植物生理学答案

植物生理学实验思考题考试要求：1.口答部分， 30 分，主要包括课后思考题、实验原理、实验结果。2.实验部分， 50 分，主要是仪器的操作，有分光光度计、 CO2 气体分析仪、电导仪、阿贝折射仪。实验到达 30 分以上才能及格。考试不会太难，但也希望大家能够好好复习。实验一、植物组织培养技术及烟草叶组织培养中形态发生和器官形成组织培养中的形态发生和器官形成烟草叶1.植物组织培养的原理、培养基的种类、现象原理：（ 1）植物细胞具有全能性， 即每个植物细胞包含着能产生完整植株的全部遗传基因。（2）只要条件合适，包含着全部遗传基因的细胞都能分裂分化，产生完整的植株。培养基成分中生长素和细胞分裂素的比例决定了根或芽的分化。培养基的种类及现象：（ 1） MS（不加激素）无生长现象（ 2） MS+BA1mg/L+NAA2mg/L生长出愈伤组织（ 3） MS+BA0.5mg/L+IAA0.1mg/L长出不定芽2.外植体为什么不能切太小？不易成活3.植物组织组织中卫生么出现发霉？在操作过程中出现了污染。4.植物激素对愈伤组织形成及器官分化有何影响？生长素 /细胞分裂素：（1）高不定根（2）中愈伤组织（3）低不定芽5.在组织培养过程中应注意什么？灭菌 无菌操作实验二、叶绿体色素的提取、 分离及其理化性质色素含量的测定 （分光光度计）1.实验原理及现象（ 1）色素提取 植物叶绿体色素一般由叶绿素 a、叶绿素 b、胡萝卜素和叶黄素等组成。利用叶绿体色素不易溶于水而溶于有机溶剂的特性，可用 80%丙酮、 95%乙醇等有机溶剂提取。 （ 2）色素分离 可用纸层析来分离叶绿体色素， 当溶剂不断地从纸上流过时， 由于混合物中各成分在两相 （即流动相和固定相） 间具有不同的分配系数， 所以她们的移动速度不同， 因而使样品混合物分离。色素带分布 :从上至下 橙黄色（胡萝卜素）、鲜黄色（叶黄素）、蓝绿色（叶绿素 a）、黄绿色（叶绿色 b）。 （3）荧光现象 叶绿素分子吸收光量子。由基态上升到激发态， 激发态不稳定， 有回到基态的趋向， 当由第一单线态回到基态时发射出的光称为荧光。 现象：在反射光下观察溶液颜色为红色。 （4）取代反应 叶绿素中的镁离子可以 被氢离子所取代而形成褐色的去镁叶绿素。去镁叶绿素遇铜离子则成为铜代叶绿素，铜代叶绿素很稳定，在光下不易被破坏。现象：先出现黄褐色（形成去镁叶绿素），再出现亮绿色（铜离子代替镁离子） 。（ 5）皂化反应 叶绿素是一种二羧酸叶绿酸与甲醇、叶绿醇形成的复杂酯，故可与碱起皂化反应而形成醇 （甲醇和叶绿醇） 和叶绿酸的盐，产生的盐能溶于水，可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开。 现象：在上层苯中为黄色（类胡萝卜素层），下层稀醇液为绿色（叶绿色层） 。2.叶绿素 a、b 在哪个波长的光下吸收？ a ：663nm b ：645nm 有最大吸收峰 类胡萝卜素最大吸收峰的波长为 470nm。测叶绿素时为什么要选择红光区， 分别在哪两个波长下？红光区最大吸收峰， 可排除类胡萝卜素的干扰。 663nm 和 645nm 叶绿素 a、b 为什么不能在蓝光区测？类胡萝卜素在蓝光区也有吸收峰。3.影响叶绿素合成的因素和作用机理。 因素：（ 1）外界 光、温度、营养元素、水、氧气（ 2）内界 遗传因素4.叶绿素研磨实验中加碳酸钙和石英砂的作用？碳酸钙：去除有机酸，保护色素石英砂：是研磨更加充分。5.用不含水的有机溶剂如无水乙醇、无水丙酮等提取植物材料，特别是干材料的叶绿体色素往往效果不佳，原因何在？6.为什么提取叶绿素时干材料一定要用 80%丙酮，而新鲜的材料才可以用无水丙酮提取？7.叶黄素和叶绿素如何分离？纸层析实验三植物组织水势的测定（小液流法、折射仪法）阿贝折射仪1.小液流法 (又称比重法 )和折射仪法测植物组织水势的原理小液流法：利用植物组织与外界溶液接触时，组织水势与外界水势不同会发生吸水或失水现象，导致外液浓度发生改变。