逆境对植物细胞膜透性的影响
电导率
实验 46 逆境对植物的伤害（电导仪法）一、原理植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。
在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。
当植物受到逆境影响时，如高温、低温、干旱、盐渍或病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。
膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。
这样，比较不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较作物间或品种间的抗逆性强弱，因此，电导法目前已成为作物抗性栽培、育种上鉴定植物抗逆性强弱的一个方法。
二、实验材料、试剂与仪器设备（一）实验材料植物叶片。
（二）试剂NaCl 溶液。
（三）仪器设备电导仪，天平，温箱，真空干燥器，抽气机，恒温水浴锅，注射器。
三、实验步骤1. 制作标准曲线如需定量测定透性变化，可用纯 NaCl 配成 0 、 10 、 20 、 40 、 60 、80 、 100 μg/mL 的标准液，在 20 ～ 25 ℃恒温下用电导仪测定，可读出电导率。
以电导率为纵坐标， NaCl 量为横坐标做标准曲线。
2. 选取小麦或其他植物在一定部位上生长叶龄相似的叶子若干，剪下后，先用纱布拭净，称取两份，各重 2 g 。
3. 一份插入小杯中放在 40 ℃恒温箱内萎蔫 0.5 ～ 1 h ，另一份插入水杯中放在室温下做对照。
处理后分别用蒸馏水冲洗两次，并用洁净滤纸吸干。
然后剪成长约 1 cm 小段放入小烧杯中（大小以能够容纳电极为度），并用玻棒或干净尼龙网压住，在杯中准确加入蒸馏水 20 mL ，浸没叶片。
4. 放入真空干燥器，用抽气机抽气 7 ～ 8 min 以抽出细胞间隙中的空气。
重新缓缓放入空气，水即被压入组织中而使叶下沉。
5. 将抽过气的小烧杯取出，放在实验桌上静置 20 min ，然后用玻棒轻轻搅动叶片，在 20 ～25 ℃恒温下，用电导仪测定溶液电导率。
6. 测过电导率之后，再放入 100 ℃沸水浴中 15 min ，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却 10 min ，在 20 ～ 25 ℃恒温下测其煮沸电导率。
逆境下植物衰老及活性氧清除机理
逆境下植物衰老及活性氧清除机理盐和干旱胁迫对植物生长发育的影响是非常复杂的，它不仅与植物本身的遗传背景相关，还包括植物生理、代谢和细胞结构等多方面的因素重复。
干旱缺水会抑制叶片伸展，引起气孔关闭，减少CO2摄取量，降低光合作用过程中有关酶的活性，从而抑制植物的光合作用，使叶片净光合速率降低。
在盐胁迫下，由于水分的亏缺，矿质营养不良、能量不足造成植物的生理过程受到干扰，细胞膜系统包括与光合作用相关的膜结构遭到破坏。
这些都可能直接或间接地影响到叶绿素含量，造成植物光合强度降低，最终植物因不能从光合作用中获取足够的物质和能量而使生长受到抑制，甚至因饥饿致死。
一，干旱对植物衰老的影响(一)旱害陆生植物最常遭受的环境协迫是缺水，当植物耗水大于吸水时，就使组织内水分亏缺。
过度水分亏缺的现象，称为干旱(drought)。
旱害(drought injury)则是指土壤水分缺乏或大气相对湿度过低对植物的危害。
植物抵抗旱害的能力称为抗旱性(drought resistance)。
中国西北、华北地区干旱缺水是影响农林生产的重要因子，南方各省虽然雨量充沛，但由于各月分布不均，也时有干旱危害。
1.干旱类型(1)大气干旱是指空气过度干燥，相对湿度过低，常伴随高温和干风。
这时植物蒸腾过强，根系吸水补偿不了失水，从而受到危害。
中国西北、华北地区常有大气干旱发生。
(2)土壤干旱是指土壤中没有或只有少量的有效水，这将会影响植物吸水，使其水分亏缺引起永久萎蔫。
(3)理干旱土壤水分并不缺乏，只是因为土温过低、土壤溶液浓度过高或积累有毒物质等原因，妨碍根系吸水，造成植物体内水分平衡失调，从而使植物受到的干旱危害。
大气干旱如持续时间较长，必然导致土壤干旱，所以这两种干旱常同时发生。
在自然条件下，干旱常伴随着高温，所以，干旱的伤害可能包括脱水伤害(狭义的旱害)和高温伤害(热害)。
(二)干旱伤害植物的机理干旱对植株最直观的影响是引起叶片、幼茎的萎蔫。
实验八 逆境处理对植物生理生化指标的影响
实验八逆境处理对植物生理生化指标的影响对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。
常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。
逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。
逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。
