植物生理学教案15
基本内容
第十章植物的生长生理（growth physiology of plant）。
第一节种子的萌发(Seed germination)
种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧和适宜的温度。三者同等重要，缺一不可。此外，有些种子的萌发还受到光的影响。
（一）水分(Water)
吸水是种子萌发的第一步。种子吸收足够的水分以后，其他生理作用才能逐渐开始，这是因为水可使种皮膨胀软化，氧容易透过种皮，增加胚的呼吸，也使胚易于突破种皮；水分可使凝胶状态的细胞质转变为溶胶状态，使代谢加强，并在一系列酶的作用下，使胚乳的贮藏物质逐渐转化为可溶性物质，供幼小器官生长之用；水分可促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、幼根，供呼吸需要或形成新细胞结构的有机物。
（二）氧(oxygen)
种子萌发是一个非常活跃的生长过程。旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧呼吸作用来保证。因此，氧对种子萌发是极为重要的。
（三）温度(Temperature)
种子萌发也是一个生理生化变化的过程，是在一系列的酶参与下进行的，而酶的催化与温度有密切关系，所以，种子要在一定的温度条件下才能发芽。
（四）光(Light)
光对一般植物种子的萌发没有什么影响，但有些植物的种子萌发是需要光的，这些种子称为需光种子（light seed），如莴苣、烟草和拟南芥等植物的种子。还有一些种子萌发是不需要光的，称为需暗种子（dark seed），如西瓜属和黑种草属（Nigella）植物的种子。
二、种子萌发的生理生化变化(Change of physiology and biochemistry of seed germination)
种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
（一）种子的吸水
种子的吸水可分为3个阶段，即急剧的吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。据测定，种子吸水第一阶段是吸胀作用（物理过程）。在第二阶段中，细胞利用已吸收的水分进行代谢作用。至到第三阶段，由于胚的迅速长大和细胞体积的加大，重新大量吸水，这时的吸水是与代谢作用相连的渗透性吸水。
（二）呼吸作用的变化和酶的形成
在种子吸水的第二阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗；当胚根长出，鲜重又增高时，O2的消耗速率就高于CO2的释放速率。这说明初期的呼吸主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。在吸水的第二阶段，种子中各种酶亦在
形成着。萌发种子酶的形成有两种来源：（1）从已存在的束缚态酶释放或活化而来；（2）通过核酸诱导下合成的蛋白质，形成新的酶。
（三）有机物的转变
种子中贮藏着大量淀粉、脂肪和蛋白质，而且，不同植物种子中，这三种有机物的含量有很大差异。我们常以含量最多的有机物为根据，将种子区分为淀粉种子（淀粉较多）、油料种子（脂肪较多）和豆类种子（蛋白质较多）。这些有机物在种子萌发时，在酶的作用下被水解为简单的有机物，并运送到正在生长的幼胚中去，作为幼胚生长的营养物质。
三、种子的寿命
种子寿命（seed longevity）是指种子从成熟到失去生命力所经历的时间。在自然条件下，种子的寿命可以由几个星期到很多年。寿命极短的种子如柳树种子，成熟后只在12h内有发芽能力。大多数农作物种子的寿命，也是比较短的，约1～3年。少数有较长的，如蚕豆、绿豆能达6～11年。种子寿命长的可达百年以上。我国辽宁省普兰店的泥炭土层中，多次发现莲的瘦果（莲子），根据土层分析，这些种子埋藏至少120年，也可能达200～400年之久，但仍能发芽和正常开花结果。
第二节细胞的生长
一、细胞分裂的生理
（一）细胞周期
具有分裂能力细胞的细胞质浓厚，合成代谢旺盛，把无机盐和有机物同化成细胞质。当细胞质增加到一定量时，细胞就分裂成为两个新细胞。新生的细胞长大后，再分裂成为两个子细胞。细胞分裂成两个新细胞所需的时间，称为细胞周期（cell cycle）或细胞分裂周期（cell division cycle）。细胞周期包括分裂间期（interphase）和分裂期（mitotic stage，简称M期）。分裂期是指细胞的有丝分裂过程，根据形态指标分裂期可分为前期、中期、后期和末期等时期。分裂间期是分裂期后的静止时期，DNA是在这个时期中一定时间内合成的。于是又可把分裂间期分为三个时期：DNA合成期（简称S期）（synthesis简称），在S期之前有DNA合成前期（简称G1期），在S期之后是DNA合成后期（简称G2期）（G是取自英文gap）。
（二）细胞周期控制
（三）细胞分裂的生化变化
细胞分裂过程最显著的生化变化是核酸含量、尤其是DNA含量变化，因为DNA是染色体的主要成分。呼吸速率在细胞周期中，亦会发生变化。分裂期对氧的需求很低，而G1期和G2期后期氧吸收量都很高。G2期后期吸氧多是相当重要的，它贮存相当多能量供给有丝分裂期用。
（三）细胞分裂与植物激素
植物激素在细胞分裂过程中起着重要的作用。在烟草细胞培养中，生长素和细胞分裂素刺激G1 cyclin(CYCD)的积累，因此支持进入新的细胞周期。干旱时，根部的脱落酸浓度增加，CDK-cyclin复合物抑制剂（ICK）表达，于是抑制CDK/CYCA，阻止进入S期。细胞分裂素通过活化磷酸酶,削弱CDK酪氨酸磷酸化的抑制作用（CDK/CYCB），促进进入M期。赤霉素刺激深水稻节间cyclin的表达，细胞迅速分裂和伸长（图10-4）。
二、细胞伸长的生理
（一）细胞伸长的生理变化
当细胞伸长时，细胞的呼吸速率增快2～6倍，细胞生长需要的能量便得到保证；与此同时，细胞里的蛋白质量也随着增加，这说明呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞伸长的基础。
（二）细胞壁
细胞伸长不只增加细胞质，也增加细胞壁，这样才保持细胞壁的厚度。细胞壁的松散和伸展在细胞伸长中具有极其重要的作用。植物细胞壁的基本结构物质是纤维素，许多纤维素分子构成微纤丝，细胞壁就是以微纤丝为基本框架构成的。每个纤维素分子是1 400-10 000个D-葡萄糖残基通过β-1，4键连结成的长链。植物细胞壁中的纤维素分子是平行整齐排列的，约2000个纤维素分子聚合成束状，称之为微团（micell）。微团和微团之间有间隙，彼此相互交织。每20个微团的长轴平行排列，聚合成束又构成微纤丝（microfibrill）。有时许多微纤丝又聚合成大纤丝，微纤丝借助大量链间和链内氢键而结合成聚合物（图10-5）。
在细胞伸长过程中，首先需要松散细胞壁，并不断将合成的细胞壁成分如纤维素、半纤维素、果胶等填充和沉淀到正在扩展的细胞壁中，保持细胞壁的厚度。
细胞壁主要的多糖物质果胶和半纤维在高尔基体中合成，而纤维素和胼胝质在质
膜中合成。
（三）生长素的酸一生长假说
生长素可以促进细胞延长，其机制可用细胞壁酸化理论去解释。生长素与受体结合，进一步通过信号转导，促进质子泵活化，把质子（H+）排到细胞壁。质子排出有两种假说：一是活化假说是生长素活化质膜上原已存在的H+-ATP酶，反应迅速；另一是合成假说是生长素促使第二信使合成新的H+-ATP酶，反应较慢。这些酶就分泌H+到细胞壁去。当细胞壁酸化（在酸性pH）后，就活化一组蛋白叫做扩展素（expansin）。它作用于细胞壁中的纤维和半纤维素之间的界面，打断细胞壁多糖之间的H键。多糖分子之间结构组织点破裂，联系松驰，膨压就推动细胞伸长，细胞壁可塑性增加。由于生长素和酸性溶液都可同样促进细胞伸长，生长素促使H+分泌速度和细胞伸长速率一致，据此，把生长素诱导细胞壁酸化并使其可塑性增大而导致细胞伸长的理论，称为酸-生长假说（acid-growth
hypothesis）（图10-6）。
（四）细胞伸长与植物激素
赤霉素既促进细胞延长，也促进细胞分裂。
三、细胞分化的生理
细胞分化（ｃｅｌｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）是指分生组织的幼嫩细胞发育成为各种形态结构和生理代谢功能的成形细胞的过程。高等植物大都是从受精卵开始，不断分化，形成各种细胞、组织、器官，最后形成植物体。
（一）转录因子基因控制发育
无论分化为哪一种细胞，必须经过４个过程：①诱导信号和信号感受；②特殊细胞基因的表达；③分化细胞特殊活性或结构需要的基因的表达；④细胞分化功能需要的基因产物活性和细胞结构改变。
在拟南芥基因组的近26000个基因中有约1500个基因是编码转录因子。转录因子是蛋白质，它与ＤＮＡ有亲和力，能使基因表达或关闭。1500个转录因子基因（ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｇｅｎｅ）是一个大家族。现在了解较多的是其中两个家族：ＭＡＤＳ（4个转录因子家族MCM1，AGAMOUS，DEFICIENS和SRE的缩写）盒和同源异型框（homeobox）基因，它们在植物发
育中具有重要的控制作用。
ＭＡＤＳ盒基因是植物、动物和菌类重要生物功能的关键调节基因。拟南芥基因组约有３０个ＭＡＤＳ盒基因，其中大多数控制发育。有些特殊的ＭＡＤＳ盒基因在控制根、叶、花、胚珠和果实发育过程中甚为重要,它们控制这些器官的靶基因的表达。
