率6學時綜合性選修植物生理綜

4、合演示實驗3學時綜合、設計性演示合計36學時注：本實驗課程總計0.8學分，合24學時，安排8次實驗，其中驗證性實驗占62.5%，綜合性、設計性實驗占37.5%。五、實驗內(nèi)容安排實驗一：植物組織水勢的測定（3學時）（一）實驗目的 了解植物體不同組織和細胞之間、植物和環(huán)境之間水分移動與植物組織水勢的關(guān)系；熟悉植物組織水勢測定的原理和一般方法；掌握小液流法測定植物組織水勢的基本方法。（二）實驗材料與用品 實驗材料：植物葉片。 實驗用品：CaCl2或蔗糖溶液、甲烯藍溶液、試管、帶塞離心管、試管架、移液管、洗耳球、洗瓶、標簽紙、吸水紙、旋渦混合器、打孔器（0.5cm）、塑料墊板、鑷子、彎頭吸管、超聲波清

5、洗機、烘箱、純水機等。（三）實驗內(nèi)容與方法1配制0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40 mol·L-1共8種濃度的CaCl2或蔗糖溶液；2測定女貞、冬青等功能葉片組織水勢；3計算植物組織水勢；4結(jié)果分析。（四）作業(yè) 1測定植物組織水勢有何意義？ 2小液流法測定植物組織水勢的優(yōu)缺點？實驗二：葉綠體色素的提取及定量測定（3學時）（一）實驗目的了解葉綠素的熒光現(xiàn)象及產(chǎn)生熒光的機理；熟悉葉綠體色素的提取方法； 掌握分光光度計法測定葉綠體色素含量的基本過程。（二）實驗材料與用品實驗材料：新鮮植物葉片。實驗用品：95乙醇（或丙酮）、碳酸鈣、石英砂、電子天平

6、、組織搗碎機（或研缽、研棒）、剪刀、漏斗、玻棒、燒瓶、量筒、722型分光光度計（或751型或其它精密型）、日光燈、圓形濾紙、吸水紙、擦鏡紙等。（三）實驗內(nèi)容與方法1葉綠體色素的提取；2葉綠素熒光的觀察；3分光光度計測定663nm、645nm的吸光值； 4計算Chla、Chlb的含量及Chla/b的比值。（四）作業(yè)1為什么提取葉綠素時干材料一定要用80的丙酮，而新鮮的材料可以用無水丙酮提?。?葉綠素a、b在藍紫光區(qū)也都有一吸收峰，能否用這一吸收峰波長進行葉綠素a、b的定量測定？3分析比較活體測定的葉綠素含量與提取測定的區(qū)別。實驗三：植物的溶液培養(yǎng)及缺素癥狀觀察（3學時）（一）實驗目的 了解植物的

7、溶液培養(yǎng)技術(shù)在理論、生產(chǎn)上的實際應用； 熟悉植物溶液培養(yǎng)法的原理和基本方法； 掌握植物必需元素的生理作用及典型的缺素癥狀。（二）實驗材料與用品 實驗材料：玉米、蕃茄幼苗。實驗用品：硝酸鉀、硫酸鎂、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、硫酸鈉、磷酸二氫鈉、硝酸鈉、硝酸鈣、氯化鈣、硫酸亞鐵、硼酸、氯化錳、硫酸銅、硫酸鋅、鉬酸、鹽酸、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-Na2）、燒杯、移液管、量筒、微量加液器、試劑瓶、培養(yǎng)缸、純水機等。（三）實驗內(nèi)容與方法1配制系列溶液培養(yǎng)液：完全液、N液、P液、K液、Ca液、Mg液、Fe液；2將玉米苗或番茄幼苗固定在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)34個星期；3每星期觀察植株表現(xiàn)癥狀，同時補加或更換培養(yǎng)液；4

8、記錄植株表現(xiàn)的癥狀并分析。（四）作業(yè)1為什么說溶液培養(yǎng)是研究礦物質(zhì)營養(yǎng)的重要方法？2溶液培養(yǎng)過程中，為什么要打氣、補加或更換培養(yǎng)液？3根據(jù)實驗結(jié)果敘述玉米、番茄幼苗缺乏必需元素時所表現(xiàn)的癥狀并分析原因。實驗四：植物呼吸強度的測定（3學時）（一）實驗目的了解不同組織器官、不同生育期植物呼吸強度的差異；熟悉呼吸速率在植物生理學研究及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐等方面的重要作用；掌握廣口瓶法測定植物呼吸強度的基本方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：豆芽、黃豆；植物花、葉等不同器官。實驗用品：1/44 mol·L-1草酸溶液、0.05mol·L-1 Ba(OH)2溶液酚、酞指示劑、廣口瓶測定呼吸裝

