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实验指导:

实训一   光学显微镜的结构、使用及保养
一、目的
了解显微镜的结构和各部分的作用,能正确、熟练地使用显微镜观察植物材料,掌握显微镜的保养方法。
二、用品与材料
显微镜、擦镜纸、软布、二甲苯、任意一种植物切片。
三、方法与步骤
(一)显微镜的结构  通常使用的生物显微镜,可分为机械装置和光学系统两大部分(实验图1-1显微镜结构)。
1.机械部分。包括镜座、镜柱、镜臂、倾斜关节、载物台、镜筒、物镜转换盘、调节轮。
2.光学部分。包括接目镜、接物镜、反光镜、光调节器。
(二)显微镜的使用方法
1.取镜。拿取显微镜时,必须一手紧握镜臂,一手平托镜座,使镜体保持直立。放置显微镜时要轻,避免震动。应放在身体的左前方,离桌子边6~7cm左右。检查镜的各部分是否完好。镜体上的灰尘用软布擦拭。镜头只能用擦镜纸擦拭。不准用它物接触镜头。
2.对光。使用时,先将低倍接物镜头转到载物台中央,正对通光孔。用左眼接近接目镜观察,同时用手调节反光镜和集光器,使镜内光亮适宜。镜内所看到的范围叫视野。
3.放片。把切片放在载物台上,使要观察的部分对准物镜头,用压夹或十字移动架固定切片。
4.低倍物镜的使用。转动粗调节轮,使镜筒缓慢下降,至物镜接近切片时为止。然后用左眼从目镜向内观察,并转动粗调节轮使镜筒缓慢上升,直至看到物像为止(显微镜内的物像是倒像),再转动细调节轮,将物像调至最清晰。
5.高倍物镜的使用。在低倍物镜下观察后,如果需要进一步使用高倍物镜观察,先将要放大的部位移到视野中央,再把高倍物镜转至载物台中央,对正通光孔,一般可粗略看到物像。然后,再用细调节轮调至物像最清晰。如镜内亮度不够,应增加光强。


实验图1-1  显微镜的构造
1.镜座  2.镜柱  3.倾斜关节  4.镜臂  5.粗调节轮  6.细调节轮  7.镜筒  8.接目镜
9.转换盘  10.油接物镜  11.低倍接物镜  12.高倍接物镜  13.载物台 
14.光圈盘  15.压夹  16.反光镜
6.还镜。使用完毕,应先将接物镜移开,再取下切片。把显微镜擦拭干净,各部分恢复原位。使低倍接物镜转至中央通光孔,下降镜筒,使接物镜接近载物台。将反光镜转直,放回箱内并上锁。
(三)显微镜的保养
1.使用显微镜时必须严格按操作规程进行。
2.显微镜的零部件不得随意拆卸,也不能在显微镜之间随意调换镜头或其它零部件。
3.不能随便把目镜头从镜筒取出,以免落人灰尘。
4.防止震动。
5.镜头上沾有不易擦去的污物,可先用擦镜纸蘸少许二甲苯擦拭,再换用干净的擦镜纸擦净。
(四)生物绘图法  在进行植物形态、结构观察时,常需绘图。所绘图形要能够正确地反映出观察材料的形态、结构特征。绘图注意以下几个方面:
1.绘图要用黑色硬铅笔,不要用软铅笔或有色铅笔,一般用2H铅笔为宜。
2.图的大小及在纸上分布的位置要适当。一般画在靠近中央稍偏左方,并向右方引出注明各部名称的线条,各引出线条要平行整齐,各部名称写在线条右边。
3.画图时先用轻淡上点或轻线条画出轮廓,再依照轮廓一笔画出与物象相符的线条,线条要清晰,比例要正确。
4.绘出的图要与实物相符,观察时要把混杂物、破损、重迭等现象区别清楚,不要把这些现象绘上。
5.图的阴暗及浓淡,可用细点表示,不要采用涂抹方法。点细点时,要点成圆点,不要点成小撇。
6.整个图要美观、整洁、特别注意其准确性与科学性。
(五)徒手切片法
1.将植物材料切成0.5cm见方、1~2cm长的长方条。如果是叶片,则把叶片切成 0.5cm宽的窄束,夹在胡萝卜(或萝卜、马铃薯)等长方条的切口内。
2.取上述一个长方条,用左手的拇指和食指拿着,使长方条上端露出1~2mm高,并以无名指顶住材料,用右手拿着刀片的一端。
3.把材料上端和刀刃先蘸些水,并使材料成直立方向,刀片成水平方向,自外向内把材料上端切去少许,使切口成光滑的断面,并在切口蘸水,接着按同法把材料切成极薄的薄片。切时注意要用臂力;不要用腕力及指力,刀片切割方向由左前方向右后方拉切;拉切的速度宜较快,不要中途停顿。把切下的切片用小镊子或解剖针拨人表面皿的清水中,切时材料的切面经常蘸水,起润滑作用。
4.初切时必须反复练习,并多切一些,从中选取最好的薄片进行装片观察。
四、作业
1.显微镜的构造分哪几部分?各部分有什幺作用?
2.反复练习使用低倍接物镜及高倍接物镜观察切片,使用时应特别注意什幺问题?
3.使用显微镜过程中,应做好哪些保养工作?
4.一张优等的生物绘图应具备哪些条件?
实验实训二  植物细胞构造、叶绿体、有色体及淀粉粒的观察
一、目的
1.学会使用显微镜识别植物细胞的结构。
2.学会徒手切片法,识别叶绿体、有色体及淀粉的形态特征。
二、用品与药品
显微镜、镊子、解剖针、小剪、载玻片、盖玻片、培养皿、吸水纸、蒸馏水、碘液、 10%糖液、洋葱鳞叶、菠菜、马铃薯块茎、红辣椒或胡萝卜、大葱或紫鸭跖草。
三、实验内容
1.识别植物细胞的结构。
简易装片法:用手或镊子将洋葱鳞叶表皮撕下,剪成约3~5mm的小片。在载玻片上滴一滴水,将剪好的表皮浸入水滴内(注意表皮的外面应朝上),并用解剖针挑平,再加盖玻片。加盖玻片的方法是先从一边接触水滴,另一边用针顶住慢慢放下,以免产生气泡。如盖玻片内的水未充满,可用滴管吸水从盖玻片的一侧滴人,如果水太多浸出盖玻片外,可用吸水纸将多余的水吸去。这样装好的片子就可以镜检。
如果要使细胞观察得更清楚,可用碘液染色,即在装片时载玻片上放一滴稀碘液,将表皮放人碘液中,盖上盖片,进行镜检。可看到细胞壁、细胞质、细胞核、液泡。
2.叶绿体的观察。在载玻片上先滴一滴10%糖液,再取菠菜叶,先撕去下表皮,再用刀刮取叶肉少量,放人载玻片糖液中均匀散开,盖好盖玻片。先用低倍镜观察,可见叶肉细胞内有很多绿色的颗粒,这就是叶绿体,再换用高倍镜观察,注意叶绿体的形状。
3.白色体的观察。撕取大葱葱白内表皮用简易装片法制的切片后,进行显微镜观察即可看到白色体。若用紫鸭跖草幼叶,沿叶脉处撕取下表皮制成装片进行显微镜观察,效果更好。
4.有色体的观察。取红辣椒(或胡萝卜),用徒手切片法取红辣椒果肉的薄片。装片后用显微镜观察,可见细胞内含有橙红色的颗粒,这就是有色体。亦可用胡萝卜的肥大直根做徒手切片,其皮层细胞内的有色体为橙红色的结晶体。
5.淀粉粒的观察。取马铃薯块茎小长条作徒手切片。装片后用显微镜观察,可见细胞内有许多卵形发亮的颗粒,就是淀粉粒,许多淀粉粒充满在整个细胞内,还有许多淀粉粒从薄片切口散落到水中,把光线调暗些,还可看见淀粉粒上的轮纹。如用碘液染色,则淀粉粒都变成蓝色。
四、实验报告
1。绘几个洋葱表皮细胞结构图,并注明细胞壁、细胞质、细胞核和液泡。
2.绘几个叶绿体的细胞图。
3.绘马铃薯的淀粉粒结构图。
实验实训三  细胞有丝分裂的观察
一、目的
识别植物细胞有丝分裂各期的主要特征。
二、用品与材料
洋葱根尖纵切片。
三、方法与步骤
取洋葱根尖纵切片用显微镜观察。先用低倍镜观察,找出靠近尖端的分生区(生长点)部分,可见许多排列整齐的细胞,这就是分生组织。换用高倍镜观察,可见有些细胞处在不同的分裂过程中,分别认出其所处的不同分裂过程及分裂时期(前期、中期、后期或末期)。按对照图进行观察。
四、作业
绘细胞有丝分裂各期的一个细胞图,并注明分裂时期。
如无洋葱根尖纵切片,可自行制作切片。简易方法:
1.洋葱幼根。
(1)幼根的培养。于实验前3~4d,将洋葱鳞茎置于广口瓶上,瓶内盛满清水,使洋葱底部浸入水中,置温暖处,每天换水,3~4d后可长出嫩根。
(2)材料的固定和离析。剪取根端0.5cm,立即投入盛有一半浓盐酸和一半95%酒精的混合液中,lOmin后,用镊子将材料取出放人蒸馏水中。
(3)压片。取洗净的根尖,切取根顶端(生长点部分)1~2mm,置于载玻片上,加一滴醋酸洋红染色5~lOmin,盖上盖玻片,以一小块吸水纸放在盖玻片上。左手按住载玻片,用右手拇指在吸水纸上对准根尖部分轻轻挤压,将根压成均匀的薄层。用力要适当,不能将根尖压烂,并且在用力过程中不要移动盖玻片。
(4)醋酸洋红液。取45%的醋酸溶液lOOml,煮沸约30s,移去火苗,徐徐加入1~2g洋红,再煮5min,冷却后过滤并贮存于棕色瓶中备用。
2.油菜(或小葱)幼根。取油菜的根尖1~2mm,置于载玻片上,用镊子压碎,滴2滴紫药水(用医用紫药水1滴加5滴蒸馏水)染色lmin后,加1滴20%的醋酸,盖上盖玻片,用铅笔上的橡皮头端轻轻敲击,使材料压成均匀的单层细胞的薄层。用吸水纸吸去溢出的染液,可在显微镜下看到紫色清晰的染色体。