同源异型框基因编码作为转录因子的同源异型域蛋白（ｈｅｍｅｏｄｏｍａｉｎｐｒｏｔｅｉｎ），它在所有真核生物的发育途径中起调节作用。同源异型域蛋白属于ＫＮＯＴＴＥＤ１（ＫＮ１）级，能维持枝条顶端分生组织的无限生长。
（二）细胞全能性
德国植物学家Haberlandt于1902年就提出细胞全能性的概念。五六十年代越来越多的工作证实这一观点。所谓细胞全能性（totipotency）是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。因为每个细胞都是来自受精卵，所以带有与受精卵相同的遗传信息。完整植株中的细胞保持着潜在的全能性。细胞分化完成后，就受到所在环境的束缚，相对稳定，但这种稳定是相对的。一旦脱离原来所在的环境，成为离体状态时，在适宜的营养和外界的条件下，就会表现出全能性，生长发育成完整的植株。
组织培养（tissue culture）是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体植物组织（器官或细胞）的技术。组织培养的理论依据是植物细胞具有全能性。组织培养的优点在于：可以研究被培养部分（这部分称为外植体，explant）在不受植物体其他部分干扰下的生长和分化的规律，并且可以用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论上和生产上的问题。组织培养的特点是：取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制。
（三）极性
极性（polarity）是植物分化和形态建成中的一个基本现象，它通常是指在器官、组织甚至细胞中在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。事实上，合子在第一次分裂形成茎细胞及顶端细胞就是极性现象。极性一旦建立，即难于逆转。
（四）影响细胞分化的条件
第三节植物细胞程序性死亡
植物体内有许多细胞会自然死亡，近年研究证明，这一自然死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制，所以人们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡（programmed cell death, PCD）。PCD是细胞分化的最后阶段。
一、细胞程序性死亡发生的种类
PCD发生可以分为两类：一类是植物体发育过程中必不可少的部分，例如，种子萌发后糊粉层细胞死亡，根尖生长时根冠细胞死亡，导管分化时内容物自溶，等等。另一类是植物体对外界环境的反应，例为玉米等因水涝和供氧不足，导致根和茎基部的部分皮层薄壁细胞死亡，形成通气组织，这是对低氧的适应；又如，病原微生物侵染处诱发局部细胞死亡，以防止病源微生物进一步扩散，这是对病原微生物的防御性反应（图10-8）。由此可知，PCD对维持植物的正常生长发育非常重要，没有PCD就不可能有形成植物体，就不能进行正常生理活动。
二、PCD的特征和基因调控
PCD 经过一系列的生物化学变化，于是细胞呈现下列特征，细胞核DNA 断裂成一空长度的片段、染色质固缩、胞泡形成，最后形成一个个由膜包被的凋亡小体：动物和植物PCD后的产物去向不同，动物中都是被其他细胞吞啄利用，而植物中则用于本身细胞的次生壁构建。
上述变化是由一个基因群编制的程序控制的，严格有序的复杂分子过程。此过程受细胞内外多种信号系统的诱导和细胞内多种基因的级联反应的调控。研究表明，植物细胞的PCD是由核基因和线粒体基因共同编制的。
三、细胞程序性死亡的生化变化和诱导因子
PCD的细胞特征是由于复杂的生物化学的结果。目前已知道，DNA酶、酸性磷酸酶、ATP酶等都参与PCD过程。
诱导PCD的因子有激素（IAA、乙烯、ABA等）、氧分压高温、干燥、活性氧等，这些外界因子首先抑制分解它们的酶的表达，使其浓度提高，进而诱导PCD发生。
四、PCD机理
根据分子生物学研究，PCD发生过程可划分为3个阶段。（1）启动阶段（initiation stage），此阶段涉及启动细胞死亡信号的产生和传递过程，其中包括DNA损伤应激信号的产生、死亡受体的活化等。（2）效应阶段（effector stage）此阶段涉及PCD的中心环节caspase的活化和线粒体通透性改变。Caspase 是半胱氨酸蛋白酶家族，直接导致程序性死亡细胞原生质体解体的蛋白酶系统。（3）降解清除阶段（degradation stage）。此段涉及caspase对死亡底物的酶解，染色体DNA片段化，最后被吸收转变为细胞的组成部分。
第四节植物的生长
一、营养器官的生长特性
（一）茎生长特性
控制茎生长最重要的组织是顶端分生组织和近顶端分生组织。
植物体是各个部分的统一整体，因此，植物各部分间的生长互相有着极密切的关系。植物各部分间的相互制约与协调的现象，称为相关性（correlation）。当胚形成后，顶端部位就开始影响旁侧部位。项芽优生长，而侧芽生长受抑制的现象，称为顶端优势（apical dominance）。在树木中特别是针叶树，如桧柏、杉树等，顶芽生长得很快，下边的分枝受到顶端优势的抑制，使侧枝从上到下的生长速度不同，距茎尖愈近，被抑制愈强，整个植株呈宝塔形。草本植物中如向日葵、烟草、黄麻等，顶端优势亦强。只有主茎顶端被剪掉，邻近的侧枝才加速它们的生长。当然也有些植物的顶端优势是不显著的，如小麦、水稻、芹菜等。它们在营养生长期，可以产生大量分枝（即分蘖）。
为什么会发生顶端优势现象呢？这和生长素有关。去顶后侧芽就生长，如果去顶后立即涂上含生长素的羊毛脂，侧芽就不生长，这就证明茎产生生长素，对侧芽生长有抑制作用。近年证明，细胞分裂素有解除侧芽抑制的作用。顶端切除后以嘌呤合成抑制剂杀腺癌菌素（hadacidin）处理，则可抑制侧芽的形成，再施用细胞分裂素则可使这种抑制消失，这就说明细胞分裂素确与侧芽生长有关。
顶端优势在生产上应用很广，如果树修剪整形、棉花整枝等。植物生长调节
剂（TIBA）能消除大豆顶端优势，增加分枝，提高结荚率。
（二）根生长特性
根的生长部位也有顶端分生组织，根的生长也具生长大周期。根也有顶端优势，主根控制侧根的生长，蔬菜育苗移栽时切除主根，可促进侧根的生长。主根控制侧根，说明根尖含有某种抑制侧根形成的物质。
（三）叶生长特性
幼叶发育完成后由小变大的生长过程，因植物种类而异。一般来说，双子叶植物的叶子是全叶均匀生长；单子叶植物叶片基部保持生长能力。例如稻、麦、韭、葱等叶被切断后，叶片很快就能生长起来。
（四）根和地上部的相关
为什么必须根生长得好，地上部分才能很好地生长呢？首先，地上部分生长所需要的水分和矿物质，主要是由根系供应的；其次，根部是全株的细胞分裂素合成中心，形成后运输到地上部分去；此外，根系还能合成植物碱等含氮化合物，烟草叶中的烟碱是在根部合成的。
植物地上部分对根的生长也有促进作用。根不能合成糖分，它所需要的糖就是由地上部分供应的。某些植物根生长所必需的维生素，如维生素B1就是在叶子中合成的。所以，地上部分生长不好，根系的生长也将受阻。
二、影响营养器官生长的条件
（一）温度
（二）光
（三）水分
（四）矿质营养
（五）植物激素
三、营养生长和生殖生长的相关
营养器官和生殖器官的生长之间，基本上是统一的。生殖器官生长所需的养料，大部分是由营养器官供应的。营养器官生长不好，生殖器官的生长自然也不会好。不可能设想一株瘦小的小麦会长出硕大的麦穗来。但是，营养器官和生殖器官生长之间也是有矛盾的，它表现在营养器官生长对生殖器官生长的抑制，和生殖器官生长对营养器官生长的抑制两个方面。
第五节植物的运动（movement）
高等植物不能像动物一样自由地移动整体的位置，但植物体的器官在空间可以产生位置移动，这就是植物的运动（movement）。高等植物的运动可分向性运动（tropic movement）和感性运动（nastic movement）两类。向性运动是由光、重力等外界刺激而产生的，它的运动方向取决于外界的刺激方向。感性运动是由外界刺激（如光暗转变、触摸等）或内部时间机制而引起的，外界刺激方向不能决定运动方向。
一、向性运动
向性运动包括三个步骤：感受（perception）（感受到外界刺激），传导（transducion）（将感受到的信息传导到向性发生的细胞），反应（response）（接受信息后，弯曲生长）。向性运动是生长引起的、不可逆的运动。依外界因素的不同，向性运动又可分为向光性、向重力性、向化性和向水性等。
（一）向光性
植物随光照入射的方向而弯曲的反应，称为向光性（phototropism）,蓝光是诱导向光弯曲最有效的光谱。植物各器官的向光性有正向光性（器官生长方向朝向射来的光）、负向光性（器官生长方向与射来的光相反）及横向光性（器官生长方向与射来的光垂直）之分。向光性在植物生活中具有重要的意义。由于叶子具有向光性的特点，所以，叶子能尽量处于最适宜利用光能的位置。某些植物生长旺盛的叶子，对阳光方向改变的反应很快，它们竟能随着太阳的运动而转动，如向日葵和棉花等。植物感受光的部位是茎尖、芽鞘尖端、根尖、某些叶片或生长中的茎。一般来说，地上部器官具有正向光性，根部为负向光性。
植物为什么会发生向光性运动呢？