9、置、三角瓶、電子天平、酸式滴定管、滴定管架等。（三）實驗內(nèi)容與方法 1裝配廣口瓶測定呼吸裝置； 2空白滴定； 3樣品滴定； 4計算呼吸強度。（四）作業(yè) 1影響植物呼吸強度的因素有哪些？ 2在呼吸強度測定中哪些步驟容易出現(xiàn)誤差，應當怎樣避免？ 3測定植物呼吸強度有何意義？ 實驗五：紅外CO2分析儀法測定植物呼吸速率（3學時）（一）實驗目的了解不同組織器官、不同生育期植物呼吸強度的差異；熟悉呼吸速率在植物生理學研究及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐等方面的重要作用；掌握紅外線氣體分析儀法測定植物呼吸強度的基本方法。它不但快速、準確，而且可將測定信號變?yōu)殡娦盘栞敵觯阌趦x器的自動化和智能化。（二）實驗主要儀器實驗材料：

10、番茄、桔子、草莓等果實或葉片以及蘑菇等活體植物。實驗儀器：GXH-3051型紅外線CO2氣體分析儀。（三）實驗內(nèi)容與方法1.按說明書要求連接儀器；2.打開紅外儀電源預熱；3.調(diào)零與校準；4.測定；5.計算呼吸速率。（四）作業(yè)1.掌握紅外線CO2氣體分析儀的原理與操作方法。2.比較不同植物材料、不同生育期呼吸速率的差異。實驗六：植物生長物質(zhì)生理效應的測定（3學時）（一）實驗目的 了解植物激素對各器官的不同效應； 熟悉植物生長素的生理效應； 掌握測定-萘乙酸（NAA）生理效應的方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：小麥種子。實驗用品：飽和漂白粉（或0.1HgCl2）、10mg·L-1萘乙酸

11、(NAA)溶液、恒溫培養(yǎng)箱、培養(yǎng)皿、移液管、微量取液器、圓形濾紙(直徑與培養(yǎng)皿底內(nèi)徑相同)、尖頭鑷子、標簽紙、純水機等。（三）實驗內(nèi)容與方法 1配制10、1、0.1、0.01、0.001、0.0001及0 PPM 的NAA溶液9mL于將培養(yǎng)皿中，編號； 2種子消毒，每個培養(yǎng)皿中擺放15粒種子，在暗中恒溫箱中培養(yǎng)3天。 3測定小麥種子萌發(fā)的根、芽生長量； 4記錄原始數(shù)據(jù)并作圖分析NAA對各器官的不同效應。（四）作業(yè) 1你能否根據(jù)植物不同器官對生長素反應有所不同的原理，說明一些自然現(xiàn)象？ 2根據(jù)生長素的生理效應，舉例說明生長素在生產(chǎn)上的應用。 3如果需要用植物激素處理以生產(chǎn)無根豆芽，選擇哪種激素或

12、生長調(diào)節(jié)劑？為什么？實驗七：植物種子生活力的快速測定（3學時）（一）實驗目的 了解測定種子生活力對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種子經(jīng)營產(chǎn)業(yè)的重要性； 熟悉種子生活力檢測的基本原理和各種方法的特點； 掌握幾種快速鑒定種子生活力的方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：小麥種子。實驗用品：0.1TTC溶液、紅墨水溶液、烘箱、培養(yǎng)皿、鑷子、單面刀片、墊板(切種子用)、燒杯、棕色試劑瓶、濾紙等。（三）實驗內(nèi)容與方法 1浸泡小麥種子：冷水1620h或溫水68h； 2隨機取種子2份，每份50粒，用單面刀片沿胚部中線縱切成兩半，其中一半用于測定。同時將種子在沸水中煮沸35min，取5粒死種子作對照； 3把切好的種子分別放在培養(yǎng)皿

13、中，一份加TTC溶液，以浸沒種子為度，在3035的恒溫箱內(nèi)保溫30min。另一份加紅墨水溶液，以浸沒種子為度，染色1020min； 4用自來水反復沖洗，立即觀察種胚著色情況，判斷種子有無生活力。（四）作業(yè) 1比較幾種快速測定種子生活力方法所測得的結(jié)果是否相同？為什么？2實驗測得的發(fā)芽率與實際發(fā)芽率是否一致？為什么？ 3就你所知，還有哪些快速測定種子生活力的方法？ 實驗八：果實、蔬菜中有機酸含量的測定（3學時）（一）實驗目的 了解測定果蔬有機酸的意義； 熟悉測定果蔬有機酸方法的一般原理； 掌握果蔬中有機酸含量的測定方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：不同發(fā)育階段的蘋果、桔子。 實驗用品：1%酚酞

14、試劑、0.1 mol·L-1NaOH、電子天平、研缽、研棒、水浴鍋、漏斗、移液管、容量瓶、量筒、三角瓶、堿式滴定管等。（三）實驗內(nèi)容與方法1有機酸提?。簾崴峁麑?、蔬菜中的有機酸；2有機酸含量測定：堿滴定法測定有機酸含量；3每組實驗設3次重復； 4結(jié)果計算。（四）作業(yè) 1分析比較不同果實或不同成熟度的果實有機酸含量的差異原因？ 2為什么說檸檬酸含量是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標之一？實驗九：植物抗逆性的鑒定（3學時）（一）實驗目的 了解細胞膜透性變化在科研上的應用；熟悉細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；掌握電導率儀法測定植物葉片抗逆性的原理和方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：植物葉片。實驗用品：

