普通生物学实验

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普通生物学实验EMAIL:glayertop2@163.comTEL：15629597667植物学部分王建芳\nContents1.植物的徒手切片和植物各类组织的观察2.植物叶脉标本的制作3.叶绿体色素的提取、分离及含量测定4.植物种子活力的快速测定\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察一、植物徒手切片法实验目的徒手切片的方法是我们从事教学、科研及生产技术工作中常用的最简便的观察植物内部构造的方法，这种方法不需要复杂的设备，又能随时迅速地观察植物的生活细胞及各器官内部组织的生活状况和天然的色彩，所以有很大的实用价值。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察一、植物徒手切片材料与工具芹菜叶柄（长度2~3厘米）、刀片药品和试剂染色剂\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察一、植物徒手切片方法和步骤（1）切片前，在小培养皿中盛以清水，准备好滴管和刀片等用具和欲切的材料（芹菜叶柄）。（2）切片时用左手的三个指头拿住材料，并使其稍突出手指之上。右手持刀片，平放在左手的食指之上，刀口向内，且与材料断面平行，然后以均匀的动作，自左前方向右后方滑行切片，注意要用整个手臂向后拉（手腕不必用力）。切下薄片后，将薄片轻轻移入已盛水的培养皿中备用。（3）挑选最薄而透明的切片，取出放在载玻片上，制成临时装片观察，也可制成永久性的玻片标本。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察一、植物徒手切片实验注意事项（1）选择材料时不易太硬也不要太软。（2）切片时动作要敏捷，材料要一次切下。（3）整个切片过程中应用清水湿润材料和刀面，使之滑润，否则材料容易破损。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍种子植物的组织结构按照其发育特点，可分为两大类，即分生组织和成熟组织。分生组织细胞在植物的一生中始终具有分裂能力，一方面增加新细胞到植物体中，另一方面使自己永存下去。成熟组织是由分生组织分裂的一些细胞在后来的生长发育过程中陆续分化而失去分裂能力，所形成的有特定功能的细胞。按成熟组织的功能又可以分成营养组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织。在不同种植物、植物体不同的器官和植物发育的不同阶段，组织结构有所不同。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍分生组织：植物根尖顶端有一帽状的根冠，其内圆锥状的部分染色深，细胞小，细胞核相对较大，细胞质较厚，没有明显的液泡，无分化，为原分生组织。原分生组织上方略有分化的组织，为初生分生组织，其表面是原表皮，表皮以内染色较淡的是基本分生组织，中央染色较深的部位为原形成层。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍保护组织：是覆盖在植物体表面起保护作用的组织，由一层或数层细胞构成，其功能主要是避免水分过度散失，调节植物与环境的气体交换，抵御外界风雨和病虫害的侵袭，防止机械的或化学的损伤。根据其来源和形态的不同，保护组织又分为表皮（初生保护组织）和周皮（次生保护组织）。保护组织细胞排列整齐，具有保护内部柔嫩部分的功能。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍输导组织：是植物体中担负物质长途运输的主要组织，是植物体中最复杂的系统。根从土壤中吸收的水分和无机盐，由输导组织运送到地上部分。叶的光合作用的产物，由输导组织运送到根、茎、花、果实中去。植物体各部分之间经常进行的物质的重新分配和转移，也要通过输导组织来进行。输导组织分为二类，一类为木质部，主要运输水分和溶解于其中的无机盐；另一类为韧皮部，主要运输有机营养物质。输导组织细胞的特点是细胞长形，常上下相连，形成适于输导的管道。木质部有导管，韧皮部有筛管和伴胞。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍输导组织植物茎的结构木栓形成层双子叶植物茎的结构\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍输导组织小麦茎的结构\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍厚角组织：厚角组织是植物机械组织的一类,厚角组织细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚，壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隔上特别明显，故称厚角组织。