实验实训四  根的解剖结构的观察
一、目的
区别根尖各区结构,认识双子叶植物根初生结构和单子叶植物根结构特征,熟练使用显微镜。
二、用晶与材料
显微镜、放大镜、培养皿、滤纸、盖玻片、载玻片、镊子、刀片、植物学盒、1%番红溶液、间苯三酚、盐酸。
玉米(或小麦、水稻)的籽粒、蚕豆(或大豆、棉花)的种子、小麦(或洋葱)根尖纵切片、蚕豆幼根横切片。
三、方法与步骤
(一)根尖及其分区
1.材料的培养。在实验前5~7d,用几个培养皿(或搪瓷盘),内铺滤纸,将玉米 (或小麦、水稻)籽粒浸入水后均匀地排在潮湿滤纸上,并加盖。然后放人恒温箱中或温暖的地方,温度保持15~25℃,使根长到1~2cm,即可观察。
2.根尖及其分区的观察。选择生长良好而直的幼根,用刀片从有根毛处切下,放在载玻片上(片下垫一黑纸),不要加水,用肉眼或放大镜观察它的外形和分区。
3.根尖分区的内部结构。取小麦(或洋葱)根尖纵切片,在显微镜下观察。由根尖向上辨认各区,比较各区的细胞特点。
(二)根的初生结构
1.双子叶植物根的初生结构。在实验前lOd左右,将蚕豆(或大豆)种子同玉米籽粒进行催芽处理,待幼根长到1~2cm时,在根毛区做徒手横切,制成临时装片并加一滴番红溶液染色,盖片观察其初生结构:表皮、皮层与中柱(初生木质部与次生木质部)。
如用向日葵或棉幼根做徒手横切片并染色观察时,可看到根中央被导管占据,这是典型的双子叶植物的初生结构。
2.单子叶植物根的初生结构。用玉米根毛区的上部制作徒手横切切片,加一滴番红溶液,先在低倍镜下区分出表皮、皮层和中柱三大部分,再用高倍镜由外向内观察。识别构造特征:表皮、皮层、中柱。
(三)根的次生结构  取向日葵老根横切片,先在低倍镜下观察其各个结构所在的部位,然后转换高倍镜详细观察其各部分结构:周皮、韧皮部、形成层、木质部。
四、作业
1.绘出根尖纵切面及横切面构造的部分图,注明各部分名称。
2.简述你所观察到的双子叶及单子叶植物根的构造特征。
3.绘向日葵(或其它双子叶植物)老根横切面图(约1/6扇形图),注明各部分结构名称。
实验实训五  茎的解剖构造的观察
一、目的
认识双子叶植物和单子叶植物茎的构造特征及双子叶植物茎的次生结构。
二、用品与材料
显微镜、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、5%间苯三酚(用95%酒精配制)、盐酸、红墨水。
棉花或向日葵幼茎及幼茎横切制片,水稻(或小麦、玉米)幼茎及幼茎横切制片。双子叶植物茎的次生构造横切片。
三、方法步骤
(一)双子叶植物茎的初生结构  取向日葵(或大豆、棉花、蚕豆)幼茎做徒手横切片,用红墨水染色。即在载玻片上点一滴红墨水,放人切片材料,盖上盖片(不要冲洗),由于各部分组织对红墨水附着能力不同:因此镜检时,在低倍镜下就可以清楚地看出各部分分布情况及特点。也可用向日葵或大豆茎的初生结构横切片观察表皮、皮层与中柱(维管束、髓射线与髓)。
(二)单子叶植物茎的初生结构
1.玉米茎的结构。取玉米幼茎,在节间做横切徒手切片,将切片材料置于载玻片上,加一滴盐酸,2~3min后,吸去多余盐酸,再加一滴5%间苯三酚,几秒钟后,可见材料中有红色出现,盖上盖玻片观察。由于用间苯三酚染色分色清楚,木质化细胞被染成红色,其余部分均不着色。玉米茎结构可分表皮、厚壁组织、薄壁组织、维管束几部分。
2.小麦(或水稻)茎的结构。取小麦(或水稻)茎横切片,置于镜下观察。也可选择拔节后的小麦秆,取正在伸长的节间以下的一个节间,自它的上部(最先分化成熟部分)做横切徒手切片,和前方法相同,用5%间苯三酚染色,制片。小麦(或水稻)茎在显微镜下能看到以下部分:表皮、厚壁组织、薄壁组织与髓腔。
(三)双子叶植物茎的次生结构  取向日葵或大豆茎横切片,置于显微镜下观察,从外到内观察下列各部分:周皮、皮层、韧皮部、形成层、木质部、髓及髓射线。
四、作业
1.绘向日葵(或大豆、棉花)幼茎横切面图,并注明各部分结构名称。
2.绘玉米茎横切面图,注明各部分结构名称。
3.绘小麦(或水稻)横切面图,注明各部分结构名称。
4.简要描述向日葵(或棉花、大豆)老茎横切面中的结构。
实验实训六  叶的解剖结构的观察
一、目的
观察双子叶植物和单子叶植物叶的结构,区分两者之间的不同点。
二、用品与材料
显微镜、植物实验盒、刀片、镊子、载玻片、解剖针。
大豆、棉花、小麦或水稻叶片、水稻、小麦、玉米叶横切片,大豆叶横切片。
三、方法和步骤
(一)表皮和气孔  撕取大豆或棉花叶下表皮一部分,做成装片,置于显微镜下观察。可看到表皮细胞不规则,细胞之间凸凹镶嵌,互相交错,紧密结合,其中有许多由两个半月形的保卫细胞围合成的气孔。撕取小麦或水稻表皮一小部分,做成装片,置于显微镜下观察,可看到水稻或小麦的表皮细胞呈长方形,表皮上的气孔是由两个哑铃形的保卫细胞围合成的。
(二)双子叶植物叶片结构  将大豆或棉花叶夹在两块马铃薯(或胡萝卜)片之间做徒手切片,或用大豆、棉花及其它双子叶植物叶片横切制片,置于显微镜下依次观察表皮、叶肉与叶脉。
(三)单子叶植物叶片的结构  用小麦或水稻叶做徒手切片,或用水稻、小麦或玉米叶横切片,在显微镜下观察,并与双子叶植物叶的结构对比。
四、作业
1.绘双子叶植物叶的结构图,注明各部分。
2.绘单子叶植物叶的结构图,注明各部分。
实验实训七  花药、子房结构的观察
一、目的
观察认识花药和子房的构造特征。
二、用品与材料
显微镜、植物学盒、百合花药和子房横切制片。
三、方法与步骤
(一)花药结构的观察  取百合花药横切制片,先在低倍镜下观察。可见花药呈蝶状,其中有四个花粉囊,分左右对称两部分,其中间有药隔相连,在药隔处可看到白花丝通人的维管束。换高倍镜仔细观察一个花粉囊的结构,由外至内有下列各层:表皮、纤维素、中层与绒毡层。
在低倍镜下观察可看到每侧花囊间药隔已经消失,形成大室,因此花药在成熟后仅具有左右二室,注意观察在花药两侧之中央,由表皮细胞形成几个大型的唇形细胞,花药由此处开裂,内有许多花粉粒。 
(二)子房结构的观察  取棉花或其它植物的子房,作横切面徒手切片制成临时装片在镜下观察。也可取百合子房横制片,在低倍镜下观察,可看到由3个心皮围合形成3个子房室,胎座为中轴胎座,在每个子房室里有2个倒生胚珠,它们背靠背生在中轴上。
移动载玻片,选择一个完整而清晰的胚珠,进行观察,可以看到胚珠具有内、外两层珠被、珠孔、珠柄及珠心等部分,珠心内为胚囊,胚囊内可见到1或2个核或4个核或8个核(成熟的胚囊有8个核,由于8个核不是分布在一个平面上,所以在切片中,不易全部看到)。
四、作业
1.绘出花药的横切面图,并标注各部分的名称。
2.绘子房横切面图,标出子房壁、子房室和胚珠,以及珠孔、珠柄、珠心、胚囊等部分。
实验实训八  植物的溶液培养和缺素症状的观察
一、目的
学习溶液培养的方法,证实氮、磷、钾、钙、镁、铁诸元素对植物生长发育的重要性和缺素症状。
二、原理
植物在必需的矿物元素供应下正常生长,如缺少某一元素,便会产生相应的缺乏症用适当的无机盐制成营养液,即能使植物正常生长,称为溶液培养,如果用缺乏某种元素的缺素液培养,植物就会呈现缺素症状而不能正常生长发育。将所缺元素加入培养液中,该缺素症状又可逐渐消失。
三、用品与材料
玉米、棉花、西红柿、油菜等种子;培养缸(瓷质、玻璃、塑料均可)、试剂瓶、烧杯、移液管、量筒、黑纸、塑料纱网、精密pH试纸(pH5~6)、天平、玻璃管、棉花(或海绵)、通气装置;硝酸钙、硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钠、硝酸钠、硫酸钠、乙二胺四乙酸二钠、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锌、氯化锰、钼酸、硫酸铜。
四、方法步骤
1.育苗。选大小一致饱满成熟的植物种子,放在培养皿中萌发。
2.配制培养液(贮备液)。取分析纯的试剂,按实验表8-1用量配制成贮备液。
实验表8-1  大量元素、微量元素贮备液配制表(g·L-1)