溶液浓度不同，比重不同。取浸过组织的蔗糖溶液一小滴（为便于观察加入少许甲烯蓝），放入未浸植物组织的原浓度溶液中，观察有色溶液的沉浮。若液滴上浮，表示浸过样品后的溶液浓度变小；液滴下沉，表示浸过样品后的溶液浓度变大；若液滴不动，表示浓度未变，该浓度水势即等于植物组织水势。 折射仪法：将植物组织放入一系列不同浓度蔗糖溶液中，水分总是从水势高的一方流向水势低的一方。若植物组织吸水， 蔗糖浓度增加；若植物组织失水，蔗糖溶液浓度降低；若植物组织不吸水又不失水，蔗糖浓度不变。而蔗糖浓度的改变， 其浓度的折光系数也会随之发生变化。此法利用折射仪测定其折光系数， 与原蔗糖溶液折光系数比较， 找出折光系数无变化的糖浓度，或者是相邻两种浓度平均数，最后折算为水势值。2.小液流法为何会出现沉降现象？同1 中的小液流法的原理。3.小液流法中，给你六个蔗糖浓度依次增加的试管，六个试管现象如下：1 下沉2 上浮 3 下沉 4 上浮 5 下沉 6 上浮。问这些现象会不会出现？不会，上浮或下沉变化中，只有一个分界点。4.先进行小液流法测定，再进行折射仪法测定是否可以？不可以。为什么折射仪法前后两次测定溶液的折光系数的温度必须一致？温度会改变溶液的折光系数。5.阿贝折射仪的原理 原理为折射定律，许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。因此通过折射率的测定，可以测定物质的浓度。6.蔗糖溶液上为什么要塞软木塞？防水分进入，降低浓度；防蒸发。7.两种水势测定方法各有何优越性？测定材料为叶片时， 用其小圆片与外液进行水分交换，有何缺点？实验四、植物溶液培养和缺素培养1.实验原理：用植物必需的狂之元素按一定比例配成溶液来培养植物，可使植物正常生长发育， 如缺少某一必需元素， 则会表现出特异缺素症； 将所缺元素加入培养液中，缺素症状又可逐渐消失。2.无土栽培时的各种缺素症状？影响幼叶，缺 Ca：顶芽，幼叶呈淡绿色。叶尖钩状，随后坏死。缺 Fe：黄化苗，影响叶绿素的形成。影响老叶，缺 N：植株矮小，老叶、茎发红，叶片发黄，呈淡绿色。缺 P：茎发红，叶片比正常的叶片更绿，呈深绿色，含有花青素。缺 K ：易倒伏，老叶呈折断状，叶片边缘呈焦枯状。缺 Mg ：出现坏死斑点，叶脉间失绿，条状叶。3.为什么说无土培养是研究矿质营养的重要方法？4.比较溶液培养和砂基培养的优缺点。5.进行溶液培养或砂基培养有时会失败，主要原因何在？实验五、植物光合与呼吸速率的测定（红外CO2 气体分析仪法）红外线 CO2气体分析仪1.开放系统（开放式）与闭路系统（封闭式）开放系统：以空气通过叶室前后的 CO2 浓度差计算 CO2 通化速率。封闭式则是把叶片放在封闭系统内，根据气体体积和 CO2 含量下降速率来计算通化量。2.红外线 CO2 分析仪的原理，举例应用。原理：CO2、H2O 具有中段的红外吸收带， 红外线被这些分子吸收时，红外光能减少，降低的多少与 CO2 浓度有关，并服从朗伯比尔定律。例子， CO2 吸收速率、光合速率、呼吸速率、光呼吸速率、 CO2-光和曲线等。3.测光合速率时要测光强吗？要，不同光强下的光合速率不同。实验六、硝酸还原酶（ NR ）的测定分光光度计1.实验原理：植物吸收的 NO3-，首先通过硝酸还原酶的催化，被还原成 NO2-。产生的 NO2-可以从组织内渗到外界溶液中，测定反应液中亚硝酸含量，可计算出硝酸还原酶活性的大小。 NO2-的测定用磺胺显色法测定。在酸性条件下 NO2-与对氨基苯磺酸 （或磺胺） 发生重氮反应， 生成的重氮化合物又与盐酸萘乙二酸（或 - 萘胺）生成红色偶氮化合物， 可在 520nm 下比色测定。偶氮化合物越多， NR 活性越大。2.NR 活性测定时取材前为什么要进行一段时间光合作用？目的：生成NADH,作为还原力，再生成NO2-。