在20世纪20年代提出的Cholody-Went模型认为，生长素在向光和背光两侧分布不均匀，所以向光性生长。以玉米胚芽鞘为试验材料得知，其胚芽鞘尖端1~2mm处是产生IAA的地方，而尖端5mm处是对光敏感和侧向运输的地方。在单侧光照下，IAA较多分布于背光一侧，芽鞘便向光弯曲（图10-11）。为什么IAA横向背光一侧运输？近年研究得知，高等植物对蓝光信号转导的光受体是向光素（phototropin）位于植物的表皮细胞、叶肉细胞和保卫细胞的质膜上。它是黄素蛋白（flavoprotein），蛋白部分表现出丝氨酸/苏氨酸激酶活性。照射蓝光时，
激酶部分发生自身磷酸化而激活受体，其作用光谱与向光性作用光谱十分相似。在单侧弱蓝光照射下，向光素磷酸化呈侧向梯度，于是诱发胚芽鞘尖端的IAA 向背光一侧移动。当IAA一旦到达顶端背光一侧时，就运到伸长区，刺激细胞伸长，背光一侧生长快过向光一侧，芽鞘就向光弯曲。
20世纪80年代以来，许多学者提出向光性的产生是由于抑制物质分布不均匀的看法。他们用气相一质谱等物理化学法，测得单侧光照后，黄化燕麦芽鞘、向日葵下胚轴和萝卜下胚轴都会向光弯曲，但两侧的IAA含量没有什么不同（表10-1）。相反，却发现向光一侧的生长抑制物多于背光一侧。萝卜下胚轴的生长抑制物是萝卜宁（raphanusanin）和萝卜酰胺（raphanusamide），向日葵下胚轴的生长抑制物是黄质醛及其他，燕麦芽鞘的生长抑制物尚不清楚。
叶片和芽鞘、茎一样，也有向光性。例如，用锡箔把在光下生长的苍耳叶片一半遮住后，叶柄相应的另一侧延长，向光源方向弯曲，这样叶片就会从荫处移到光亮处，叶片不易重叠。这种同一植株的许多叶作镶嵌排列的现象，就是叶的镶嵌（leaf mosaic）。有人推测叶片遮蔽部分运输较多生长素到该侧的叶柄，因此该侧叶柄生长快，叶柄向光侧弯曲。
棉花、向日葵、花生等植物顶端在一天中随阳光而转动，呈所谓“太阳追踪”（solar tracking），叶片与光垂直，即横向光性（diaphototropism），这种现象是溶质（包括K+）控制叶枕的运动细胞而引起的。
（二）向重力性
如果我们取任何一种幼苗，把它横放，数小时后就可以看到它的茎向上弯曲，而根向下弯曲，这种现象过去称为向地性（geotropism），意即为“向地球的向性反应”。其实，将植物放在不断旋转的回转器（clinostat）上进行的生长试验，知道根向下生长、茎朝上生长的原因是重力加速度。近年来试验证明，在无重力作用的太空中，将植物横放，茎和根仍径直地生长，不会弯曲生长，进一步证实重力决定茎、根的生长方向。因此，用向重力性（gravitropism）一词代替向地性比较确切、严谨。向重力性就是植物在重力影响下，保持一定方向生长的特性。根顺着重力方面向下生长，称为正向重力性（positive gravitropism）；茎背离重力方向向上生长，称为负向重力性（negative gravitropism）；地下茎侧水平方向生长，称为横向重力性（diagravitropism）。
现在认为感受重力的细胞器是平衡石（statolith）。平衡石原指甲壳类动物一种器官中管理平衡的砂粒，起着平衡石的作用。植物的平衡石是指淀粉体（amyloplast），一个细胞内有4～12个淀粉体，每个淀粉体外有一层膜，内有1～8个淀粉粒。植物体内平衡石的分布因器官而异。根部的平衡石在根冠中，茎部的平衡石分布在维管束周围的1～2层细胞。平衡石受重力影响下，下沉在细胞底部（图10-12），刺激内质网释放出Ca2+。
试验表明，Ca2+在向重力性反应中起着重要的作用。均匀地外施45Ca2+于根上，水平放置，发现45Ca2+向根的下侧移动。将含有钙离子螫合剂（如EDTA）的琼脂块放在横放玉米根的根冠上，无向重力性反应，如改用含Ca2+的琼脂块，则恢复向重力性反应。进一步研究发现，玉米根内有钙调素，根冠中的钙调素浓度是伸长区的4倍。外施钙调素的抑制剂于根冠，则根丧失向重力性反应。
从图10-13表明，根冠含有抑制物，运输到茎部，影响根的生长方向。许多试验证实，根冠分泌的抑制物是IAA。植物不同部分对IAA的敏感度是不同的。当外施10-6mol·L IAA于根部，就抑制它的正常生长，而该浓度的IAA却促进芽鞘和地上部的伸长，这就说明根和胚芽鞘横放时，前者向下弯曲，而后者向上弯曲的缘故。虽然根尖能合成IAA，但根冠的IAA主要在地上部合成后运输下来。
细胞感受重力后如何传导给生长着的细胞而引起不均匀生长呢？当根垂直生长时，根冠的IAA均衡地分布在根的两侧，导致根垂直伸长。但当根水平生长时，根冠淀粉体（平衡石）沉降到细胞底部，内质网释放的Ca2+也主要分布于细胞底部。研究得知Ca2+可能作为IAA库，吸引IAA到根的下侧；Ca2+也可能使组织对IAA敏感，增加细胞对IAA的反应强度。因此根冠底部的IAA就较多或生理反应加强。导致IAA分布于根下侧的量多于根上侧的。过多的IAA就抑制根下侧细胞的延长，最终使根向下弯曲生长。（图10-14）
有人综合提出向重力性的机理：根横放时，平衡石沉降到细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放Ca2+到细胞质内，Ca2+和钙调素结合，激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累过多钙和生长素，影响该侧细胞的生长（图10-15）。
（三）向化性
向化性（chemotropism）是由某些化学物质在植物周围分布不平均引起的定向生长。植物根部生长的方向就有向化现象，它们是朝向肥料较多的土壤生长的。此外还有向水性（hydrotropism）。向水性是当土壤中水分分布不均匀时，根趋向较湿的地方生长的特性。
二、感性运动
感性运动（raetic movement）是植物受无空向的外界刺激而引起的运动。感性运动是由生长着器官两侧或上下面生长不等引起的。感性运动有两类：（1）生长性运动（growth movement），不可逆的细胞伸长，如偏上性运动等；（2）紧张性运动（turgor movement），由叶枕膨压变化产生，是可逆性变化，如叶片感夜运动等。
（一）偏上性和偏下性
叶片、花瓣或其他器官向下弯曲生长的特性，称为偏上性（epinasty）；叶片和花瓣向上弯曲生长的现象，称为偏下性（hyponasty）。叶片运动是因为从叶片运到叶柄上下两侧的生长素数量不同，因此引起生长不均匀。生长素和乙烯可引起番茄叶片偏上性生长（叶柄下垂）。赤霉素处理可引起偏下性生长。
（二）感夜性
许多植物（如大豆、花生、木瓜、含羞草、合欢等）的叶子（或小叶）白天高挺张开、晚上合拢或下垂。这种植物体局部，特别是叶和花，能接受光的刺激而作出一定反应，就称为感夜性（nyctinasty）。
（三）感热性
植物对温度变化引起反应的生长或感性运动，称为感热性（thermonasty）。
（四）感震性
由于引起震动引起细胞膨压变化而引起的植物器官运动，称为感震性（seismonasty）。含羞草对震动的反应很快，刺激后0.1秒就开始，几秒钟就完成。作用上下传递极快，可达40～50cm?s-1。
含羞草叶子下垂的机理，是由于复叶叶柄基部的叶枕中细胞膨压的变化引起的。从解剖上来看，叶枕的上半部及下半部组织中细胞的构造不同，上部的细胞胞壁较厚而下部的较薄，下部组织的细胞间隙也比上部的大。在外界因素影响下，叶枕下部细胞的透性增大，水分和溶质由液泡中透出，排入细胞间隙，因此，下
部组织细胞的膨压下降，组织疲软；而上半部组织此时仍保持紧张状态，复叶叶柄即下垂。小叶运动的机理与此相同，只是小叶叶枕的上半部和下半部组织中细胞的构造，正好与复叶叶柄基部叶枕的相反，所以当膨压改变，部分组织疲软时，小叶即成对地合拢起来。
震动刺激怎样在含羞草中传递？21世纪80年代许多学者研究认为是电传递。震动植株后就产生动作电位（action potential），有一个特征高峰（图10-16）。含羞草的动作电位类似动物神经细胞的，但比较慢。它们经过木质部和韧皮部的薄壁细胞，速度为2cm?s-1左右，而神经细胞的传递速度为10m?s-1。昆虫落在捕蝇草叶上时，感觉毛受到刺激，也产生动作电位，传到两裂片的叶，裂片在0.5s 内合拢。试验表明，裂叶迅速合拢也与酸生长有关。在感觉毛产生动作电位时，还迅速将H+释放到裂叶外缘细胞的细胞壁中，胞壁疏松，吸水扩大，叶子就合拢。所以感震刺激的传递机制也包括化学传递。
三、生理钟
植物很多生理活动具有周期性或节奏性，也就是说，存在着昼夜的或季节的周期性变化，这些周期性变化很大程度决定于环境条件的变化。可是有一些植物体在不变化的环境条件下依然发生的昼夜周期性的变化（如菜豆叶的感夜性反应）。生物对昼夜的适应而产生的生理上有周期性波动的内在节奏，称生理种（physiological clock），亦称“生物种”。）从图10-17中可以看出，在没有昼夜变化和温度变化的稳恒条件下，叶子的升起和下降运动的每一周期接近27h。由于这个周期不正好是24h，而只接近这个数值，因此，这样的周期叫做近似昼夜节奏（circadian rhythm）。近似昼夜节奏的例子很多，除了上述叶片感夜运动外，还有气孔开闭、蒸腾速率、细胞分裂等。
生物节奏有它的特性。首先，节奏的引起必须有一个信号，而一旦节奏开始，在稳恒的条件下仍然继续显示。在菜豆叶子的运动中，这个信号就是暗期跟随着一个光期。目前已知，光敏色素和隐花色素调节光期。其次，一旦节奏开始，就以大约24h的节奏自由的运行。植物借助于生理钟准确地进行测时过程。
小结
种子萌发必须有足够的水分、适当的温度和充足的氧气。有些种子的萌发还受光的影响。
种子萌发时吸水，可分3个阶段，即开始的急剧吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。种子萌发初期进行无氧呼吸，随后是有氧呼吸，呼吸速率越来越快。种子萌发时贮藏的有机物发生强烈的转变，淀粉、脂肪和蛋白质在酶的作用下，被水解为简单的有机物，并运送到幼胚中作营养物质。种子的寿命因植物种类及所处条件不同而异，一般在低温、干燥状态下寿命较长。