大量元素贮备液

微量元素贮备液

Ca(No3)2

236

H3BO3

2.86

KNO3

102

ZnSO4·7H2O

0.22

MgSO4·7H2O

98

MnCl2·4H2O

1.81

MnSO4

1.015

KH2PO4

27

H2MoO4·H2O或Na2MoO4

0.09

K2SO4

88

CuSO4·5H2O

0.08

CaCl2

111

 

 

NaH2PO4

24

 

 

NaNO3

170

 

 

Na2SO4

21

 

 

EDTA-Fe-     EDTA-Na
FeSO4·7H2O

7.45
5.57

 

 

注:EDTA—Na(乙二胺四乙酸二钠),EDTA-Na是隐蔽剂,能隐蔽其它元素的干扰。配好贮备液后,再按实验表8-2配制完全液和缺素液[每1 000mL蒸馏水中贮备液用量(ml)]。
实验表8-2  完全液和缺素液配制表

贮备液

完全

缺氮

缺磷

缺钾

缺钙

缺镁

缺铁

Ca(NO3)2

5

5

5

5

5

KNO3

5

5

5

5

5

MgSO4

5

5

5

5

5

5

KH2P04

5

5

5

5

5

K2SO4

5

1

Cacl2

5

NaH2PO4

5

NaNO3

5

5

Na2SO4

5

EDTA-Fe

5

5

5

5

5

5

微量元素

1

1

1

1

1

1

1

用精密pH试纸测定培养液的pH,根据不同植物的要求,pH一般控制在5~6之间为宜,如pH>6,则用1%HCl调节所需pH。
3.水培装置准备。取1~3L的培养缸,若缸透明,则在其外壁涂以黑漆或用黑纸套好,使根系处在黑暗环境中,缸盖上应打有数孔,一侧用海绵或棉花,或软木固定植物幼苗,再通有橡皮管,使管的另一端与通气泵连接,作根系生长供氧之用。
4.移植与培养。将以上配制的培养液中各加1 200ml蒸馏水,将幼苗根系洗干净,小心穿人孔中,用棉花或海绵固定,使根系全浸入培养液中,放在阳光充沛、温度适宜 (20~25℃)的地方。
5.管理、观察。用精密pH试纸检测培养液的pH,用1%盐酸调整至pH5~6之间,每三天加蒸馏水一次以补充瓶内蒸腾损失的水分。培养液7~lOd更换一次,每天通气2~3次或进行连续微量通气,以保证根系有充足的氧气。
实验开始后,应随时观察植物生长情况,并作记录,当明显出现缺素症状时,用完全液更换缺素液,观察缺素症是否消失,仍作记录。
6.结果分析。将幼苗生长情况做记录。

处理

幼苗生长情况

完全液
缺氮
缺磷
缺钾
缺钙
缺镁
缺铁

 

五、作业
做一份实验结果报告。
实验实训九  植物标本的采集与制作
一、目的
学会植物标本的采集和制作方法。
二、用晶与材料
采集铲、枝剪、标本夹、采集箱(袋)、剪刀、镊子、放大镜、标本瓶或广口瓶、标本记录册、号牌、铅笔、台纸、标本签、针线、盖纸、胶水、吸水纸、甲醛、酒精、硫酸铜、醋酸铜、冰醋酸、甘油、氯化铜、硼酸、亚硫酸。
三、方法与步骤
(一)蜡叶标本  将采集来的植物压干,装订在台纸上(38cm×27cm),贴上采集记录卡和标本签,就成了一份蜡叶标本。
1.标本的选取。采集标本时,草本植物必须具有根、茎、叶、花或果,木本植物必须是具有花或果的标本。标本的长和宽,不应超过35cm×25cm。为了应用和交换,每种植物至少要采集3~5份。然后栓好号牌,尽快放人采集箱或袋内。
2.特征的记录。标本编号以后,认真进行观察,将特征记录在采集记录卡上,记录时应注意下列事项:
(1)填写的采集号数必须与号牌同号。
(2)性状填写乔木、灌木、草本或藤本等。
(3)胸高直径指从树干基部向上1.3m处的树干直径,一般草本和小灌木不填。
(4)栖地指路边、林下、林缘、岸边、水里等。
(5)叶主要记载背腹面的颜色,毛的有无和类型,是否具乳汁等项。
(6)花主要记载颜色和形状,花被和雌雄蕊的数目。
(7)果实主要记载颜色和类型。
(8)树皮记载颜色和裂开的状态。
土名、科名、学名如当时难以确定,可在返回后经鉴定后填写。
3.标本的整理和压制。把野外采来的标本,压人带有吸水纸的标本夹里,每天至少换纸一次,每次都要仔细加工整理标本。特别是第一次换纸整理很重要。要用镊子把每一朵花、每一片叶展平,凡有折迭的部分,都要展开,多余的叶片,可从叶基上面剪掉,留下叶柄和叶基,用以表示叶序类型和叶基的形态。去掉多余的花,也应留下花柄。叶片既要压正面,也要压反面。有利于展现植物的全部特征。
关于马齿苋、景天一类肉质多浆植物,采集后可用开水烫一下,杀死它的细胞(花不能),这种处理方法对云杉、冷杉等裸子植物都适用,因裸子植物如果不烫,叶子干了以后,常会脱落。
对于标本上鳞茎、球茎、块根等,可先用开水烫死细胞,再纵向切去1/2后进行压制。
4.上台纸。标本压干后,放在台纸上,摆好位置(要留出左上角和右下角贴标本签和记录卡的复写单),然后,用刀片沿标本的各部在适当的位置,切出数对小纵口,把已准备好的大约2mm宽的玻璃纸,从纵口部位穿人,再将玻璃纸的两端呈相反方向,轻轻拉紧,用胶水粘在台纸背面,这种方法固定的标本美观又牢固。也可用针线进行固定,这种固定方法迅速,但不如前法美观牢固。
5.鉴定。标本固定后,要进行种类的鉴定,鉴定时主要应根据花果的形态特征。如果自己鉴定不了,可请有关人员帮忙,然后把鉴定结果写入标本签,再把它贴在台纸右下角处,最后把这种植物野外记录卡的复写单贴在台纸的左上角。为了防止标本磨损,应该在台纸最上面贴上盖纸。这样,一份完整的蜡叶标本就制成了。附植物标本签(实验图 9-1)和植物记录签(实验图9-2)。