有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性( 等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。
植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选择透性是其最重要的功能之一。
当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。
膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种的抗性等因素有关。
因此，质膜透性的测定常可作为逆境伤害的一个生理指标，广泛应用在植物抗性生理研究中。
当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗，其中包括盐类、有机酸等，这些物质进入环境介质中，如果环境介质是蒸馏水，那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增加，表现在电导率的增加上。
植物受伤害愈严重，外渗的物质越多，介质导电性也就越强，测得的电导率就越高（不同抗性品种就会显示出抗性上的差异。
）脯氨酸是水溶性最大的氨基酸，具有很强的水合能力，其水溶液具有很高的水势。
脯氨酸的疏水端可和蛋白质结合，亲水端可与水分子结合，蛋白质可借助脯氨酸束缚更多的水，从而防止渗透胁迫条件下蛋白质的脱水变性。
因此脯氨酸在植物的渗透调节中起重要作用，而且即使在含水量很低的细胞内，脯氨酸溶液仍能提供足够的自由水，以维持正常的生命活动。
正常情况下，植物体内脯氨酸含量并不高，但遭受水分、盐分等胁迫时体内的脯氨酸含量往往增加，它在一定程度上反映植物受环境水分和盐度胁迫的情况，以及植物对水分和盐分胁迫的忍耐及抵抗能力。
植物体内脯氨酸的含量可用酸性茚三酮法测定。
在酸性条件下，脯氨酸和茚三酮反应生成稳定的有色产物，该产物在520nm 有一最大吸收峰，其色度与含量正相关，可用分光光度法测定。
逆境植物叶绿素表达的调节机制
逆境植物叶绿素表达的调节机制植物在各种生长发育过程中需要利用光合作用来生产能量和生物质，而叶绿素是光合作用的重要催化剂和色素。
然而，植物在逆境环境下（如干旱、高温、低温、高盐等）生长会受到抑制，从而影响叶绿素表达和光合作用。
因此，逆境植物叶绿素表达的调节机制成为了科学家们关注的热点。
逆境植物在逆境环境下的反应机制当植物受到逆境的影响时，会发生一系列的生理和生化反应来维持光合作用的正常进行。
比如说，在高温和干旱的环境下，植物的细胞膜通透性增加，导致细胞失水和膜受损；在高盐和低温环境下，植物细胞内的离子平衡被打破，导致细胞功能受损。
因此，逆境植物需要采取一系列的调节机制来在逆境环境下维持正常的生长和发育，并维持叶绿素的表达和光合作用的进行。
逆境植物叶绿素表达的调节机制包括以下几个方面：1. 转录调控植物在逆境环境下，会产生一系列的逆境响应基因，这些基因会被调节表达，从而产生逆境响应蛋白。
其中一些逆境响应蛋白是与叶绿素合成有关的转录因子，它们可以结合到相关的启动子元素上，调节叶绿素合成相关基因的转录。
比如说，ABI4是一种调节光合作用相关基因转录的转录因子，在干旱和高温环境下调节叶绿素合成相关基因的表达。
2. 蛋白质稳定性和降解逆境植物中，蛋白质稳定性和降解也影响了叶绿素的表达。
Sta1是一个针对ISOCHORISMATE SYNTHASE 1(ISCS1)的RBR蛋白，能够调节ISCS1的稳定性，从而影响叶绿素的表达。
而FtsH是一种叶绿体膜上的蛋白酶，它能够降解叶绿素合成途径中的一些关键酶，从而影响叶绿素的表达和积累。
3. 叶绿体转运逆境环境下，叶绿体受到损伤或降解的可能性增加，导致叶绿素的积累量下降。
然而，很多逆境响应蛋白也会影响叶绿体转运和叶绿素的积累。
比如，高温下的逆转录元件，通过抑制叶绿体转运相关基因的表达，减少了叶绿体和叶绿素的积累，从而调节了光合作用的进行。
结语逆境植物叶绿素表达的调节机制受到了科学家们的广泛关注，并且研究成果也为我们在逆境环境下保持光合作用的强度和效率提供了理论基础。
植物生理学实验--组织逆境伤害程度测定
吐温20－聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯
2、材料处理操作： 正常、冻害各取3个叶片，洗净
各打取叶圆片27个以上, 放到小烧杯中用去离子水冲洗
每支试管9个叶圆片,加15ml蒸馏水
塑料纱网用去离子水漂洗一下， 放入试管(距液面1-2cm)
抽气15min(不盖塞)，取出纱网
植物组织逆境伤害程度的测定
——电导法
（-20ºC,20min冷冻材料 ） 学生进入实验室先洗试管
逆境伤害程度的测定方法：
1 紫外法： 根据渗出物质对紫外的吸收
2 电导法:
一、实验原理：
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起 着重要的作用。在正常情况下，细胞膜对物质具有选 择透性能力。
逆境：高温、干旱、冻害、冷害、污染、酸雨
③样品测定：
将“选择”旋钮于适合的量程，测定样品。 当测定时显示值熄灭时，说明测量值超出 量程范围，应将选择旋钮置于高一档量程