植物整体的生长是以细胞的生长为基础，即通过细胞分裂增加细胞数目，通过细胞伸长增大细胞体积，通过细胞分化形成各类细胞、组织和器官。植物的生长和分化是同时进行的，最终表现出细胞的形态建成。细胞分裂与细胞周期蛋白、Ca2+、核酸（特别是DNA）、植物激素（如赤霉素、细胞分裂素和生长素）的关系很密切。细胞伸长时除了吸收大量水分外，呼吸速率加快，蛋白质含量亦增加，细胞质就增多，与此同时，生长素引起细胞壁酸化，微纤丝交织点破裂，胞壁松驰，增添新物质，所以细胞显著扩大。细胞分化为不同器官或组织，与糖浓度、生长素、细胞分裂素及环境条件有关。细胞全能性是细胞分化的理论基础，而极性是植物分化中的基本现象。组织培养是生长发育研究的一项重要技术。
细胞程序性死亡（PCD）是细胞分化的最后阶段，PCD是受细胞内外多种信号系统的诱导和多种基因的级联反应的调控，PCD发生过程有3个阶段；启动阶段、效应阶段和降解清除阶段。
植物生长周期是一个普遍性的规律。茎、根和叶等营养器官的生长各有其特性，光、温度、水分和植物激素等影响这些器官的生长。植物各部分间的生长有相关性，可分为根和地上部分相关、主茎和分枝相关及营养器官和生殖器官相关等。
高等植物的运动可分为向性运动和感性运动。向性（向光、向重力等）运动是受外界刺激产生，它的运动方向取决于外界刺激方向。向性运动是生长性运动。感性（偏上性、感震性等）运动与外界刺激或内部节奏有关，刺激方向与运动方向无关，感性运动有些是生长性运动，有些是紧张性运动。
植物不仅能够适应地球空间的变化（如光照强弱、温度高低），而且也能够适应地球的时间变化（如生理钟）。
填表说明：1、每项页面大小可自行添减；2、教案要有电子版本。
植物生理学教学计划
09园艺专业《植物与植物生理学》教学计划 教学目标与要求 本课程教学的总体目标和要求是：了解植物生理学概念的基本内涵及其所研究的主要内容；了解植物体内的物质代谢与能量代谢的基本情况和过程及这些代谢过程之间的相互关系；掌握植物生长发育的基本规律，理解外界条件对植物生长发育进程的影响；了解植物逆境种类及其对植物的危害，理解植物抗逆性的生理基础，掌握提高植物抗逆性的原理、途径和方法；理解植物生理学是一门实验科学，通过实验教学，使学生掌握研究植物生命活动的基本方法和基本技能，培养学生观察问题和分析问题的能力，以及提高理论联系实际、掌握解决生产实践中的实际问题的途径和方法，为现代农业、林业、园艺及资源植物的开发和利用服务。由于植物生理学涉及植物生命活动过程的各个方面，学时少，内容多，在教学上力求深入浅出，突出重点，及时反映生产过程中出现的新问题、新情况及植物生理学研究的新进展。在重视植物生理学基本理论、基本知识和基本技能教学的同时，加强学生创新思维、实践能力和科学素质的培养。 教学重点及难点 本课程教学重点是从不同层次上认识生命活动规律。微观上要认识植物体内进行的物质代谢、能量转换及信息传递过程；宏观上要认识植物生长、发育规律及植物与环境的关系。 教学难点在于植物体内所进行的各种物质代谢、能量转换及信息传递规律，并以此来解释植物的生长发育过程。 所教班级的情况分析： 09级旅游管理（2）班级总人数51人，本班级共开设专业三个，包括旅游管理、烹饪、园林艺术。园艺专业的学生共10人，男生4人，女生6人。学生的入学成绩较低，基础较差，但学习兴趣有望可以大大提高。 教法设想和措施： 1、由于植物生理学涉及植物生命活动过程的各个方面，学时少，内容多，在教学上力求深 入浅出，突出重点，及时反映生产过程中出现的新问题、新情况及植物生理学研究的新进展。在重视植物生理学基本理论、基本知识和基本技能教学的同时，加强学生创新思维、实践能力和科学素质的培养。
植物生理学实验课程
《植物生理学实验》课程大纲 一、课程概述 课程名称（中文）：植物生理学实验 （英文）：Plant Physiology Experiments 课程编号：18241054 课程学分：0.8 课程总学时：24 课程性质：专业基础课 前修课程：植物学、生物化学、植物生理学 二、课程内容简介 植物生理学是农林院校各相关专业的重要学科基础课，是学习相关后续课程的必要前提，也是进行农业科学研究和指导农业生产的重要手段和依据。本实验课程紧密结合理论课学习内容，加深学生对理论知识的理解。掌握植物生理学的实验技术、基本原理以及研究过程对了解植物生理学的基本理论是非常重要的。本大纲体现了植物生理学最实用的技术方法。实验内容上和农业生产实践相结合，加强学生服务三农的能力。实验手段和方法上，注重传统、经典技术理论与现代新兴技术的结合，提高学生对新技术、新知识的理解和应用能力。 三、实验目标与要求 植物生理学实验的基本目标旨在培养各专业、各层次学生有关植物生理学方面的基本研究方法和技能，包括基本操作技能的训练、独立工作能力的培养、实事求是的科学工作态度和严谨的工作作风的建立。开设植物生理学实验课程，不仅可以使学生加深对植物生理学基本原理、基础知识的理解，而且对培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度以及提高科研能力等都具有十分重要的作用。 要求学生实验前必须预习实验指导和有关理论，明确实验目的、原理、预期结果，操作关键步骤及注意事项；实验时要严肃认真专心操作，注意观察实验过程中出现的现象和结果；及时将实验结果如实记录下来；实验结束后，根据实验结果进行科学分析，完成实验报告。 四、学时分配 植物生理学实验课学时分配 实验项目名称学时实验类别备注 植物组织水势的测定3学时验证性 叶绿体色素的提取及定量测定3学时验证性 植物的溶液培养及缺素症状观察3学时验证性 植物呼吸强度的测定3学时设计性 红外CO2分析仪法测定植物呼吸速率3学时设计性选修 植物生长物质生理效应的测定3学时验证性 植物种子生活力的快速测定3学时验证性
植物生理学教案第六章植物体内有机物的运输 (1)
第6章植物体内有机物质的运输与分配 教学时数：1学时 教学目的与要求：要求学生掌握韧皮部装载与卸出及其机理；了解有机物运输的途径、速率和溶质种类，以及同化物的分布规律。 教学重点：韧皮部装载与卸出 教学难点：韧皮部运输机理 本章主要阅读文献资料： 1.王宝山主编、刘萍等副主编，植物生理学，科学出版社，2004.1 2.李合生主编，现代植物生理学，高等教育出版社，2002.1 3.王忠主编，植物生理学，中国农业出版社，2000.5 本章讲授内容： 第一节有机物运输的形式、途径、方向和度量 一、有机物质运输的形式 1.收集韧皮部汁液的方法：蚜虫吻针法 用蚜虫吻针法收集筛管汁液 ①将蚜虫的吻刺连同下唇一起切下； ②切口溢出筛管汁液； ③用毛细管汲取汁液 2.韧皮部汁液的成分 韧皮部汁液分析结果表明：韧皮部汁液干物质占10-25%，其中主要是碳水化合物，其余为蛋白质，氨基酸、激素和一些无机离子。 碳水化合物主要是糖，在筛管中糖通常总是以非还原态进行运输，这可能是因为糖的非还原态形式的反应活性低于它的还原态形式。对于大多数植物来说，筛管中最主要的非还原糖是蔗糖，筛管中蔗糖浓度可以达到0.3到0.9M，可以占干物质的90％。除了蔗糖之外，蔗糖还可以与半乳糖（galactose）分子结合形成其他化合物进行运输，如棉子糖（raffinose）是蔗糖结合一分子半乳糖的化合物，水苏糖（stachyose）是蔗糖结合两分子半乳糖的化合物，毛蕊花糖（verbascose）则由蔗糖和三分子半乳糖组成。在筛管中运输的还有甘露醇（mannitol）和山梨醇（sorbitol）等糖醇。 在韧皮部进行运输的还有其他的有机物（10%）： 含氮化合物：主要是氨基酸及其酰胺形式，特别是谷氨酸、天冬氨酸以及它们的酰胺，谷氨酰胺和天冬酰胺。 植物激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸都可以在韧皮部进行运输。虽然生长素可以在木质部进行极性运输，但是长距离的激素运输至少部分是在筛管中进行。 核苷酸、蛋白质和RNA等。筛管中还有一些与基本的细胞功能相关的蛋白质，例如进行蛋白质磷酸化的蛋白激酶、参与二硫化合物还原的硫氧还原蛋白、降解蛋白质的泛素、指导蛋白折叠的分子伴侣等等。 无机离子：有钾、镁、磷和氯，但是硝酸、钙、硫和铁则存在较少。
生理学教案
第四部分教案 赣南医学院医学生理学教研室教案 第一章绪论 一、教学目的与要求： 1．掌握：内环境、稳态的概念；体液调节、负反馈的概念。机体的内环境以及生理功能的调节，正、负反馈的概念。 2．熟悉：生理学研究对象、任务。生理功能的控制系统。反射弧五个基本环节；反馈控制系统。反射概念、反射弧五个基本环节；体液调节；自身调节。 3．了解：生理学的研究对象和任务；生理学研究的三个水平。机体的内环境。生理功能的调节：神经调节；体液调节；自身调节。体内的控制系统：非自动控制系统、反馈控制系统、前馈控制系统。 二、教学重点、难点： 重点：1.机体的内环境 2.生理功能的调节 3.反馈控制系统难点：1.反馈控制系统 2.前馈控制系统 三、教学方法设计： 1. 介绍反射的要领，回顾反射的结构基础，反射弧的五个组成部分及反射的种类，结合实例讲授神经调节的特点 2. 介绍体液调节的概念和神经-体液调节概念并联系实际分析其调节特点。 3. 从人体功能调节具有自动控制的特征入手，分析人体内的控制部分和受控部分，然后分别以排尿反射和血压的调节为例着重介绍正反馈和负反馈的概念及其特点。