植物标本
采集号数__________________ 采集人__________________
科    名___________________________________________
学    名___________________________________________
中    名___________________________________________
年  月  日

实验图9-1  植物标本签
(二)浸渍标本 
浸渍标本的方法很多,下面主要介绍几种。
1.浸制标本的一般方法。
(1)70%酒精浸泡。
(2)70%酒精+10%甲醛混合浸泡。
(3)5%~10%甲醛液浸泡。
2.绿色保存法。
(1)在50%的冰醋酸中加入醋酸铜结晶,直到饱和不溶为止,此溶液作为母液。
(2)将1份母液加4份水,加热到8512后,将植物放人,可见植物由绿变褐,再又变绿。
(3)将再次变绿的植物取出,用清水冲洗,然后保存在10%甲醛或70%酒精液中。
比较薄嫩的植物不宜加热,可直接放人下述溶液中保存:

50%酒精  

90ml

市售甲醛液

5ml

甘油  

2.5ml

冰醋酸(或普通醋酸) 

2.5ml(或7.5ml)

氯化铜  

l0g

植物采集标本签

采集号数______________________________________________________
地    点________________________ 海拔高度_____________________
栖    地______________________________________________________
性    状______________________________________________________
高    度________________________  胸高直径____________________
茎      _______________________________________________________
叶      _______________________________________________________
花      _______________________________________________________
果    实_______________________________________________________
备    注_______________________________________________________
土    名_________________________  科   名_____________________
学    名_______________________________________________________

实验图9-2  植物采集记录签
3.红色保存法。
(1)甲醛、硼酸固定。红色桃子可用1%甲醛、0.08%硼酸固定1~3d(视果皮厚薄而定),当果皮由红变褐后取出洗净,放人1%~2%亚硫酸、0.2%的硼酸中保存。如桃子带有绿色,可在保存液加入少量硫酸铜,待果稍着色后,仍用上液保存。
(2)硫酸铜固定。红色果实带有绿色花萼和枝叶的辣椒、西红柿、西瓜(红色胎座部分应切开进行固定)和绿色带红的甘蔗等,可用5%硫酸铜固定1~2周,待果实由红变褐色时取出洗净,用1%~2%亚硫酸保存。
4.标本瓶封口法。
(1)暂时封口法。用蜂蜡和松香各1份,分别熔化混合,加入少量凡士林调成胶物状,涂于瓶盖边缘,并将盖压紧。或将石蜡熔化,用毛笔涂于盖与瓶口相接的缝上,再用线或纱布将瓶盖与瓶口接紧,倒转标本瓶,把瓶盖部分浸入熔化的石蜡中,达到严密封口。
(2)永久封口法。以酪胶及消石灰各l份混合,加入水调成糊状进行封盖,干燥后由于酪酸钙硬化而密封。
实验实训十  植物组织水势的测定(小液流法)
一、目的
学会用小液流法来测定植物组织水势。
二、原理
当植物组织浸入外界溶液中时,若植物的水势小于外液的水势,则细胞吸水,使外洒浓度变大;反之,植物细胞失水,外液浓度变小,若细胞和外液的浓度相等,则外液浓度不发生变化。溶液浓度不同其比重也不同,不同浓度的两溶液相遇,稀溶液比重小而会上升,浓溶液比重大而会下降。根据此理,把浸过植物组织的各浓度液滴滴回原相应浓度的各溶液中,液滴会发生上升、下降或基本不动的现象。如果液滴不动,说明外液在浸过组织后浓度未变,那幺就可根据该溶液的浓度计算出其水势。此水势值也就是待测植物组织水势。小液流法就根据这个原理,把植物组织浸入一系列不同浓度的蔗糖液中,由于比重发生了变化,通过观察滴出小液滴在原相应浓度中的反应而找出等渗浓度,从而就可算出溶液的水势。
三、用品与材料
指管木架、指形管(带软木塞)、弯头毛细吸管(带橡皮头)、小镊子、移液管、温度计、穿孔器、不同浓度的蔗糖液(0.2~0.6mol·L-1)、甲烯蓝(亚甲基蓝)、叶片。
四、方法与步骤
1.取洗净烘干的指形管10个,分成两组,各按糖液浓度编记2、3、4、5、6号,插在指管架上,排成两排,使同号相对。在一排管中,分别注入0.2~0.6mol·L-1的蔗糖液各5ml;另一排管内分别注入对应浓度糖液各lml,两者管口均塞上软木塞。
2.选取有代表性的植物叶子1至数片,用打孔器打取叶圆片40片。用小镊子把圆片放人lml糖液指形管中,每管8片,再塞上软木塞。每隔数分钟轻轻摇动,使叶片要全部浸入糖液中,使叶内外水分更好地移动。
3.30~60min后,打开软木塞,向装叶的每一管中投入甲烯蓝小结晶1~2粒(可用针或火柴杆等挑取甲烯蓝粉少许,要求每管用量大致相等),摇动均匀,使糖液呈蓝色 (便于观察)。
4.用干净毛细管吸取有色糖液少许,轻轻插入同浓度5ml糖液内,在糖液中部轻轻挤出有色糖液一小滴,小心抽出毛细吸管,不能搅动溶液,并观察有色糖液的升降情况,分别作下记录。毛细吸管不能乱用,一个浓度只能用一只,既要干净,又要干燥。
找出使有色糖液不动的浓度,即为等渗浓度。如果找不到静止不动的浓度,则可找液滴上升和下降交界的两个浓度,取其平均值,即可按公式计算出该植物的水势。
5.计算根据找到的溶液浓度换算成溶液渗透压,可按下列公式计算:
ψs=P   p=iCRT
式中 ψs——溶质势;    .
P——渗透压;
i——渗透系数(表示电解质溶液的渗透压为非电解质溶液渗透压的倍数。如
蔗糖i=1,NaCli=1.8  KNO3i=1.69);
C——溶液的摩尔浓度(即所求的等渗浓度);
R——气体常数=0.082;
T——绝对温度,即实验时液温+273。
所求得的P值,即为该溶液的渗透压,用大气压表示,换算成Pa(1大气压二1.013× 105Pa),其负值即为该溶液的溶质势,也就是被测植物组织的水势(因植物组织处于等渗溶液中,组织的水势等于外液的溶质势)。
五、作业
1.记录实验结果。
2.将记录结果代人公式,算出植物组织水势。
实验实训十一  质壁分离法测定渗透势
一、目的
通过实验学会用质壁分离测定植物细胞或组织的渗透势。
二、原理
植物细胞是一个渗透系统,如果将其放人高渗溶液中,细胞内水分外流而失水,细胞会发生质壁分离现象,若细胞在等渗或低渗溶液中则无此现象。细胞处在等渗溶液中,此时细胞的压力势为零,那幺细胞的渗透势就等于溶液的渗透势即为细胞的水势。
当用一系列梯度的糖液观察细胞质壁分离时,细胞的等渗浓度界于刚刚引起初始质壁分离.的浓度和与其相邻的尚不能引起质壁分离的浓度之间的溶液浓度,代人中ψπ=—iCRT公式,即可算出其渗透势(即水势)。
三、用品与材料
显微镜、载玻片、盖玻片、培养皿(或试管)、镊子、刀片、表面皿、试管架、小玻棒、吸水纸、0.2~0/6mol·L—1的蔗糖、0.03%中性红、小麦叶片(最好为含有色素的植物材料,如带色的洋葱表皮、紫鸭跖叶片等)。
四、方法与步骤
1.取干燥洁净的培养皿5套,贴上标签编号,依次倒人不同浓度的糖液(0.2~ 0.6mol·L-1),使其成一薄层,盖好皿盖。
2.以镊子撕取叶表皮或洋葱鳞茎内表皮放人中性红皿内染色5~10min(有色材料不染色),取出后用水冲洗,并吸干植物材料表面的水分,然后依次放人不同浓度糖液中,经过20~40min后(如温度低,适当延长),依次取出放在载玻片上,用玻棒加一滴原来浓度的糖液,盖上玻片,在显微镜下观察质壁分离情况,确定引起50%左右细胞初始质壁分离时的那个浓度(即原生质从细胞角隅分离的浓度)作为等渗浓度。
3.实验结果做记录。