厚角组织分布于茎、叶柄、叶片、花柄等部分，根中一般不存在。厚角组织的分布具有一个明显的特征，即一般总是分布于器官的外围，或直接在表皮下，或与表皮只隔开几层薄壁细胞。在茎和叶柄中厚角组织往往成连续的圆筒或分离成束，常在具脊状突起的茎和叶柄中棱的部分特别发达，例如在薄荷的方茎中，南瓜、芹菜具棱的茎和叶柄中。细胞为长柱形，相互重叠排列。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验介绍分泌组织：分泌组织是由具有分泌作用能分泌挥发油、树脂、蜜汁、乳汁等的细胞所组成。根据分泌组织分布在植物的体表或植物的休内，可分为外部分泌组织和内部分泌组织两大类。（一）外部分泌组织：位于植物的体表，其分泌物直接排出于体外，其中有腺毛和蜜腺（二）内部分泌组织：存在于植物体内，其分泌物贮在细胞内或细胞间隙中。按其组成，形状和分泌物的不同，可分为：1．分泌细胞；2．分泌腔；3．分泌道；4．乳汁管。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察二、植物各类组织的观察实验目的能说出植物的分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织和机械组织的基本形态结构特点，并能从植物器官中辨认各种植物组织。器材和试剂1.植物材料玉米根尖纵切永久制片、南瓜茎纵切永久制片、大叶黄杨叶、芹菜叶柄、柑橘果实。2.实验器材显微镜、剪刀、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、滴管、培养皿。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察实验步骤1.分生组织的观察（1）取玉米根尖纵切永久制片，先在低倍镜下观察，再用高倍镜。（2）注意观察：初生分生组织的细胞形态特点，有无正在分裂的细胞；如果观察到了正在分裂的细胞，注意观察其分裂的方向；初生分生组织的细胞之间有无细胞间隙？（3）细胞特点：细胞小，细胞核较大，没有大液泡，细胞呈正方形，排列整齐紧密。因为正在分裂，细胞质密度大，活动旺盛，细胞壁薄。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察实验步骤2.保护组织的观察（1）撕取大叶黄杨叶表皮制成临时装片，观察其表皮细胞、气孔器的形态结构。（2）注意观察：细胞间的排列、细胞间有无间隙。（3）细胞特点：外有细胞壁，内有大液泡；细胞之中可观察到绿色颗粒状物（叶绿体).另外，还可能观察到唇状的叶孔保护细胞\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察实验步骤3.输导组织的观察（1）观察南瓜茎的纵切永久制片，找出木质部中的导管、韧皮部中的筛管和半胞，（2）注意观察：筛板和长形成群分布的一类细胞，此为木纤维。（3）细胞特点：细胞长形，常上下相连，形成适于输导的管道。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察实验步骤4.厚角组织的观察（1）将芹菜叶柄制成的临时装片置于显微镜下，观察叶柄的棱角处，在表皮和维管束之间有一团厚角组织，细胞壁较厚，并有光泽。（2）细胞特点：细胞稍长，具有明显加厚的初生壁，其加厚的部分多在细胞相互毗连的角隅处，有的植物细胞壁加厚在切向壁或近胞间隙的部位。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察实验步骤5.分泌组织（1）取柑橘外果皮，观察其上透明的小囊，挤压果皮，观察小囊中有什么物质溢出？将果皮制成切片，在显微镜下观察，小囊为一空腔，其中有什么物质？（2）细胞特点：是由细胞分化来的特化细胞。这种细胞的体积一般较相邻细胞大，形状各异，它们常呈单个细胞分散在植物体内其他较不特化的细胞间，在各类器官中存在。\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察三、思考题1.初生分生组织、保护组织的细胞之间有无细胞间隙？2.木质部和韧皮部在输送过程中的作用有什么区别？筛管和导管的细胞是死细胞还是活细胞？3.厚角组织的细胞是死细胞还是活细胞？\n实验一植物徒手切片和植物各类组织观察作业1.完成实验报告\nThankYou!\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定水势表示水的化学势，水分在渗透系统中总是由水势高处向水势低处流动。