4. 对全章内容进行简要小结。 四、教具和教学手段： 多媒体课件及投影仪 五、教学过程和板书设计： 第一节生理学的研究对象和任务 一、生理学的概念及任务 1、什么是生理学? 生理学(Physiology)是生物科学的一个分支，是研究生物机体功能(function)的科学。包括细菌生理学、植物生理学、动物生理学、人体生理学等。 生理学是一门实验性的科学。一切生理学的理论都来自实验。 3．生命活动的基本表现 蛋白质和核酸是一切生命活动的物质基础。生命活动至少包括以下三种基本活动。 ⑴新陈代谢(Metabolism) ⑵生物体对外界环境变化的反应及兴奋性 具有对刺激产生生物电反应的能力称为兴奋性（excitability）。 凡能引起某种组织产生兴奋的最弱(最小)刺激强度称阈刺激（threshold stimulation)。 阈刺激的倒数（1/threshold stimulation）可以作为测定兴奋性高低的指标。 ⑶生殖(Reproduction) 生物体能产生与自己相类似的个体称为生殖。一个单细胞经过分裂成为两个子代细胞，就是生殖。因此，生殖也是生命活动的基本表现之一。 二、生理学研究的三个水平 （一）细胞和分子水平的研究 在这个水平上进行研究的对象是细胞和构成细胞的分子，这方面的知识称为细胞生理学(cell physiology)或普通生理学（general physiology)。 (二) 器官和系统水平的研究 要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各种因素对它活动的影响，这都需要从器官和系统的水平上送行现察和研究。 (三) 整体水平的研究 从整体水平上的研究，就是以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种生理条件下不同的器官、系统之间互相联系、互相协调的规律。 上述三个水平的研究，它们相互间不是孤立的，而是互相联系、互相补充的。要阐明某一生理功能的机制，一般需要对细胞和分子、器官和系统，以及整体三个水平的研究结果进行分析和综合，得出比较全面的结论。 近年来随着物理、化学、数学、电子计算机等的发展，应用这些科学成果，研究生理功能活动，发展出很多新兴的研究领域，如数学模型、系统分析、计算机模拟等等。相信随着各学科领域的发展，对生理学的研究会越来越深入。 第二节机体的内环境
植物生理学实验基本理论
浙江大学实验报告 课程名称：植物生理学及实验实验类型：理论学习 实验项目名称：植物生理学实验基本理论 学生姓名：XX 专业：XX 学号：XXXXXXXX 同组学生姓名：XX / 指导老师：XX 实验地点：XXX 实验日期：XXXX 年X 月XX 日周二下午 题目： 对下列数据进行处理，并自学《影响光合作用的因素》或 Chapter 9 Photosynthesis: Physiological and Ecological considerations, p243-269，对所得结果进行分析和讨论。 比较两曲线的差别，求出光饱和点和光补偿点，根据实验数据和自学内容,分析为什么有这些差异？ (第1叶为最上部的剑叶，第3叶为较老的叶片) 表1 水稻抽穗期不同叶位叶片光和光合作用关系的测定值 (已知测定的条件相同,光合的单位为μmol CO2 m-2 s-1 ，光强的单位为μmol photon m-2 s-1 ）
数据处理与分析 用Excel对上述数据进行处理，求平均值如下表： 根据上表作图如下： 由图估计可得： 光补偿点光饱和点第一叶30.0 1700.0 第三叶20.0 800.0 差异与分析： 第一叶比第三叶光补偿点高的原因：因为第一叶是刚抽出的幼嫩的叶，他的新陈代谢比第三叶要强，呼吸作用产生的二氧化碳比第三叶多，所以第一叶达到光补偿点所要通过光合作用消耗的二氧化碳比第三叶多，故需要的光强更大。 第三叶的光饱和点比第一叶低且光合速率也比第一叶低的原因：第三叶相比第一叶是已经衰老的叶子，他的新陈代谢不如第一叶强，他体内的光合作用有关的酶的数量和活性比第一叶要低，而且第三叶中所含的叶绿素比第一叶少，其捕获的光能比第一叶少；此外，第三叶中叶绿体中的基粒由于衰老有部分水解，所以第三叶的光合速率较第一叶低且光的补偿点比第一叶低。
植物生理学教案3
基本内容 第二章植物的矿质营养（mineral nutrition of plant ）。 Concept: 植物对矿物质的吸收、转运和同化，称为矿质营养（mineral nutrition）。 第一节植物必需的矿质元素(Essential mineral elements in plant ) 植物体中有什么元素？哪些元素是生命活动过程所必需的？它们有什么生理功能？ 一、植物体内的元素(Elements in plant) 把植物烘干，充分燃烧。燃烧时，有机体中的碳、氢、氧、氮等元素以二氧化碳、水、分子态氮和氮的氧化物形式散失到空气中，余下一些不能挥发的残烬称为灰分（ash）。矿质元素（mineral element）以氧化物形式存在于灰分中，所以，也称为灰分元素（ash element）。氮在燃烧过程中散失而不存在于灰分中，所以氮不是灰分元素。但氮和灰分元素一样，都是植物从土壤中吸收的，而且氮通常是以硝酸盐（NO3-）和铵盐（NH4+）的形式被吸收，所以将氮归并于矿质元素一起讨论。一般来说，植物体中含有5%～90%的干物质，10%～95%水分，而干物质中有机化合物超过90%，无机化合物不足10%。
二、植物必需的矿质元素(Essential mineral elements for plant) 溶液培养法（solution culture method）亦称水培法（water culture method），是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。砂基培养法（砂培法）（sand culture method）是在洗净的石英砂或玻璃球等中，加入含有全部或部分营养元素的溶液来栽培植物的方法。研究植物必需的矿质元素时，可在人工配成的混合营养液中除去某种元素，观察植物的生长发育和生理性状的变化。如果植物发育正常，就表示这种元素是植物不需要的；如果植物发育不正常，但当补充该元素后又恢复正常状态，即可断定该元素是植物必需的。 借助于溶液培养法或砂基培养法，已经证明来自水或二氧化碳的元素有碳、氧、氢等3种，来自土壤的有氮、钾、钙、镁、磷、硫、硅等7种，植物对这些元素需要量相对较大，称为大量元素（macroelement）或大量营养（macronutrient）；其余氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍和钼等9种元素也是来自土壤，植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素（microelement）或微量营养（micronutrient）（表2-1）。 表2-1 陆生高等植物的必需元素 根据生化功能，植物矿质营养可以分为5组： 具体功能和缺少时的生理症状如下： （一）第1组——碳化合物部分的营养 1、氮植物吸收的氮素主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。氮是氨基酸、酰胺、蛋白质、核酸、核苷酸、辅酶等
植物生理实验希尔反应
植物生理学实验 希尔反应的观察和反应速率的测定
摘要： 本实验以新鲜的菠菜叶片为实验材料；以菠菜的离体叶绿体为实验对象，由离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂，根据2,6 -二氯酚靛酚在光下从蓝色到粉红色再到无色的变化，观察希尔反应。在本实验中观察到，加入叶绿体悬浮液的试管，在光下由蓝色变为绿色（由于叶绿体存在的原因）；暗处的试管仍为蓝色。 一、实验原理与实验目的 实验原理： 希尔发现，离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂（如2,6 -二氯酚靛酚、高铁氰化钾、苯醌、NADP+、草酸等）2H2O+2A →2AH2+O2 希尔反应的测定的方法是（1）放氧速率；（2）氧化剂被还原的速率。本实验中2,6 -氯酚靛酚还原后，溶液由兰色变为无色。 实验目的： 观察和测定希尔反应，了解叶绿体在光合放氧中的作用。 二、实验材料和方法 实验材料：菠菜 实验器材：离心机、分光光度计、天平、研钵、漏斗、容量瓶、量筒、烧杯、纱布、移液管、台灯等 实验试剂：（1）提取液（0.067M 磷酸缓冲液，pH 6.5 + 0.3M 蔗糖+ 0.01M KCl）；（2）0.1% 2,6 -二氯酚靛酚（溶于0.067M 磷酸缓冲液+0.01%KCl） 三、实验步骤 1.离体叶绿体悬浮液的制备 称取8克叶片,加10ml预冷提取液研磨,在研钵中捣碎30秒钟后,继续加入15ml冷提取液; 经过二层纱布过滤,去残渣,挤出滤液,置于离心管中。 以1000转/分离心3分钟;弃去沉淀。 以3000转/分离心上层液,8分钟,弃去上清液,沉淀为破碎的叶绿体。 用20ml提取液悬浮沉淀,置于冰浴备用。 2.离体叶绿体对2,6 -二氯酚靛酚的还原作用 取2支试管，分别加入5ml叶绿体悬浮液和1ml 0.1%的2,6 -二氯酚靛酚。一试管照光，另一试管置于黑暗。5-10min后观察溶液颜色的变化。 四、实验结果与讨论 实验结果： 黑暗处的试管颜色未发生变化，一直都是蓝绿色； 光照下的试管颜色明显变浅，由较深的蓝绿色变为浅绿色，证明希尔反应的存在，可见离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂。 实验讨论： 1、离体叶绿体对染料的还原作用实验中,比较两个处理的溶液颜色有何不同,并解释实验结