蔗糖溶液浓度(mol·L-1)

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

渗透势
质壁分离细胞占%

 

 

 

 

 

五、作业
1.记录实验结果。
2.算出所测植物组织的渗透势。
实验实训十二  叶绿体色素的提取与测量
一、叶绿体色素的提取与分离
(一)目的  明确叶绿体色素的种类及其提取和分离的方法。
(二)原理  高等植物的叶绿体中含有叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素 (胡萝卜素和叶黄素)。这两类色素均不溶于水,而溶于有机溶剂,故常用酒精或丙酮提取。提取液中的叶绿体色素可用层析法加以分离,因吸附剂对不同物质的吸附力不同,当用适当溶剂推动时,不同物质的移动速度不同,便可将色素分离。
(三)用品与材料  托盘天平、培养皿、滤纸、玻棒、烧杯、漏斗、研钵、滴管、漏斗架、坩埚、三角瓶、剪刀、95%酒精、汽油、碳酸钙、无水碳酸钠、石英砂。
(四)实验步骤
1.色素的提取。将剪碎的鲜叶8~10g放人研钵中,加少量石英砂和碳酸钙粉及95%酒精5~lOml研磨成糊状,再加入20mi左右的酒精,充分混匀,以提取匀浆中的色素, 3~5min后,过滤人三角瓶中,加l0g左右无水碳酸钠以除去提取液中的水分,将提取液转入另一三角瓶中,加塞待用。
干叶提取,可先取植物新鲜叶片在105℃下杀青,再在70~80℃下烘干,研成粉末 (如不及时用,可避光密闭贮存)。称取叶粉2g,放人小烧杯中,加入95%酒精20~ 30ml,进行浸提,浸泡中需要用玻璃棒经常搅动,如气温过低亦可在水浴中适当加热。待酒精是深绿色时,将溶液过滤到另一烧杯或三角瓶中待用。
2.色素的分离。取一圆形滤纸,在其中心戳一圆形小孔。另取一张滤纸,剪成长 5cm、宽1.5cm的纸条,将它捻成纸芯。将纸芯一端蘸取少量提取液使色素扩散的高度限制在0.5cm以内,风干后再醮,反复操作数次。然后将纸芯蘸有提取液的一端插人圆形滤纸的小孔中,使与滤纸刚刚平齐(勿突出)。坩埚内加适量无色汽油,把插有纸芯的圆形滤纸平放在上,使纸芯下端浸入汽油中,进行层析。这时纸芯不断吸上汽油,并把其上的色素一起沿滤纸向四周扩散,不久就可看到被分离的各种色素的同心圆环,叶绿素b为黄绿色,叶绿素a为蓝绿色,叶黄素是鲜黄色,胡萝卜素是橙黄色。用铅笔标出滤纸上各种色素的位置并注明其名称。
(五)注意事项
1.用于色素分离的提取液浓度应高些,蘸取提取液的速度不宜太快,风干后再蘸,浓度不高时分离效果较差。
2.分离图可在暗中保存,以免色素被光氧化。
(六)作业
记录以上各项结果,并加以解释。
二、叶绿体色素的理化性质
(一)目的  从光合色素的结构出发,认清叶绿体色素的主要理化性质及观察方法。
(二)原理  叶绿素是一种二羧酸的酯,可与碱起皂化作用,产生的盐能溶于水中。以此法将叶绿素和类胡萝卜素分开。叶绿素与类胡萝卜素都具有共轭双键,在可见光区表现出一定的吸收光谱,可用分光镜检查或用分光光度计精确测定。叶绿素吸收光量子而转变为激发态的叶绿素分子很不稳定,当它回到基态时,可以发射出红色荧光。叶绿素分子中的镁可被H+所取代而成为褐色的去镁叶绿素,后者遇到Cu2+可形成绿色的铜代叶绿素,这种铜代叶绿素在光下不易受到破坏,故常用此法制作绿色多汁植物的浸制标本。
(三)用品与材料  分光镜、铁三角架、研钵、分液漏斗、酒精灯、石棉网、滴管、小烧杯、试管、试管架、玻棒、移液管、95%酒精、石油醚、醋酸铜粉、氢氧化钾片、 50%醋酸。
(四)方法与步骤  将本实验第一项中提取的叶绿体色素溶液用95%酒精稀释1倍,进行以下实验:
1.皂化作用。吸取叶绿体色素提取液5mi放人试管内,再加入少量氢氧化钾片,充分摇匀,片刻后,加入5ml石油醚,摇匀,再沿试管壁慢慢加入1~1.5ml蒸馏水,轻轻摇匀,静置试管架上,随即可看到溶液逐渐分为两层,下层是酒精溶液,其中溶有皂化叶绿素a和叶绿素b(还有少量叶黄素);上层是石油醚溶液,其中溶有黄色的胡萝卜素和叶黄素。
将上下两层溶液用分液漏斗分离,分别装入试管内,加塞放于暗处,以供观察吸收光谱用。
2.H+和Cu2+对叶绿素分子中镁的取代作用。吸取叶绿体色素提取液约5ml放人试管中,加入50%醋酸数滴,摇匀后,观察溶液的颜色有何变化。
当试管中溶液变成褐色后,倾出一半于另一试管中,投入醋酸铜粉末少许,微微加热,然后与未加醋酸铜的试管比较,观察颜色有何变化。
3.叶绿素的荧光现象。取较浓的叶绿体色素提取液5ml,放人试管中,观察光线透过叶绿素提取液和叶绿素提取液在暗背景下的反射光的颜色有何不同?
4.叶绿体色素的吸收光谱。先调试分光镜,伸缩分光镜的望远镜筒,使彩色光谱清晰可见,然后把叶绿体色素提取液(盛于试管内)置于光源和分光镜的光门之间,观察光谱有何变化?再把经过皂化作用后分离出的绿色溶液和黄色溶液分别置于光源和分光镜之间,观察光谱有何变化?试说明其原因。
(五)注意事项
1.皂化反应中,须待氢氧化钾充分溶解后才能加入石油醚,反复用石油醚萃取,待上层黄色完全去除,下层才为叶绿素钾盐。
2.吸收光谱观察的光合色素浓度应适中。
3.取代反应时如遇温度低可以在酒精灯上加热,以加快反应。
(六)作业  记录以上各项结果,并加以解释。
三、叶绿素的定量测定
(一)实验目的  植物叶绿素的含量与光合作用和氮素营养有密切关系,因此测定植物叶绿素的含量对合理施肥、育种及植物病理研究有着重要意义。本实验要求掌握用分光度法测定叶绿素含量的方法。
(二)原理  分光光度法是根据叶绿素对某一特定波长的可见光的吸收,用公式计算出叶绿素含量。此法精确度高,还能在未经分离的情况下分别测出叶绿素a和叶绿素b的含量。
根据比尔定律,某有色溶液的光密度D与其浓度C成正比,即D=KCL,L为液层厚度。
当溶液浓度以百分浓度为单位,且液层厚度为1cm时,K称为该物质的比吸收系数。
欲测定叶绿体色素混合提取液中叶绿素a和叶绿素b的含量,只需测定该提取液在某一定波长下的光密度D,并根据叶绿素a、叶绿素b在该波长下的吸收系数即可求出叶绿素的浓度。为了排除类胡萝卜素的干扰,所用的单色光应选择叶绿素在红光区的最大吸收峰。
已知叶绿素a和叶绿素b在红光区的最大吸收峰分别位于663nm和645nm,又知在波长663nm下,叶绿素a和叶绿素b的80%丙酮溶液的比吸收数分别为82.04和9.27;而在波长645nm下,分别为16.75和45.6。据此可列出下列关系式: 
D663=82.04Ca十9.27Cb                      (实验式12-1)
D645=16.75Ca十45.60Cb                       (实验式12-2)
实验式12-1、实验式12-2中的D663、D64s分别为叶绿素溶液在波长663nm和645nm时的光密度,Ca、Cb分别为叶绿素a和叶绿素b的浓度,以mg·L-1为单位。
解方程式实验式12-1、实验式12-2得:
Ca=12.7D663—2.69D645                        (实验式12-3)
Cb=22.9D645—4.68D663                        (实验式12-4)
将Ca和Cb相加,即得叶绿素总量CT,即:
CT=Ca+Cb=20.2D645—8.02D663                  (实验式12-5)
另外,由于叶绿素a、叶绿素b在652nm处有相同的比吸收系数(均为34.5),也可在此波长下测定一次光密度(D652)而求出叶绿素a和叶绿素b的总量,即:

G=
D652×1 000
34.5
(三)用品与材料  分光光度计、烧杯、滤纸、移液管、天平、剪刀、试管、漏斗、研钵、容量瓶、80%丙酮、石英砂、碳酸钙粉。   
(四)实验步骤
1.提取叶绿素。从植株上选取有代表性的叶片若干,剪碎,称取0.18置于研钵中(室温高时,研钵应置于冰浴中),加少量石英砂和碳酸钙粉,并加入少量80%丙酮先研磨成匀浆,再定容至25ml,摇匀并放在避光处,待残渣发白后过滤,滤液供测定用。
2.测定光密度。取一口径为1cm的比色杯,注入上述叶绿素丙酮溶液;另以80%丙酮注入同样比色杯中,作为空白对照。在663nm和645nm波长下读取光密度D663和D645,或在652nm波长下读取光密度D652。
3.结果计算。根据测得的光密度D663、D645代人实验式12-3、实验式12-4和实验式12-5,分别计算出叶绿素a、叶绿素b的浓度和叶绿素总浓度,也可根据D652代人实验式 12-6计算出叶绿素a和叶绿素b的总浓度。求得叶绿素浓度后,再计算出所测样品中叶绿素的含量,单位为mg·g-1。
25        1
10001      0.1
叶绿素b含量=0.25Cb
叶绿素总含量=0.25CT
(五)注意事项
1.测定叶绿素的分光光度计波长和精度必须符合要求,否则测定结果不佳,导致在 652nm测得的总量与在663nm、645nm测定计算的总量差异明显。
2.提取叶绿素时应避直射光,操作要迅速;提取出的叶绿素应立即测定,以免光氧化使含量下降。
(六)作业  计算叶绿素含量,完成实验报告。
实验实训十三  植物光合强度的测定(改良半叶法)
一、实验目的
掌握改良半叶法测定叶片净光合速率、总光合速率的原理和方法。
二、原理
叶片中脉两侧的对称部位,其生长发育基本一致,功能接近。如果让一侧的叶片照光,另一侧不照光,一定时间后,照光的半叶与未照光的半叶在相对部位的单位面积干重之差值,就是该时间内照光半叶光合作用所生成的干物质量。
在进行光合作用时,同时会有部分光合产物输出,所以有必要阻止光合产物的运出。由于光合产物是靠韧皮部运输,而水分等是靠木质部运输的,因此如果破坏其韧皮部运输,但仍使叶片有足够的水分供应,就可以较准确地用干重法测定叶片的光合强度。
三、用品与材料
打孔器、分析天平、称量皿、烘箱、脱脂棉、锡纸、毛巾、5%三氯乙酸、90℃以上的开水、剪刀、纸牌。
四、方法与步骤
(一)选择测定样品  在田间选定有代表性的叶片若干,用小纸牌编号。选择时应注意叶片着生的部位、受光条件、叶片发育是否对称等。
(二)叶子基部处理  棉花等双子叶植物的叶片,可用5%三氯乙酸涂于叶柄周围;小麦、水稻等单子叶植物,可用在90℃以上开水浸过的棉花夹烫叶片下部的一大段叶鞘 20s。如玉米等叶片中脉较粗壮,开水烫不彻底的,可用毛笔蘸烧至110~120℃的石蜡烫其叶基部。为使烫伤后的叶片不致下垂,可用锡纸或塑料包围之,使叶片保持原来着生的角度。
(三)剪取样品  叶子基部处理完毕后,即可剪取样品,一般按编号次序分别剪下叶片的一半(不要伤及主脉),包在湿润毛巾里,贮于暗处,也可用黑纸包住半边叶片,待测定前再剪下。
过4~5h后,再按原来次序依次剪下照光另半边叶,也按编号包在湿润的毛巾中。
(四)称重比较  用打孔器在两组同号的半叶的对称部位打若干圆片(有叶面积仪的,也可直接测出两半叶的叶面积),分别放人两个称量皿中,在110℃下杀青15min,再置于70℃烘箱至恒重,冷却后用分析天平称重。

  

W2—W1
S×t(五)结果计算  两组叶圆片干重之差值,除以叶面积及照光时间,得到光合强度 (实验式13-1),即:
光合强度=           (mg·dm-2·h-1)                   (实验式13-1)

 

式中   W2——照光圆片干重(mg);
Wi——未照光圆片干重(mg);
S——圆片总面积(dm2);
t——照光时间(h)。
(六)注意事项
1.选择外观对称的植物叶片,以免两侧叶生长不一致,导致误差。
2.选择的叶片应光照充足,防止因太阳高度角的变化而造成叶片遮阳。
3.涂抹三氯乙酸的量或开水烫叶柄的时间应适度,过轻达不到阻止同化物运转的目的,过重则会导致叶片萎蔫降低光合。
4.应有若干张叶片为一组进行重复。
五、作业
记录实验结果,完成实验报告。