测定酶促反应时为什么要在暗处保温？NO3-在光下进一步产生 NH3 ，防止氧循环反应的发生。3.NR 活性测定时加入磺胺、盐酸萘乙二酸和KNO3 的作用各是什么？磺胺：显色反应中，发生重氮反应，生成重氮化合物。盐酸萘乙二酸：重氮化合物进一步生成红色偶氮化合物。 KN03 ：提供 NO3-.实验七、 TTC 法测定根系活力分光光度计1.实验原理：氯化苯基四氮唑（TTC ）是一种氧化还原色素，溶于水中为无色溶液，但还原后生成红色不溶于水的 TTF.植物根系中脱氢酶可引起 TTC 还原，此反应可因加入琥珀酸、 延胡索酸苹果酸等得到加强； 而被丙二酸、 碘乙酸所严重抑制。在幼根中，脱氢酶活性的强弱与根系活性成正比。 所以可由脱氢酶活性代表根系活力。脱氢酶活性越强，根系活性越强。2.反应中加入硫酸、琥珀酸或延胡索酸、苹果酸各起什么作用？3.取材时为什么要取靠近根尖的部分？富含脱氢酶,使 TTC 还原为 TTF.4.TTC 中硫酸的作用？终止酶反应。实验八、电导法测定植物细胞膜透性电导仪1.实验原理：植物组织在受到各种不利的环境条件（如干旱、低温、盐渍和大气污染呢）危害时，细胞膜的结构和功能首先受到伤害，细胞膜透性增大。若将受伤害的组织浸入去离子水中， 其外渗液中电解质的含量比正常组织外渗液中含量增加。组织受伤害越严重， 电解质含量增加越多。 用电导仪测定外渗液电导值的变化，可反映出质膜受伤害的程度，电导率越大，植物受到的伤害程度越大，也可以反映植物组织抗逆性的强弱。2.电导法测膜透性的原理？同实验原理。实验中为什么要抽真空？以抽出细胞间隙空气，使内溶物流出。3.电导值与抗性的关系。呈反比。抗逆性强的植物材料外渗液中的电导率高还是低，为什么？低，抗逆性强的植物在受到伤害时，细胞膜的透性变化小，内溶物流出的少，外渗液中的溶质少，电导率低。实验九、丙二醛含量的测定分光光度计1.实验原理：，植物器官衰老或在逆境下遭受伤害时发生膜脂过氧化作用，丙二醛（ MDA ）是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。 MDA 在酸性和高温条件下，可以与硫代巴比妥酸（ TBA ）反应生成红棕色的三甲川，其最大吸收波长在 532nm。朗伯比尔定律。2.影响 MDA 含量测定结果的因素。可溶性的糖、温度等因素实验十、植物组织中超氧化物歧化酶活性的测定分光光度计1.实验原理：超氧化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的大小。 在有可被氧化物质存在下， 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超氧阴离子自由基， 其可将氮蓝四唑还原为蓝色的化合物，蓝色化合物在 560nm 处有最大吸收峰，而 SOD 可清除超氧阴离子自由基从而抑制蓝色化合物的形成。 光还原反应后，反应液蓝色愈深说明酶活性愈低，反之酶活性越高。2.SOD 酶的实验为什么要设置光照和黑暗的对照实验？实验需要在光下进行， 在黑暗条件下的实验为参照组。3.SOD 酶的活性与实验结果的颜色深浅有何关系？反比。4.SOD 研磨为何要加入冷的磷酸缓冲液？降温，保持酶的活性。5.核黄素为什么要现配现用？在有可被氧化物质存在下，核黄素可被光还原。6.影响本实验准确性的主要因素有哪些？应如何克服？实验十一、植物体内多酚氧化酶活性的测定分光光度计实验原理：多酚氧化酶（ PPO）是一种含铜的氧化酶，在有氧的条件下，能使一元酚和二元酚氧化产生醌。PPO 反应速率在 3min 内呈直线上升，其后反应速度减慢。因为研究该酶活性时，用分光光度法测 3min 内于 410nm 波长下测其吸光度。即可计算出多酚氧化酶的活力和比活性。1.用比色测定某物质含量的条件：有颜色；有吸收峰。2.用分光光度计做的实验有哪些？3.各种仪器的单位的含义（用中文说）