植物生理学教案15
基本内容 第十章植物的生长生理（growth physiology of plant）。 第一节种子的萌发(Seed germination) 种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧和适宜的温度。三者同等重要，缺一不可。此外，有些种子的萌发还受到光的影响。 （一）水分(Water)
吸水是种子萌发的第一步。种子吸收足够的水分以后，其他生理作用才能逐渐开始，这是因为水可使种皮膨胀软化，氧容易透过种皮，增加胚的呼吸，也使胚易于突破种皮；水分可使凝胶状态的细胞质转变为溶胶状态，使代谢加强，并在一系列酶的作用下，使胚乳的贮藏物质逐渐转化为可溶性物质，供幼小器官生长之用；水分可促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、幼根，供呼吸需要或形成新细胞结构的有机物。 （二）氧(oxygen) 种子萌发是一个非常活跃的生长过程。旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧呼吸作用来保证。因此，氧对种子萌发是极为重要的。 （三）温度(Temperature) 种子萌发也是一个生理生化变化的过程，是在一系列的酶参与下进行的，而酶的催化与温度有密切关系，所以，种子要在一定的温度条件下才能发芽。 （四）光(Light) 光对一般植物种子的萌发没有什么影响，但有些植物的种子萌发是需要光的，这些种子称为需光种子（light seed），如莴苣、烟草和拟南芥等植物的种子。还有一些种子萌发是不需要光的，称为需暗种子（dark seed），如西瓜属和黑种草属（Nigella）植物的种子。 二、种子萌发的生理生化变化(Change of physiology and biochemistry of seed germination) 种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。 （一）种子的吸水 种子的吸水可分为3个阶段，即急剧的吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。据测定，种子吸水第一阶段是吸胀作用（物理过程）。在第二阶段中，细胞利用已吸收的水分进行代谢作用。至到第三阶段，由于胚的迅速长大和细胞体积的加大，重新大量吸水，这时的吸水是与代谢作用相连的渗透性吸水。 （二）呼吸作用的变化和酶的形成 在种子吸水的第二阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗；当胚根长出，鲜重又增高时，O2的消耗速率就高于CO2的释放速率。这说明初期的呼吸主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。在吸水的第二阶段，种子中各种酶亦在
《植物生理学》实验课教学大纲(园林专业)(20200919034443)
《植物生理学》实验课教学大纲 课程编号：B1014106 适用专业：园林本科 课程性质：专业基础课 开设学期：第三学期 教学时数：12 一、编写说明 1课程简介： 植物生理学是一门实验科学，它的一切结论都源于科学实验，学生通过实验，可以做到手、脑并用，无论是重新演示前人的某些结论还是利用所学的实验技术得出某些新结论，对初学者来讲，都是一种创造性的劳动，这种学习方式是读书、听课所绝对不能代替的，因此实验课程是一门培养学生综合能力的非常重要的课程。2、地位和任务： 近年来，实验课越来越受到学者们的重视，是学好植物生理理论必不可少的教学内容。随着国家教改的进行，实验课在教学中的比例也不断增加，这方面应该引起学生的重视。 通过实验可以锻炼学生的动手能力，进而使学生能够掌握基本操作技能实验课与理论课既相互联系又相互独立，实验教学内容应为促进理论教学和为科研、生产实践需要而选定，应尽量反映现代科学技术水平，加深对理论知识的理解。 3、总体要求: (1 )通过对实验现象的观察、分析加深对理论课的理解。
(2)培养学生的实验技能，主要包括： 学生能自己阅读实验教材或资料，做好实验前的准备工作； 能够运用所掌握的植物生理学理论知识对实验现象及结果进行分析判断解释。 能够正确的记录和处理实验数据，绘制标准曲线，撰写合格的实验报告。能够借助教材(或说明书)或在教师的指导下正确使用常用仪器。 (3)培养学生的科学实验素养：要求学生具有严肃认真的工作态度，实事求 是、理论联系实际的工作作风，遵守纪律、爱护公物的优良品德。 4、与其他课程的关系： 本课程的先修课程是植物学、普通化学、通用物理、分析化学和生物化学等。 5、修订的依据： 本大纲修订的依据如下：面向21世纪课程体系与教学内容改革要求；国家各类指导委员会对课程教学的要求；我校对本科生人才培养定位的有关规定。 二、教学大纲内容 教学重点：常规生理指标测定实验原理及方法。
植物生理学实验指导
植物生理学实验指导 主编张立军 参编（按姓氏汉语拚音） 樊金娟郝建军 刘延吉阮燕晔 朱延姝
沈阳农业大学植物生理学教研室 2004年1 月 序 实验课是提高学生动手能力，提高分析问题和解决问题能力的重要途径。植物生理学教研室的全体教师和实验技术人员经过多年的教改探索，认为实验课教学要注意基本实验技能的训练、要有助于提高学生的动手能力，有助于使学生熟悉实验工作；实验内容要有挑战性，能够吸引学生的兴趣。为此，我们在借鉴国外高校和国内其他高校的先进教学经验的基础上，提出了一系列提高实验课教学质量的改革措施，这些措施涉及到实验内容的设置、实验的设计、实验报告的写作，以及实验指导书的编写等多个方面。本学期的实验教学是我们实验教学改革探索的一部分。所有的实验都设计成研究型的，有适当的处理，并尽可能的设置重复。同学们能够通过实验解释一个理论或实际问题。在本次编写的实验指导中我们给出了大量的思考题，有的涉及实验中应注意的问题，有的涉及实验技术的应用，有的涉及实验方法的应用扩展；此外，我们还要求实验报告的形式类似于正式发表的科研报告，并附有写作说明，这有利于培养学生写作科研论文的能力。为了培养良好的科研习惯，对每个实验还都给出相应的记录方式。 本学期是我们教研室首次按这项教学改革研究成果组织教学，希望广大同学配合，也希望相关专业老师、相关部门的领导及广大同学提出宝贵意见、以便使植物生理学实验教学改革更加完善。 张立军 2004 年1月30日 2014年12月29日 1
附：参加教学改革人员： 刘延吉郝建军樊金娟朱延姝阮燕晔康宗利付淑杰于洋 目录 Section 1（1h） 植物生理学实验课简介 1．教学目的 2．教学要求和考核 3．实验内容介绍 4．实验室安全要求 Section 2（6h） 一、植物的光合速率测定-----改良半叶法 二、植物叶绿素素含量测定----丙酮提取法 Section 3（6h） 三、植物组织水势测定----小液流法 四、植物根系活力测定----甲烯蓝法 Section 4（6h） 五、植物抗逆性鉴定----电导率仪法 六、植物组织丙二醛含量测定 Section 5（4h） 七、植物组织硝态氮含量的测定 Section 6（4h） 八、植物呼吸酶活性测定 2
植物生理学实验-3
实验报告 课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称： 叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定学生姓名：专业：农业资源与环境学号： 同组学生姓名： 指导老师： 实验地点：实验日期：2019年10月9日 一、实验目的和要求 掌握植物中叶绿体色素的提取分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法 二、实验内容和原理 以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。原理如下： 1.叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂.常用95%的乙醇或80%的丙 酮提取。 2.皂化反应。 叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机 溶剂中的类胡萝卜素分开。 装 订 线
3.取代反应。 在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg2+可依次被H+和Cu2+取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素。 H+取代Mg2+, Cu2+ (Zn2+)取代H+。 4.叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光。 透射光下呈绿色，反射光下呈红色。 5.光谱分析。叶绿素吸收红光和兰紫光，红光区可用于定量分析，其中645和 663用于定量叶绿素a,b及总量，而652可直接用于总量分析。 三、主要仪器设备 1.天平（万分之一）、可扫描分光光度计（UV-1240）、离心机 2.研具、各种容（量）器、酒精灯等 四、操作方法与实验步骤 1.定性分析 a)称取鲜叶3-5g，并逐步加入乙醇15ml，磨成匀浆 取匀浆过滤，并倒入三角瓶中，同时观察荧光现象。 b)取三角瓶中约1ml溶液于小试管。加KOH数片剧烈摇均，加石油醚 O 1ml分层后观察。 1ml和H 2