按照电极上标明的电极常数，调节常数补偿 旋钮，使仪器显示值与电极所标常数一致
每测一个样品， 用去离子水冲洗 电极，滤纸吸干 电极表面水份， 再测下个样品
结果计算:（按课本）伤 害 Nhomakorabea (%)
－
结果记录：记载表老师签字
用品洗刷干净，检查摆放整齐、齐全 报告老师，经检查同意可离去
下一个实验：地点：B124#
植物组织中硝态氮含量的定量测定 (实验12)
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
抽气作用？ 纱网作用? 防止抽气时叶圆片被抽出。 防止高CO2气源和口中呼出的CO2进入试 管
放置到塑料烧杯中(不盖塞子)，统一抽气10～15min。 （设置空白1只试管）
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)
逆境对植物细胞膜透性的影响 (电导法)植物在其生命周期内时常会遭遇到各种逆境，比如极端温度、干旱、盐碱、重金属等，这些逆境都会对植物细胞膜的生理功能产生一定的影响。
其中，植物细胞膜的透性是重要的一环，直接影响到植物的营养代谢、水分调节和抗逆能力等方面。
电导法是研究逆境对植物细胞膜透性影响的有效方法之一，本文将着重从电导法的应用、原理和研究成果三方面进行阐述。
电导法是通过测定电流强度来检测被测物体内部或表面的电阻值变化的一种方法。
在研究植物细胞膜透性时，电导法通常采用离体的植物根、叶片等组织，将其置于含有一定离子浓度的凝胶中，测定从根、叶片等组织释放出来的电解质的电导率变化。
一般而言，电导率的增加表明细胞膜透性的增加，在极端情况下，电导率可能会显著增加，导致离子外溢、水分丧失和细胞死亡等情况的发生。
对植物细胞膜透性进行电导法研究的原理基于细胞膜结构的特性。
植物细胞膜是由脂质双层组成的，其中脂质双层的疏水性决定了部分物质难以通过膜透过，因此膜上存在一系列具有特定功能的蛋白质通道和传输体来调节物质的通过。
细胞膜透性的变化通常和膜蛋白的功能发生变化有关。
一些逆境因素会破坏细胞膜表面的膜蛋白结构，从而使膜通透性发生变化。
在研究过程中，通过对逆境因素的处理及其所引起的电导率变化，可以初步了解植物细胞膜受逆境害处理的情况。
例如，研究发现不同温度对甜菜叶片的膜透性影响不同。
在25℃下，叶片的膜透性较低，而在40℃时，膜透性显著增加。
这表明高温对植物细胞膜透性的影响显著，这种影响可能是由于高温所导致的膜蛋白结构的改变所造成的。
类似地，研究还发现，在重金属污染的土壤中生长的植物叶片的膜透性明显高于正常土壤中生长的植物叶片，这可能是由于重金属元素干扰细胞膜的蛋白质结构所导致的，从而使膜通透性发生变化。
从上述研究结果来看，通过电导法能够定量测定细胞膜透性变化情况，为研究逆境对植物生长、发育及抗逆能力的影响提供了重要的线索。
逆境环境下植物生理生态研究
逆境环境下植物生理生态研究植物生长和发育受到环境的一系列复杂的影响，其中逆境环境因素如温度、干旱、盐碱和重金属等，对植物的正常生长和发育产生许多不利影响，进而导致植物的凋谢和死亡。
逆境环境不仅对植物生长发育产生严重的影响，还对生态系统的稳定性和农业的发展产生不良的影响。
因此，研究逆境环境下植物的生理生态特征，探讨植物进化与适应机制，对于农业生产和生态环境保护具有重要意义。
一、逆境环境对植物的影响1. 温度逆境温度逆境涉及高温和低温两种情况。
高温时，植物体内的酶蛋白质变性，叶绿素含量下降，导致呼吸和光合作用的下降，并且影响 DNA 转录和翻译的过程；低温时，植物体内的细胞液体和细胞膜的结构出现变化，导致代谢活性下降和生理功能障碍。
温度逆境影响植物的生长和发育，并且影响植物的产量和品质。
2. 干旱逆境干旱逆境时，植物在叶片的表面逐渐失去水分，导致叶片萎缩和产量降低。
植物通过调节蒸腾作用和根系的吸收来维持体内的水分平衡，但当干旱时间过长时，植物的叶片和根系会受到损伤，影响了植物的生长和发育。
3. 盐碱逆境盐碱逆境时，植物体内的各项代谢活动会被严重干扰，导致植物的叶片产生叶缘焦枯、生长发育受到限制、内部结构有改变、细胞液失衡等问题，这些都会严重影响植物的生长和发育及其产量。
二、植物的应对机制1. 温度逆境下植物的适应机制温度敏感的植物通过调整酶活性和膜糖脂含量，以适应温度逆境。
另外，可溶性糖的含量增加也是一种温度逆境适应的机制，它能够调节植物的渗透压，使叶片适应极端温度条件下的冷热变化。
2. 干旱逆境下植物的适应机制植物在干旱状态下会积累相应的物质，如减少水分散失的叶片，加厚细胞壁，增加根系吸收水分的面积等。
同时，还能在遭受干旱逆境时释放蛋白酶和蛋白质，以消耗谷氨酸来适应。
3. 盐碱逆境下植物的适应机制盐碱逆境下，植物通过调节离子吸收与欠水互补作用来缓解渗透压和离子负载的问题。
在吸收到多余钠离子之后，把它们转运到旧叶中以进行排出，同时，植物还会通过膜压力（ionic pressure）将钠离子腾出细胞。
实验九 逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-植物细胞质膜透性的测定