15、去離子水、DDS-11A型或DDS-11型電導儀、真空泵（附真空干燥器）恒溫水浴鍋、鑷子、剪刀、烘箱、低溫冰箱、移液管、燒杯等。（三）實驗內(nèi)容與方法1容器的洗滌；2實驗材料處理：正常與高溫、低溫等處理；3使用電導率儀測定去離子水的電導率（本底值）和正常、逆境處理葉片的電導率；4計算。（四）作業(yè) 1測定電解質(zhì)外滲量時，為何要對材料進行真空滲入？測定過程中為何要進行振蕩？ 2細胞受傷后為何透性會變大？透性變大有何害處？ 3據(jù)你所知，還有哪些因素會使細胞透性發(fā)生變化？透性增大是否都屬反?，F(xiàn)象？實驗十：改良半葉法測定植物的光合速率（6學時）（一）實驗目的 了解生態(tài)環(huán)境因子對光合速率的影響； 熟悉CO2

16、分析儀法、光合儀測定光合速率與改良半葉法的差異； 掌握改良半葉法測定植物光合速率的原理和方法。（二）實驗材料與用品實驗材料：女貞、冬青等植物葉片。實驗用品：石蠟、510三氯乙酸、烘箱、打孔器、稱量瓶或鋁盒、電子天平、剪刀、刀片、熱水瓶、紗布、有蓋搪瓷盤、紙牌、鉛筆等。（三）實驗內(nèi)容與方法 第一天： 1選定有代表性的葉片（如不同冠層部位、不同向光面）10張，掛牌編號； 2根據(jù)材料的形態(tài)解剖特點選用環(huán)割、燙傷和化學環(huán)割方法切斷韌皮部物質(zhì)運輸； 38:00剪取一半葉片，記錄時間，另一半葉片則留在植株上進行光合作用； 4下午4：00取下另一半葉片。將同張葉片的兩半對應部位疊在一起，用打孔器在半葉的中部

17、打下同樣大小的葉面積，105殺青10分鐘，80烘至恒重。 第二天： 上午，烘干樣品； 下午，稱樣品重、計算結(jié)果，做實驗總結(jié)分析； 最后，完成實驗報告。（四）作業(yè) 1.與其它測定光合速率方法相比，改良半葉法測光合速率的優(yōu)缺點及注意事項。 2.改良半葉法測單子葉植物（如水稻）的光合速率應如何操作？請設計一個試驗方案。 3.比較葉片總光合速率與凈光合速率測定時的不同之處，說明原因。實驗十一：植物生理學演示實驗（3學時）（一）實驗目的 以演示實驗視頻的形式，展現(xiàn)植物生理學中水分生理、礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用機理、呼吸作用機理以及植物成花和衰老等教學內(nèi)容。（二）實驗素材植物生理學教學演示實驗匯總項目名稱分屬章

18、節(jié)闡述的知識要點植物吐水現(xiàn)象水分生理根系吸水的動力根系的吸附現(xiàn)象礦質(zhì)營養(yǎng)根系對對礦質(zhì)元素的吸收葉綠素熒光現(xiàn)象光合作用葉綠素對光的吸收打頂、打叉同化物運輸頂端優(yōu)勢、植物激素果實催熟植物成熟與衰老激素、呼吸作用與衰老的關(guān)系丙二醛測定抗性生理逆境脅迫對植物生理的影響（三）實驗內(nèi)容與方法1.植物吐水現(xiàn)象：以小麥為材料，培養(yǎng)皿發(fā)苗一周后，觀察壯苗吐水現(xiàn)象。實驗所需儀器設備較少，準備周期為7-10天。2.根系的吸附現(xiàn)象：以小麥為材料，培養(yǎng)皿發(fā)苗兩周后，觀察麥苗根系對甲烯藍溶液的吸附作用。實驗所需儀器設備較少，準備周期為14-16天。3.葉綠素熒光現(xiàn)象：以菠菜葉片為材料，利用95%乙醇提取高濃度的葉綠素溶液，觀察透射光和反射光下溶液顏色的改變。實驗所需儀器設備適中，準備周期為2小時。4.打頂、打叉：以荊芥為材料，培養(yǎng)皿發(fā)苗兩周后，利用打頂處理，觀察側(cè)枝的生長。實驗所需儀器設備較少，準備周期為14-16天。5.果實催熟：以蘋果為材料，將有損傷的蘋果與青蘋果一起密封放置一周，觀察青蘋果成熟情況。該實驗所需費用較高，準備周期為7-10天。6.丙二醛測定：以不同衰老度的葉片為材料，利用硫代巴比妥酸顯色法，測定其丙二醛含量，觀察溶液顏色變化。實驗所需儀器設備適中，準備周期為2小時。（四）作業(yè) 1植物根系吸收礦質(zhì)元素的部位？簡述根系吸