实验实训十四  滴定法测定呼吸速率
一、目的
掌握用广口瓶法测定植物的呼吸速率,并比较不同萌发阶段小麦种子及幼芽的呼吸速率。
二、原理
在密闭容器中加入一定量碱液[一般用Ba(OH)2],并悬挂植物材料,则植物材料呼吸放出的二氧化碳可为容器中Ba(OH)2吸收,然后用草酸滴定剩余的碱,从空白和样品二者消耗草酸溶液之差,可计算出呼吸释放的二氧化碳量。其反应如下:
Ba(OH)2+CO2→BaCO3↓++H2O               (实验式14-1)
Ba(OH)2(剩余)+H2C2O4→BaC2O4↓+2H2O      (实验式14-2)
三、用品与材料
    广口瓶测呼吸装置(实验图14-1)、电子天平、酸式和碱式滴定管、滴定管架、温度计、尼龙网制小篮、1/44mol·L-1草酸溶液(准确称取重结晶H2C2O4·2H2O2.865 1g溶于蒸馏水中,定容至1 000ml,每毫升相当于1mg二氧化碳)、0.05mol·l-1氢氧化钡溶液 [Ba(OH)28.6g或Ba(OH)2·8H2O15.78g溶于1 000ml蒸馏水中。如有浑浊,待溶液澄清后使用]、酚酞指示剂(称取1g酚酞,溶于100ml 95%乙醇中,贮于滴瓶中)。
四、方法与步骤   
(一)呼吸速率的测定             
1.装配广口瓶测呼吸装置。取500m1广口瓶1个,加一个三孔橡皮塞。一孔插入一装有碱石灰的干燥管,使吸收空气中的二氧化碳,保证在测定呼吸时进入呼吸瓶的空气中无二氧化碳;一孔插入温度计;另一孔直径约1cm,供滴定用。平时用一小橡皮塞塞紧。在瓶塞下面装一小钩,以便悬挂用尼龙窗纱制作的小筐,供装植物材料用。整个装置如实验图14-1。
2.空白滴定。拔出滴定孔上的小橡皮塞、用碱滴定管向瓶内准确加入0.05mol·L-lBa(OH)2溶液20ml,再把滴定孔塞紧。充分摇动广口瓶几分钟。待瓶内二氧化碳全部被吸收后,拔出小橡皮塞加入酚酞三滴,把酸滴定管插入孔中,用1/44mol·L-l草酸进行空白滴定,至红色刚刚消失为止,记下草酸溶液用量(ml),即为空白液滴定值。
3.材料滴定值的测定。取另一广口瓶测呼吸装置,加20mlBa(OH)2溶液于瓶内,取待测小麦种子100粒,同时称出重量,装人小筐中,打开橡皮塞,迅速挂于橡皮塞的小钩上,塞好塞子(加样操作时,应严格防止室内空气和口中呼出的气体进入瓶内),开始记录时间。经30min,其间轻轻摇动数次,使溶液表面的BaCO3薄膜破碎,有利于二氧化碳的充分吸收。到预定时间后,轻轻打开瓶塞,迅速取出小筐,立即重新塞紧。充分摇动2min,使瓶中二氧化碳完全被吸收,拔出小橡皮塞,加入酚酞3滴,用草酸滴定如前。记下草酸用量,即为样品滴定值。
4.取出广口瓶中的小麦种子,放于烘箱中于80℃下烘干,并称取干重。
5.计算呼吸速率:
(空白滴定值—样品滴定值)×mg二氧化碳·ml—1草酸
呼吸速率=                                                      (实验式14-3)
植物组织鲜重(或干重)×时间
呼吸速率的单位一般可采用mg·g-l·h-l,式中滴定值以毫升计,mg二氧化碳·ml-1草酸=1。
(二)不同状态植物种子呼吸速宰的比较
1.用前面描述过的大小一致的广口瓶3个(可三个实验小组合作),按步骤3、4分别测定以下材料的呼吸速率:
吸胀的小麦种子100粒;
萌动的小麦种子100粒;
芽长0.5cm左右的小麦种子100粒。
根据测定结果,按实验式14-3计算以鲜重(或干重)为单位的呼吸速率。同时按实险式14-4计算每100粒小麦种子lh内放出的二氧化碳毫克数。
(空白滴定值—样品滴定值)×mg二氧化碳·ml—1草酸
呼吸速率=                                                  
(实验式14-4)
测定时间
2.把不问处理的测定结果记入实验表14-l,并加以解释,比较用三种不同单位所表示的种子呼吸速率的差异。
(三)注意事项
实验课中由于人数多,室内空气中二氧化碳浓度不断升高,是本实验最大的误差来源。若先做样本测定,后做空白滴定,测定结果甚至出现负值。克服的办法可将广口瓶装满水,在室外迎风处将水倒净,换上室外空气(若用自来水,还应用无二氧化碳蒸馏水或煮沸过的冷开水洗涤广口瓶),塞好橡皮塞,带回室内进行加液、滴定等操作。进行样本测定时也可在室外将装有萌发种子的小筐挂入瓶中,并开始记时。操作要注意到勿使口中呼出的气体进入瓶中。
实验表14-1  呼吸速率测定记载表
测定日期:





处理
方式

材料量

测定
时间
(ml)

空白
滴定值
(ml)

样品
滴定值
(ml)

呼吸速率

 

每克鲜重每小时内放出和二氧化碳毫克数
(mg·g—1·h—1)

每克干重每小时内放出的二氧化碳毫克数
(mg·g—1·h—1)

每100粒种子1h内放出的二氧化碳毫克数
(mg)

 

鲜重


粒数

 

1

吸胀种子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

萌动
种子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

芽长
0.5cm
种子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、作业
比较不同类型种子的呼吸强度。
实验实训十五  种子生活力的快速测定
目的  掌握种子生活力的快速测定。
一、氯化三苯基四氮陛法(TTC法)
(一)原理  凡生活种胚在呼吸作用过程中都有氧化还原反应,而无生命活力的种胚则无此反应。当TTC溶液渗入种胚的活细胞内,并作为氢受体被脱氢辅酶(NADH或NADPH2)上的氢还原时,便由无色的TTC变为红色的三苯基甲(TTF)从而使种胚着色。当种胚生活力下降时,呼吸作用明显减弱,脱氢酶的活性亦大大下降,胚的颜色变化不明显,故可由染色的程度推知种子生活力强弱。TTC还原反应如下:

(二)用品与材料  恒温箱、培养皿、刀片、烧杯、镊子、天平、0.5%TTC溶液。
称取0.5gTTC放在烧杯中,加入少许95%乙醇使其溶液,然后用蒸馏水稀释至100ml。溶液避光保存,若溶液变红色,即不能再用。
(三)方法与步骤
1.浸种。将待测种子在30~35℃温水中浸泡(大麦、小麦、釉谷6~8h,玉米5h左右,粳谷2h),以增强种胚的呼吸强度,使显色迅速。
2.显色。取吸胀的种子200粒,用刀片沿种胚中央纵切为两半,取其中的一半置于两只培养皿中,每皿l00个半粒,加适量ITC溶液,以浸没种子为度。然后放入30—35℃的恒温箱中保温0.5~1h。倒去TTC溶液,用水冲洗多次,至冲洗液无色为止。观察结果,凡被染成红色的为活种子。
将另一半在沸水中煮5min杀死种胚,作同样染色处理,作为对照观察。
3.计算活种子的百分率,如果可能的话与实际发芽率作一比较,看结果是否相符?
二、红墨水染色法
(一)原理  凡生活细胞的原生质膜具有选择性吸收物质能力,某些染料如红墨水中的酸性大红G不能进入细胞内,胚部不染色。而死的种胚细胞原生质膜丧生了选择吸收的能力,于是染料便能进入死细胞而使胚着色。故可根据种胚是否染色来判断种子的生活力。
(二)用品与材料  与TTC法相同。红墨水溶液的配制:取市售红墨水稀释20倍(1份红墨水加19份自来水)作为染色剂。
(三)方法与步骤
1.浸种。同TTC法。
2.染色。取已吸胀的种子200粒,沿种胚的中线切为两半,将其中一半平均分置于两只培养皿中,加入稀释后的红墨水,以浸没种子为度,染色10~20min。倒去红墨水溶液,用水冲洗多次,至冲洗液无色为止。观察染色情况:凡种胚不着色或着色很浅的为活种子;凡种胚与胚乳着色程度相同的为死种子。可用沸水杀死另一半种子作对照观察。
3.计数种胚不着色或着色浅的种子数,算出发芽率。
(四)作业
1.试验结果与实际情况是否相符?为什幺?
2.TTC法和红墨水法测定种子生活力结果是否相同?为什幺?
实验实训十六   花粉生活才的观察
目的  掌握鉴定花粉生活力的几种常用方法。
一、花粉萌发测定法
(一)原理  正常成熟花粉粒具有较强的活力,在适宜的培养条件下能萌发和生长,在显微镜下可直接观察与计数萌发个数,计算其萌发率,以确定其活力。
(二)器材与用具  显微镜、恒温箱、培养皿、载玻片、玻棒、滤纸。
培养基(10%蔗糖,10mg·L-1硼酸,0.5%琼脂):称10g蔗糖,1mg硼酸,0.5g琼脂与90ml水放人烧杯中,在100℃水浴中熔化,冷却后加水至100ml备用。
(三)方法与步骤
1.培养花粉。将培养基熔化后,用玻棒蘸少许,涂布在载玻片上,故人垫有湿润滤纸的培养皿中,保湿备用。
采集丝瓜、番瓜或其它葫芦科植物刚开放或将要开放的成熟花朵,将花粉洒落在涂有培养基的载玻片上,然后将载玻片放置于垫有湿滤纸的培养皿中,在25℃左右的恒温箱(或室温20℃)下培养5~10min。
2.观察。用显微镜检查5个视野,统计萌发花粉个数。
二、碘一碘化钾染色测定法
(一)原理  大多植株正常成熟的花粉呈圆球形,积累着较多的淀粉,用碘一碘化钾溶液染色时,呈深蓝色。发育不良的花粉往往由于不含淀粉或积累淀粉较少,碘一碘化钾溶液染色时呈黄褐色。故可用碘一碘化钾溶液染色法来测定花粉活力。
(二)器材与用具  显微镜、天平、载玻片与盖被片、镊子、烧杯、量筒、棕色试剂瓶。
碘一碘化钾溶液:取2g碘化钾溶于5~10ml蒸馏水中,加入1g碘,充分搅拌使完全溶解后,再加蒸馏水300ml,摇匀贮于棕色试剂瓶中备用。
(三)方法与步骤
1.制片与染色。采集水稻、小麦或玉米可育和不育植株的成熟花药,取一花药于载玻片,加1滴蒸馏水,用镊子将花药捣碎,使花粉粒释放。再加l一2滴碘一碘化钾溶液,盖上盖玻片。
2.观察。观察2~3张片子,每片取5个视野,统计花粉的染色率,以染色率表示花粉的育性。
三、氯化三苯基四氮唑法(TTC法)
(一)原理  具有活力的花粉呼吸作用较强,其产生的NADH或NADPH2能将无色的TTC还原成红色的TTF而使花粉本身着色。无活力的花粉呼吸作用较弱,TTC颜色变化不明显,故可根据花粉着色变化来判断花粉的生活力。
(二)用品与材料  显微镜、恒温箱、烧杯、量筒、天平、镊子、载玻片与盖玻片、棕色试剂瓶。
0.5%TTC溶液:称取0.5gTTC放入烧杯中,加少许95%酒精使其溶解,然后用蒸馏水稀释至100ml,贮于棕色试剂瓶中避光保存(若溶液已发红,则不能再用)。
(三)方法与步骤
1.染色。采集植物花粉,取少许放在载玻片上,加1~2滴0.5%TTC溶液,盖上盖玻片,置35℃恒温箱中,10~15min后镜检。
2.镜检。观察2~3张片子,每片取5个视野镜检,凡被染红色的花粉活力强,淡红次之,无色者为没有活力或不育花粉,统计花粉的染色率,以染色率表示花粉活力的百分率。
四、作业
1.上述每一种方法是否适合于所有植物花粉活力的测定?
2.哪一种方法更能准确反映花粉的活力?
实验实训十七  春化处理及其效应观观察
一、目的
掌握冬小麦等作物的春化处理方法,并对其春化效应观察。
二、原理
冬性作物(如冬小麦)在生长发育过程中,必须经过一段时间的低温,生长锥才开始分化,故可通过检查生长锥分化来确定作物是否已通过春化。
三、用品与材料
冰箱、解剖镜、载玻片、解剖针、镊子、培养皿。
四、方法与步骤
(一)种子春化处理  选取一定数量的冬小麦种子(最好是强冬性小麦品种),分别于播种前50、40、30、20和10d吸水萌动,置培养皿内,故人0~5℃的冰箱中春化处理。
(二)播种  将冰箱中不同春化处理的小麦种子和未经低温处理但已吸水萌动的种子,于春季(3月下旬或4月上旬)播种于盆钵或实验地中。
(三)观察  当春化处理时间最长的麦苗拔节时,于各处理中分别取1株麦苗,用解剖针剥取出生长锥,放在载玻片上,加l滴水,于显微镜下观察,并作简图加以区别。
继续观察麦苗生长情况,直至春化处理时间最长的麦苗开花,并记载各处理的开花时间。
五、作业
1.春化处理时间长短与冬小麦抽穗时间是否相关?为什幺?
2.举例说明春化现象的研究在农业生产中的意义。
实验实训十八   长、短日照处理及其效应观察
一、目的
观察苍耳等短日植物的长短日照处理效应。
二、原理
暗期的长短是能否开花的关键。苍耳是短日照植物,短的光周期诱导能促使其性器官分化,提早开花结实。
三、用品与材料
供短日处理的暗箱或暗室、日光灯或红色灯泡(60~100W)、光照自控装置、小花盆、双筒解剖镜。
四、方法与步骤
将苍耳等短日植物栽培在长日条件下(每天日照时数>18h),当苍耳幼苗长出5~6片叶后,按实验表18-1给以不同处理:
实验表18-1  长、短日照处理方法