实验九、逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-----植物细胞质膜透性的测定（电导法）一、目的植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。
但植物常受到外界不良因子的影响，而不同植物种类其抗逆性则不同。
用电导仪率法测定植物质膜透性的变化，可作为植物抗逆性的生理指标之一。
本实验主要测定低温（或高温）对细胞质膜透性的影响，并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。
二、原理植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。
植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。
各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。
如极端的温度、干旱、盐渍，重金属离子（如Cd2+等）和大气污染物（如SO2、HF）等都会使质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导率增大。
该变化可用电导仪测定出来。
细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强。
三、材料、仪器设备1. 材料：植物叶片。
【仪器与用具】电导率仪1台；真空泵（附真空干燥器）一套；恒温水浴1具；水浴试管架1个；20ml具塞刻度试管10支；打孔器1套（或双面刀片1片）；10ml移液管（或定量加液器）1个；试管架1个；铝锅1个；电炉1个；镊子1把；剪刀1把；搪瓷盘1个；记号笔1支；去离子水适量；滤纸适量；塑料纱网（约3cm2）6片。
四、实验方法【方法】1．容器的洗涤电导法对水和容器的洁净度要求严格，水的电导值要求为1~2μS（微西门子）；所用容器必须彻底清洗，再用去离子水冲净，倒置于洗净而垫有洁净滤纸的搪瓷盘中备用。
为了检查试管是否洁净，可向试管中加入电导值在1～2μS的新制去离子水，用电导仪测定是否仍维持原电导。
2．试验材料的处理分别在正常生长和逆境胁迫的植株上取同一叶位的功能叶若干片。
若没有逆境胁迫的植株，可取正常生长的叶片若干片，分成两份，用纱布擦净表面灰尘。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
逆境对植物细胞膜透性的影响(电导法)
实验目的：能比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况，并加解释。
了解植物在逆境情况下细胞膜的透性变化
掌握植物抗逆性与细胞膜透性的关系
实验原理：
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。
在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。
如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电导率增大。
膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。
比较不同植物或同一植物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较植物间或品种间的抗逆性强弱。
用电导仪测定可以比较植物组织中的外渗电解质的含量，从而间接了解细胞透性的大小。
实验材料：女贞叶片（20片左右）；
实验器具：电导仪，打孔器，恒温水浴锅，2个小烧杯，量筒，玻璃棒，蒸馏水
实验步骤：
1.选取低温(高温）处理的女贞叶片8片，先用纱布拭净，再用打孔器打取20
片小圆叶（避开叶脉），放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为处理组。
再用相同的方法打取20片未经处理的小叶放入小烧杯中，加入20ml 蒸馏水作为对照组。
2.将小烧杯放入35℃水浴锅中静置25min，期间用玻棒轻轻搅动叶片，到时间
后用，电导仪测定溶液电导率。
3.测过电导率之后，再放入100℃沸水浴中10min，以杀死植物组织，取出放入
自来水冷却，测其煮沸电导率。
4.计算：
按下式计算相对电导度：
相对电导度（L）=（S1-空白电导率）/（S2-空白电导率）
S1:煮前的电导率
S2:煮后的电导率
空白电导率:蒸馏水的电导率
相对电导度的大小表示细胞膜受伤害的程度
由于室温对照也有少量电解质外渗，故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗，称为伤害度（或伤害性外渗）。
伤害度（%）=
100 1
⨯
-
-
CK
CK
t
L
L
L
式中 L
t
—处理叶片的相对电导度；
L
ck
—对照叶片的相对电导度。
注意事项
1. 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净（全部器皿要洗净），也不要
用手直接接触叶片，以免污染。
2. 测定后电极要清洗干净。