植物生活细胞是一个渗透系统，当将植物细胞或组织放入外界溶液中时，水分将以水势差为动力在两者间流动，最终达到动态平衡。如果植物组织的水势小于外界溶液的水势，植物细胞吸水，使外界溶液浓度增大；反之，植物细胞失水，使外液浓度变小。若植物组织与外界溶液水势相同，将不改变外部溶液的浓度，此时外液的渗透势就等于植物组织的水势。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定实验原理利用外界溶液的浓度不同其比重也不同的原理来确定与植物组织水势相同的外液，根据公式计算植物组织的水势。实验方法小液流法实验目的掌握植物组织水势的测定方法，并了解渗透系统中水势大小是水分移动方向的决定因素。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定实验器材吸水纸、容量管（或10ml量筒）、试管、带盖小瓶、胶头细玻璃弯管、移液管、剪刀、橡皮塞、试管架、温度计、镊子。试剂与材料植物叶片（大叶黄杨叶）、1mol/L蔗糖溶液、染色试剂。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定实验步骤1.外界溶液的配制与渗透作用①配制0.1~0.8mol/L8个梯度的蔗糖溶液各10ml，注入8只试管中，并分别加上塞子后编号，作为对照组。②将8只带盖小瓶编号，分别从对照组中相同编号的试管中取蔗糖溶液4ml注入各瓶，加上塞子作为实验组。③用剪刀将植物叶片剪成大小相同（约0.5cm2）的小块，每瓶中投入40小块（约占1/4溶液体积），塞好塞子，放置30min。在此期间摇动小瓶数次。④用针尖挑取少许染色剂加入上述带盖小瓶中，摇匀，此时溶液为浅蓝色。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定实验步骤2.等渗溶液确定①用胶头细玻璃弯管从各带盖小瓶中依次吸取少量的浅蓝色溶液，并用吸水纸吸掉管外壁上的溶液，然后将弯管伸入相同的编号的对照组试管液体中部，缓慢放出溶液一滴，观察有色液滴的移动方向。②若有色液滴向上移动，表明组织失水，使蔗糖溶液浓度降低、比重减小；若有色液滴向下移动，表明组织吸水，使蔗糖溶液浓度升高、比重增大；如果有色液滴静止不动，则表明蔗糖溶液与植物组织水势相等，记录该蔗糖溶液的浓度。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定实验步骤3.结果计算依据上述蔗糖溶液的浓度，根据公式计算植物组织的水势。计算公式：ψw=-iRTc式中ψw为植物组织水势，以bar表示；i为解离系数，蔗糖是1；R为气体常数，0.083L·bar/mol·K；T为绝对温度，K（即273℃+t，t为实验室温度）；c为等渗溶液浓度，mol/L。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定一、植物组织的水势测定思考1.小液流法测定植物组织水势时,为什么操作时,应强调所用试管、毛细管应保持干燥?2.剪取植物叶片，并投入试管中时动作为什么要迅速？3.加入甲烯蓝不应太多？\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定实验原理当植物组织细胞内的汁液与其周围的某种溶液处于渗透平衡状态，植物细胞内的压力势为零时，细胞汁液的渗透势就等于该溶液的渗透势。这种渗透势相等的溶液称为等渗溶液。该溶液的浓度称为等渗浓度。当一系列梯度浓度溶液观察细胞质壁分离现象时，细胞的等渗浓度介于刚刚引起初始质壁分离的最低浓度和尚不能引起质壁分离的最高浓度之间的溶液浓度。代入公式即可计算其渗透势。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定试验方法质壁分离法实验目的观察植物组织在不同浓度溶液中细胞质壁分离的产生过程，了解其用于测定植物组织渗透势的原理与方法。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定实验器材显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、刀片、酒精灯、滤纸、滴管、移液管、小培养皿。材料与试剂洋葱鳞片、1mol/L蔗糖溶液。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定方法步骤1.配制0.1~0.8mol/L浓度的8个梯度的蔗糖溶液各10ml，分别盛于小培养皿中，并加上盖子。2.从部位相近的鳞片上斯取大小相近（约几个平方毫米）的内表皮，从浓度高的蔗糖溶液开始，依次每隔3min投放3片内表皮到一种浓度的溶液中（以便有充足的时间观察，并使组织在不同的溶液中处理时间一致），并使之完全浸没，室温下放置30min。