处理组

长、短日照处理

0组(CK)
1组
2组
3组

放于自然长日下,不进行短日诱导
每天8h光照诱导1d
每天8h光照诱导2d
每天8h光照诱导3d

经上述处理后,记录苍耳现蕾期,并按实验实训十七中介绍的方法剥离生长锥观察顶芽分化情况(实验图18-1),并与对照作比较。
五、作业
l.幼苗经不同日照处理后,花期有何变化?并解释其现象。


2.根据植物对日照的要求,引种工作中应注意哪些问
题。

实验图18-1  苍耳顶端原基发育图开花阶段

开花阶段

标  准

0

营养生长,茎端相对扁乎和小

1

首先清楚地看到茎端的膨胀

2

花原端至少高与宽相等,但基部还没有收缩

3

花原端基部收缩,但还看不到花原基

4

首先看到花原基,盖住花原端下部1/4处

5

花原基盖住花原端从l/4至3/4

6

花原基盖住所有的部位,除花原端的顶部外

7

花原端完全被花原基盖住,有一点短柔毛

8

有许多短柔毛,并表现出花部的某种分化;至少lcm基本直径

实验实训十九  不良环境对植物的影响(电导法)
一、目的
了解不良环境对植物细胞的伤害与电导率的关系。
二、原理
当植物受低温、高温等不良条件影响时,会引起细胞膜选择透性的丧失,使细胞内的盐类和有机物外渗到周围介质中。电解质的外渗,可以很容易用电导率仪测出。
三、用品与材料
柳树枝条、冰箱、烧杯、剪刀、电导仪、天平、真空泵蒸馏水或无离子水、量筒、镊子。
四、方法与步骤
(一)电导率的测定  称取经冰冻和未冰冻的清洗材料各l份,叶子为2.0g(不含粗叶脉),枝条3.0g。叶片剪成1cm2左右的方块,枝条剪成10n长的小段,放入干净烧杯内。先用自来水反复和浸洗几分钟,以便洗去伤口表面的电解质,再用去离子水清洗三四遍,最后用50ml去离子浸泡,加盖,放置lh后,测出电导率。同时用蒸馏水作空白对照,测出电导率。
将上述材料煮沸l~2min,静置lh,测定电导率。同时用蒸馏水作空白对照,测出电导率。分别计算受冻与未受冻材料电解质外渗的百分率。
(二)植物受伤害的百分率的计算  受冻与未受冻材料电导率,分别为A与B,煮沸后电导率分别为C与D,一般情况下(当两份材料非常均匀时),C与D大致相同,单位均为μs·cm-1。
受冻材料的相对电导率(%)=A/C×100
未受冻材料的相对电导率(%)=B/D×100
植物受伤的百分率(%)=(A—B)/(C—B)×100
比较受冻材料与未受冻材料的相对电导率的大小,相对电导率越大,受害程度越大,看看与植物受伤的百分率结果是否相符。
五、作业
1.当测定出的电导率C与D的值相差较大时,说明了什么问题?
2.简述电导率仪的使用方法及注意事项。

实验实训十九  不良环境对植物的影响(电导法)
一、目的
了解不良环境对植物细胞的伤害与电导率的关系。
二、原理
当植物受低温、高温等不良条件影响时,会引起细胞膜选择透性的丧失,使细胞内的盐类和有机物外渗到周围介质中。电解质的外渗,可以很容易用电导率仪测出。
三、用品与材料
柳树枝条、冰箱、烧杯、剪刀、电导仪、天平、真空泵蒸馏水或无离子水、量筒、镊子。
四、方法与步骤
(一)电导率的测定  称取经冰冻和未冰冻的清洗材料各l份,叶子为2.0g(不含粗叶脉),枝条3.0g。叶片剪成1cm2左右的方块,枝条剪成10n长的小段,放入干净烧杯内。先用自来水反复和浸洗几分钟,以便洗去伤口表面的电解质,再用去离子水清洗三四遍,最后用50ml去离子浸泡,加盖,放置lh后,测出电导率。同时用蒸馏水作空白对照,测出电导率。
将上述材料煮沸l~2min,静置lh,测定电导率。同时用蒸馏水作空白对照,测出电导率。分别计算受冻与未受冻材料电解质外渗的百分率。
(二)植物受伤害的百分率的计算  受冻与未受冻材料电导率,分别为A与B,煮沸后电导率分别为C与D,一般情况下(当两份材料非常均匀时),C与D大致相同,单位均为μs·cm-1。
受冻材料的相对电导率(%)=A/C×100
未受冻材料的相对电导率(%)=B/D×100
植物受伤的百分率(%)=(A—B)/(C—B)×100
比较受冻材料与未受冻材料的相对电导率的大小,相对电导率越大,受害程度越大,看看与植物受伤的百分率结果是否相符。
五、作业
1.当测定出的电导率C与D的值相差较大时,说明了什么问题?
2.简述电导率仪的使用方法及注意事项。