植物学实验教学大纲
植物学实验教学大纲 植物学实验室 课程名称：植物学实验总学时：90 实验学时：26 实验教材：植物学实验指导 适用专业：生物教育、生物 实验技术 课程性质：独立开设应开实验学期：第1学期 编写黎桂芳编写时间：2005、4 （1）、植物学实验课目的与要求： 目的： 植物学课程是生物科学的一门基础课，由形态解剖、系统分类两部分组成。课程的基本要求是基本掌握植物细胞、组织、器官的形态、结构特征以及功能特点；基本掌握植物界的各大类群，以及系统分类学原理，基本掌握植物界个体发育、系统发育的规律，以及认识各大类群之间的亲缘关系、演化系统。从而为后续课程如植物生理学、植物形态学、分子系统学等打下基础。 实验课基本要求： 1)使学生能熟练地使用显微镜，并掌握植物细胞、组织、器官的观察方法及特征； 2)训练基本技能，如徒手切片、水藏玻片制作、生物绘图等； 3)基本掌握植物界从低级到高级各大类群的区别和适应性特征； 4)基本掌握植物标本鉴定、植物方法，会使用工具书；认识一定数量的植物种类。 （2）主要仪器设备： 生物显微镜、体视显微镜、电脑投影仪、幻灯机、电脑多媒体（VCD等） （3）实验方式与基本要求： 实验方式：教师简单讲授原理和注意事项后由学生独立操作完成 基本要求： 1、观察、动手、描绘、绘图。熟练利用显微镜，掌握徒手切片、制片、揭破、观察等方法，学习植物体的形态、结构特征；并进行简单描述、制图。 2、印证、分析、综合、检索、推理。通过观察，印证课程知识，能根据实验指导书完成实验过程，并通过分析、综合、回答实验指导书的有关问题。 3、认识一定数量的植物种类；掌握常见植物学概念；能开展一般植物学实
植物与植物生理教案
植物与植物生理教案 螺纹理论 教学目标 1，了解植物的多样性，植物与动物有什么区别2，了解植物在社会中的作用 3，了解植物学与农业科学的发展关系4，学习本课程的目的 1，明确植物品种和共同特征 2，明确植物在自然界和国民经济中的作用3，理解植物学与农业科学教学内容的关系 1，中国植物多样性与植物资源 1，植物历史至今，XXXX在世界上的长期发展与演变目 以前已知的植物有50多万种，它们生长在不同的环境中，形成具有不同形态结构的植物种 2和植物多样性具有共同的特征:①细胞壁②光合作用③无限生长。从胚胎发育到成熟，大多数 植物能连续产生新的器官或新的组织结构。④体细胞具有全能性。在适宜的 环境条件下，体细胞经过生长和分化后可以成为完整的植物。多样性:参见《植物区系分类》教材介绍图0-1 3，中国南方热带地区植物区分类，气候温暖，雨量充沛，四季如春，典型植物有橡胶、 椰子汁、香蕉、荔枝、龙眼、菠萝；台湾樟树宝岛；亚热带地区是
国家水稻商品粮的重要基地。100多万年前，四川南部和广西北部就有银红杉。西南山是世界闻名的自然山地公园。华北地区和辽东半199岛是我国重要的小麦、棉花和杂粮生产区，也盛产苹果、梨、枣等大量经济作物。在东北平原和内蒙古高原，除了无边无际的豆科和禾本科草原外，还种植青稞和荞麦。中国西北地区，尤其是新疆，主要生产优质长绒棉、葡萄、西瓜、哈密瓜等优质水果。 2。植物在自然和国民经济中的作用植物是人类赖以生存的物质基础，是国民经济发展的主要资源三、植物和植物生理学的研究内容、分工和发展趋势 1和植物学概念是研究植物形态结构、生理功能、生长发育、遗传进化、分类系统和 生态分布的生物学学科 2，研究目的:全面了解植物，利用植物，保护植物，使植物更好地为人类生活和生产服务。3、分支植物形态学大致分为植物解剖学、植物细胞学、植物胚胎学 植物分类学根据植物类群分为细菌、真菌、藻类、地衣学、苔藓植物、蕨类植物、种子植物学、植物生理学、植物遗传学、植物生态学4植物学和农业科学植物学与农业科学相联系。随着科学技术的飞速发展，植物学将在发展农业科学中更好地发挥理论基础的作用，为农业生产做出更大的贡献。五、学习本课程的目的和方法 目的:学习作物栽培技术、遗传育种技术、植物保护技术，掌握植物和植物生理学的理论知识，进一步保护
关于农学专业植物生理学教学改革的几点想法
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/0715175183.html, 关于农学专业植物生理学教学改革的几点想法 作者：张淑英林海荣 来源：《科技资讯》2017年第24期 摘要：植物生理学是资源与环境专业教学中一门重要的专业基础课程。随着高校教学改 革的深入，植物生理学课程体系及教学内容的改革也不断深入。针对植物生理学理论性和实践性强的特点，本文从教学内容、教学方法等方面提出几点植物生理学教学方法的改革见解，以期为相关课程教学提供参考。 关键词：植物生理学教学模式农学专业 中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（c）-0154-02 植物生理学是研究植物生命现象和生命活动规律的科学，作为生物学课程体系中的重要组成部分，既是高等院校生物学领域主要的专业基础课，又是进一步学好其他专业基础课和专业课的必要条件和基础，具有理论性强、基础要求高、抽象难学、与生产实际结合紧密等特点，是农学专业的一门重要专业基础课。它广泛应用于农业、林业、工业、医药、国防等领域，在解决食物、能源、资源和人口等5大世界性难题方面发挥着不可替代的作用[1]。近年来，随着分子生物学、农学、园艺、植保等多学科及其技术与植物生理学相互渗透，取得了许多突破性成果，植物生理学活动规律中的许多问题得到了解决，使得高等院校植物生理学教学内容更为宽泛，为学生在生产实践中理论联系实际，扩大知识面提供坚实基础。如何在有限的课堂时间内提高学生的学习兴趣、重点突出、简化难点、增强植物生理学的教学效果是高校植物生理学任课教师必须面对的挑战。 针对目前植物生理学教学中存在的内容重复多、内容陈旧、实践环节薄弱等问题，结合学科发展特点和在校学生现状，通过以下几个方面对植物生理学教学模式改革进行探索，提出几点想法。 1 调整教学内容 植物生理学与植物学、分子生物学、植物营养学等多学科交叉，课堂上应避免讲授重复内容。增加学科前沿知识，解读重要研究成果，使学生了解“植物生理学”课程发展的前沿动态。课堂知识与科研相结合也为学生实验课和毕业设计的开展打下了一定基础，并能在一定程度上提升学生在相关领域的触类旁通能力和科研创新能力。此外，目前植物生理学课时不断缩减与课程内容不断扩充、更新之间的矛盾日益突出，需调整教学内容以适应新时期社会对人才培养的需求。如教师要结合植物生理学课程的特点及学生的实际情况，调整新的课程内容：一是确定需精讲的学习内容，即课程中的核心内容，这些不被易学生理解的知识，教师应加大该课程
植物生理学实验
实验名称：植物含水量的测定 实验目的：掌握测定植物组织的含水量的方法 实验原理：利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。后者更能表明它的生理意义。 实验材料与设备： （一）材料：植物鲜组织。 （二）仪器设备：天平（感量1/1000g）；烘箱；干燥器；剪刀；搪瓷盘；塑料袋；纸袋；吸水纸等。 实验步骤： ⒈鲜重测定迅速剪取植物材料，装入已知重量的容器（或塑料袋）中，带入室内，用分析天平称取鲜重（FW）。 ⒉干重测定提前把烘箱打开，温度升至100~105℃。把称过鲜重的植物材料装入纸袋中，放入烘箱内，100~105℃杀青10min，然后把烘箱的温度降到70~80℃左右，烘至恒重。取出纸袋和材料，放入干燥器中冷却至室温，称干重（DW）。 ⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中，数小时后取出，用吸水纸吸干表面水分，立即称重；再次将材料放入水中浸泡一段时间后，再次取出，吸干表面水分，称鲜重，直到两次称重的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜重（SFW）。若事先已知达到水分饱和所用的时间，则可一次取得饱和鲜重的测量定值。 ⒋取得以上数据后，按公式计算组织含水量、相对含水量。 思考题： 测定饱和含水量时，植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题？ 实验名称：植物组织水势的测定（小液流法）