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定方法步骤3.按浓度由高到低依次取出处理过的表皮，放在有1~2滴相应浓度蔗糖溶液的载玻片上，盖上盖玻片，在显微镜下观察质壁分离的情况（每次镜检约100个细胞），并记录不同浓度溶液处理下质壁分离的程度。4.依据不同溶液中植物细胞质壁分离的程度，确定一个引起50%的细胞角隅上出现质壁分离（作为初始质壁分离）的溶液浓度，或确定引起细胞质壁分离最低浓度和不引起质壁分离最高浓度的平均值，作为等渗浓度。用新的溶液和植物材料进行重复试验过程，以确保结果的准确性。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定结果计算依据所确定的等渗浓度，根据下式计算该植物组织的平均渗透势。计算公式ψs=-iRTc式中ψs为平均渗透势，以bar表示；i为解离系数，蔗糖是1；R为气体常数，0.083L·bar/mol·K；T为绝对温度，K（即273℃+t，t为实验室温度）；c为等渗溶液浓度，mol/L。\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定二、植物组织渗透势的测定思考题1.如何提高质壁分离法测定植物组织渗透势试验的准确性？2.不同浓度的NaCl可否用于测定植物组织的渗透势？\n实验二植物组织的水势和渗透势的测定作业完成试验报告\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定一、叶绿体色素的提取、分离实验原理植物色素包含脂溶性的叶绿体色素和水溶性的细胞液色素。叶绿体色素是植物进行光合作用吸收光能的重要物质基础。叶绿体色素主要包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们与类囊体膜蛋白结合成色素蛋白复合体而存在。根据叶绿体色素的脂溶性特性，常用乙醇、丙酮等有机溶剂离析而从植物材料将其提取。叶绿体色素是由化学结构和相对分子质量不同的多种成分组成，依据它们在有机溶剂中的溶解性和在吸附剂上的吸附性差异，可分离出它们的各组分。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定一、叶绿体色素的提取、分离实验目的以植物叶片组织为材料，提取叶绿体色素；以纸层析法分离其成分。实验器材天平、剪刀、研钵、离心机、玻璃棒、量筒、烧杯、滤纸、小烧杯。材料与试剂植物叶片、丙酮、碳酸钙粉、石英砂、层析液[按石油醚：丙酮（25：3）比例配置（V/V）]。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定一、叶绿体色素的提取、分离实验步骤1.叶绿体色素的提取①称取新鲜的植物叶片2g，洗净，擦干，去中脉，剪碎后放入研钵中。②加入少许石英砂和CaCO3，再加入无水丙酮10ml，研磨成匀浆，再加丙酮15ml，摇匀。③离心，取上清液，即可得到叶绿体色素提取液（保存于暗处备用）。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定一、叶绿体色素的提取、分离实验步骤2.叶绿体色素的分离——纸层析法①层析样纸制备将优质滤纸剪成3cm×9cm的长条，将一端剪成高约1cm的三角形。②点样用细玻璃棒蘸取叶绿体色素提取液，于层析纸的三角形一端在三角形底边上划一条样线，风干后在原处重复点样几次。③展层在小烧杯中加入3~5ml层析液，然后将层析纸已经点样的一端放入小烧杯里，注意层析液不可触及样线，并盖好盖子，于阴暗处展层约10min，即可在层析纸上分辨出4种不同的清楚色层。④用铅笔在层析纸上指出4种色层的轮廓，并注明色层的名称和颜色，附在实验报告中\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定一、叶绿体色素的提取、分离思考1.严密提取色素时加入CaCO3有什么作用？2.色素扩散速度与什么有关？\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定二、叶绿体色素含量的测定实验原理叶绿体色素溶液各组成成分在可见光谱中具有不同的特征吸收峰。因此，应用分光光度计在某一特定波长下所测定的吸光度，根据经验公式即可计算出色素溶液中各色素浓度，不同溶剂所提取的色素吸收光谱有差异，因此，应使用不同的计算公式。叶绿体色素的提取常用丙酮和乙醇有机溶剂。用80%丙酮提取叶绿素a和叶绿素b以及类胡萝卜素分别在663nm、646nm和470nm波长下有最大吸收峰，而用95%乙醇提取则在665nm、649nm和470nm波长下具有最大吸收峰，据此所测得的吸光度值代入不同的经验公式，计算出叶绿素a和b的浓度，及叶绿素总浓度和类胡萝卜素的总浓度，并依据所使用的单位植物组织（鲜重、干重、或面积），计算出色素的含量。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定二、叶绿体色素含量的测定实验目的掌握分光光度计法对植物叶绿体色素提取液中叶绿素a和b的浓度及其叶绿素总浓度和类胡萝卜素的总浓度测定与计算方法，以及植物材料中各种色素含量的计算方法。实验器材分光光度计\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定二、叶绿体色素含量的测定实验步骤1.吸光度的测定①将色素提取液重新混匀。②以丙酮溶液做空白对照，分别在波长为663、646和470nm下测定提取液的吸光度值，即A663、A646和A470。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定二、叶绿体色素含量的测定实验步骤2.结果计算①叶绿素浓度的计算计算公式：Ca=12.21A663-2.81A646Cb=20.13A646-5.03A663CT=Ca+Cb=17.32A646-7.18A663Cx.c=（1000A470-3.27Ca-104Cb）/229式中，Ca、Cb和CT、Cx.c分别为叶绿素a、b浓度和叶绿素及类胡萝卜素的总浓度，mg．L-1。\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定二、叶绿体色素含量的测定实验步骤2.结果计算②叶绿体色素含量的计算叶绿体色素的含量\n实验三叶绿体色素的提取、分离及含量测定作业完成实验报告\n实验四植物种子活力的快速测定植物种子的活力是指种子萌发出芽的潜能，它决定种子的品质和实用价值大小。测定种子活力的常规方法是测定种子的发芽率。种子发芽率是指在适宜的条件下，规定时间内发芽的种子占供试种子的百分率。常规发芽率的测定所需时间长，限制了在实际生产实践中的应用。\n实验四植物种子活力的快速测定试验方法TTC法（氯化三苯基四氮唑法）BTB法（溴麝香草酚蓝法）红墨水染色法\n实验四植物种子活力的快速测定TTC法是利用具有活力的种子呼吸时所产生的NADH2和NADPH2与渗入胚细胞内的TTC反应，将无色TTC还原成红色的三苯基甲腙（TTF），从而使种胚着色（无生活力的种子浸泡TTC时种胚不着色），以鉴别种子活力的方法。BTB法是利用具有活力的种子呼吸时所释放的CO2溶于水后所解离成的H+和HCO3-，使活细胞周围的酸度增加，导致蓝色的BTB转变为黄色（死种子不能使BTB变色），以鉴别种子活力的方法。红墨水染色法是依据活种子的胚细胞具有物质选择性吸收，用红墨水浸泡活种子其胚不被染色（而死种子胚细胞膜丧失半透性其胚可被染色），来鉴别种子活力的方法。\n实验四植物种子活力的快速测定实验目的掌握植物种子活力测定的基本原理，及几种快速测定种子活力的方法。实验器材烧杯、培养皿、刀片、镊子、恒温箱、电炉、琼脂。材料与试剂植物种子0.5%TTC溶液（以少量酒精溶解后再以水定容）、0.1%BTB溶液（配制后需用滤纸过滤，滤液若为黄色，可滴加数滴氨水使之变为蓝色或蓝绿色，棕色瓶保存备用）、5%红墨水。\n实验四植物种子活力的快速测定实验步骤氯化三苯基四氮唑法（TTC法）①将种子在30~35℃温水中浸泡6~8h，使种子充分吸涨，呼吸加强。②取吸涨种子100粒，用刀片沿种胚中央准确纵切为两半，一半置于培养皿中，另一半放入烧杯中。③向烧杯中加水并在电炉上煮沸5min杀死种胚，然后将死种子转入另一培养皿中（作为对照观察）。④在2个培养皿中分别加入适量的0.5%TTC溶液，然后置于30℃恒温箱中保温1h。⑤用水漂洗后观察实验结果。凡胚被然为红色的是活种子。⑥计算活种子的百分率。\n实验四植物种子活力的快速测定实验步骤溴麝香草酚蓝法（BTB法）①按上述TTC法中相同的步骤浸种。②取0.1%BTB溶液100ml注入烧杯中，并加入剪碎的琼脂1g，加热烧杯并搅拌，直至琼脂溶解，趁热倒入两个干净的培养皿中，制成含BTB的琼脂凝胶薄层，冷却后备用。③取吸涨种子100粒，在沸水中煮沸杀死种胚，并与另100粒吸涨的种子分别整齐地平铺于两个琼脂凝胶培养皿中（间隔至少1cm）。将培养皿于30~35℃恒温箱中保温2~4h，显色。④在蓝色背景下观察两个培养皿中的种子，如种胚附近有黄色晕圈则为活种子，否则为死种子。⑤计算活种子的百分率。\n实验四植物种子活力的快速测定实验步骤红墨水染色法①按上述TTC法中相同的步骤浸种。②取已吸涨的种子100粒，沿胚的中线切为两半，将其中一半置于烧杯中，在沸水中煮沸杀死种胚。③将两份半粒种子分别置于盛有5%红墨水的培养皿中，浸泡染色10min。④倒去红墨水，用水冲洗多次，直至冲洗液无色为止。⑤检查种子死活，凡种胚不着色或着色很浅的为活种子，而种胚与胚乳显示相同程度着色的为死种子。⑥计算活种子的百分率。\n实验四植物种子活力的快速测定作业完成实验报告