实验目的：学会用小液流法测定植物组织的水势 实验原理：将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）。 ψw＝ψπ＝－P＝－iCRT 实验材料与设备： （一）材料：小白菜或其它作物叶片 （二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.镊子；4.打孔器5.培养皿。 （三）试剂：1. 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液；2.甲烯蓝粉末。 实验步骤： （一）取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液约4ml（约为青霉素瓶的2／3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液1ml 和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶加标签注明浓度。 （二）取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。用镊子分别夹入5～8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30～60min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。 （三）经一定时间后，用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量液流，观察蓝色液流的升降动向。（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。如此方法检查各瓶中液流的升降动向。若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水）；表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势；如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势，若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势，此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度。 将求得的等渗浓度值代入如下公式： ψw＝ψπ＝－iCRT。 式中：ψw＝植物组织的水势（单位：Mpa）；ψπ＝溶液的渗透势； C＝等渗浓度（mol/L）；R＝气体常数（0.008314 MPa·L /mol/K）；T＝绝对温度；i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）。 思考题：在干旱地方生长的植物其水势较高还是较低？为什么？ 实验名称：植物组织渗透势的测定
研究生植物生理学实验教案
研究生植物生理学 实验教案 教师：王征宏 农学院生物技术系
实验一 植物抗氧化酶活性的测定 植物抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化氢酶（CAT ）、过氧化物酶（POD ）等。它们普遍存在于植物的各种组织中，可以通过催化植物体内的活性氧，防止发生氧化反应。所以抗氧化酶活性与植物的代谢强度及逆境适应能力有密切关系，经常被用来衡量植物的抗性强弱和衰老程度。 一、超氧化物岐化酶活性测定 超氧物歧化酶（SOD ）普遍存在于动、植物体内，是一种清除超氧阴离子自由基（? 2O ）的酶，它催化下列反应： 2 反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系，故成为植物逆境生理学的重要研究对象。 【原理】 本实验依据超氧物歧化酶抑制氮蓝四唑（NBT ）在光下的还原作用来确定酶活性大小。 在有可氧化物质存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产 生?2O ，?2O 可将氮蓝四唑还原为蓝色的甲 。后者在560nm 处有最大吸收，而SOD 可清除 ? 2 O 从而抑制了甲的形成。于是光还原反应后，反应液蓝色愈深，说明酶活性愈低，反之酶活性愈高。一个酶活性单位定义为将NBT 的还原抑制到对照一半（50％）时所需的酶量，据此可以计算出酶活性大小。 【仪器与用具】 高速台式离心机；分光光度计；微量进样器；荧光灯（反应试管处光照强度为4000lx ）；试管数支；黑色硬纸套。 【试剂】 1．50mmol/L 磷酸缓冲液（pH7.8）。 2．提取介质50mmol/L pH7.8磷酸缓冲液（内含1％聚乙烯吡咯烷酮）。 3．130mmol/L 甲硫氨酸（Met ）溶液：称取1.939 9g Met 用磷酸缓冲液定容至100ml 。 4．750μmol/L 氮蓝四唑（NBT ）溶液：称取61.33mg NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml ，现配先用，避光保存。 5．100μmol/L EDTA-Na 2溶液：取37.21mg EDTA-Na 2用磷酸缓冲液定容至1 000ml 。 6．20μmol/L 核黄素溶液：取7.53mg 核黄素定容至1 000ml 避光保存。 【材料与方法】 1．酶液提取：取一定部位的植物叶片（视需要定，去叶脉）0.5g 于预冷的研钵中，加1ml 磷酸缓冲液在冰浴下研磨成浆，倒入5ml 离心管中，用提取介质冲洗研钵2～3次，最后加缓冲液使终体积为5ml 。于10 000r/min 下离心10min ，上清液即为SOD 粗提液。 2．显色反应：取试管（要求透明度好）7支，3支为样品测定管，3支为对照管，另外1支作为空白，按表1加入各溶液。 混匀后将空白管置暗处，其他各管于4000lx 日光灯下反应20min （要求各管受光情况一致，反应室的温度高时时间可适当缩短，温度低时时间可适当延长；温度范围30-37度）。 【结果处理】 SOD 活性测定与计算 至反应结束后，以不照光的作空白，分别测定其他各管560nm 波长下的吸光度值，已知SOD 活性单位以抑制NBT 光化还原的50%为一个酶活性单位表 2 22SO D 2O O H H 2O ＋＋＋??→??2 2CAT 22O O H 2O H 2＋??→?
植物生理学实验指导
植物生理学实验指导主编胡君艳陈国娟张汝民 浙江农林大学植物学科 2013年8月
实验一植物组织水势的测定 水势与渗透势的测定方法可分为3大类：⑴液相平衡法，包括小液流法、重量法测水势，质壁分离法测渗透势；⑵压力平衡法（压力室法测水势）；⑶气相平衡法，包括热电偶湿度计法、露点法等。 Ⅰ小液流法 【实验目的】 了解采用小液流法测定植物组织水势的方法。 【实验原理】 水势表示水分的化学势，像电流由高电位处流向低电位处一样，水从水势高处流向低处。植物体细胞之间，组织之间以及植物体和环境间的水分移动方向都由水势差决定。 当植物细胞或组织放在外界溶液中时，如果植物的水势小于溶液的渗透势（溶质势），则组织吸水而使溶液浓度变大；反之，则植物细胞内水分外流而使溶液浓度变小；若植物组织的水势与溶液的渗透势相等，则二者水分保持动态平衡，所以外部溶液浓度不变，而溶液的渗透势即等于所测植物的水势。可以利用溶液的浓度不同其比重也不同的原理来测定试验前后溶液的浓度变化，然后根据公式计算渗透势。 【实验器材与试剂】 1.实验材料：八角金盘、大叶黄杨等。 2.实验试剂：0.05、0.10、0.15、0.20、0.30mol·L-1蔗糖溶液、甲烯蓝溶液。 3.实验仪器：试管10支、微量注射器、镊子、打孔器、垫板。 【实验步骤】 1.取干燥洁净的试管5支为甲组，标记1~5，各支中分别加入0.05~0.30mol·L-1蔗糖溶液5mL。另取5支干燥洁净的试管为乙组，标记1'~5'，各试管中分别加入0.05~0.30mol·L-1蔗糖溶液2ml。 2.取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片（避开叶脉），混合均匀。用镊子分别夹入10个小圆片到乙组试管中。并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30~60min，为加速水分平衡，应经常摇动试管。 3.到时间后，在乙组试管中加入甲烯蓝溶液1~2滴，并用微量注射器取各试管糖液少许，将注射器插入对应浓度甲组试管溶液中部，小心地放出一滴蓝色溶液，并观察蓝色小液流的
植物生理学实验指导
植物生理学实验指导 Prepared on 24 November 2020
植物生理学实验指导
目录
植物材料的采集、处理与保存 植物生理实验使用的材料非常广泛，根据来源可划分为天然的植物材料（如植物幼苗、根、茎、叶、花等器官或组织等）和人工培养、选育的植物材料（如杂交种、诱导突变种、植物组织培养突变型细胞、愈伤组织、酵母等）两大类；按其水分状况、生理状态可划分为新鲜植物材料（如苹果、梨、桃果肉，蔬菜叶片，绿豆、豌豆芽下胚轴，麦芽、谷芽，鳞茎、花椰菜等）和干材料（小麦面粉，玉米粉，大豆粉，根、茎、叶干粉，干酵母等）两大类，因实验目的和条件不同，而加以选择。 植物材料的采集和处理，是植物生理研究测定中的重要环节。在实际工作中，往往容易把注意力集中在具体的仪器测定上，而对于如何正确地采集和处理样品却不够注意，结果导致了较大的实验误差，甚至造成整个测定结果的失败。因此，必须对样品的采集、处理与保存给予足够的重视。 一、原始样品及平均样品的采取、处理 植物生理研究测定结果的可靠性（或准确性），首先取决于试材对总体的代表性，如果采样缺乏代表性，那么测定所得数据再精确也没有意义。所以，样品的采集除必须遵循田间试验抽样技术的一般原则外，还要根据不同测定项目的具体要求，正确采集所需试材。目前，随着研究技术的不断发展，应该不断提高采样技术的水平。 在作物苗期的许多生理测定项目中都需要采集整株的试材样品，在作物中后期的一些生理测定项目中，如作物群体物质生产的研究，也需要采集整株的试材样品，有时虽然是测定植株的部分器官，但为了维持器官的正常生理状态，也需要进行整株采样。 除研究作物群体物质生产外，对于作物生理过程的研究来说，许多生理指标测定中的整株采样，也只是对地上部分的采样，没有必要连根采样，当然对根系的研究测定例外。采样时间因研究目的而不同，如按生育时期或某一特殊需要的时间进行。除逆境生理研究等特殊需要外，所取植株应是能代表试验小区正常生育无损伤的健康植株。