植物激素的分离和纯化
植物生理学的重要实验技术
植物生理学的重要实验技术植物生理学是研究植物内部各种生理过程的科学，通过实验技术的应用，可以深入研究植物的生理特性和调控机制。
本文将介绍几种重要的植物生理学实验技术，包括光合作用测定、光周期实验、蒸腾作用研究和植物生长素的测定。
一、光合作用测定光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用的测定可以通过净光合速率的测定来进行。
测定方法可以使用荧光法或者气体交流法。
荧光法是通过测定叶片上的荧光信号的强度来计算净光合速率，而气体交流法是通过测定进出叶气体的浓度变化来计算净光合速率。
这些方法需要使用一些仪器设备，如荧光测定仪或气体交流测定系统。
二、光周期实验光周期是植物在一定时间内接受光照和黑暗的周期性变化。
光周期实验主要用于研究植物的花期控制、休眠期控制等生理过程。
常用的方法是通过控制植物所接受的光照时间和黑暗时间的比例来模拟不同的光周期条件。
可以使用光周期系列灯来实现对光周期的控制。
在实验过程中，可以观察植株的生长状况、花期的调控以及激素含量的变化等指标。
三、蒸腾作用研究蒸腾作用是植物体内水分的散失过程，是植物体内水分运输和植物生长发育的关键过程之一。
蒸腾作用研究常用的技术是测定植物叶片表面的水蒸气压，并结合气孔开闭情况来研究蒸腾作用的影响因素。
测定水蒸气压时通常使用水分压差传感器或者电子秤等设备，观察气孔开闭可以通过显微镜或者扫描电子显微镜等工具进行。
四、植物生长素的测定植物生长素是一类植物内源激素，调控着植物体内的生长和发育过程。
研究植物生长素的测定可以使用生物测定法、免疫测定法和色谱法等。
生物测定法使用生物体来测定生长素的活性，如使用阿片酸促进小麦胚芽的生长来测定生长素含量。
免疫测定法则是利用抗体和抗原之间的特异性结合来测定生长素含量。
色谱法是利用气相色谱或者液相色谱来分离和测定植物生长素的含量，通常需要先对样品进行提取和纯化。
结论植物生理学的实验技术是理解植物各种生理过程和调控机制的关键。
植物根系分泌有机酸的收集、分离及检测方法探析
植物根系分泌有机酸的收集、分离及检测方法探析摘要：根分泌物主要是以碳为基础的低分子化合物和高分子化合物。
植物分泌的有机酸主要有乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和琥珀酸等, 它们调节细胞代谢, 为根际和微生物提供营养。
植物根系分泌有机酸的研究对于了解植物的根际效应具有重要的学术意义。
简述了根系分泌物有机酸的收集、分离和检测方法。
关键词：根分泌物; 有机酸; 收集; 分离; 检测;Abstract：Root exudates include low molecular compounds, high molecular compounds, and primarily carbon-based compounds. The organic acids secreted by plants are mainly acetic acid, oxalic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid and succinic acid, which regulate cell metabolism and provide nutrients for the rhizosphere and microorganisms. The study of plant root exudates of organic acids has important academic significance for understanding the rhizosphere effects of plants. This paper briefly described the methods of collection, separation and detection of organic acids in root exudates.Keyword：root exudates; organic acid; collection; separation; detection;0、引言根际作为植物、微生物和土壤之间的交互作用区域, 是根-土界面微生态系统的物质基础和核心内容。
植物内源性信号物质的研究及其应用
植物内源性信号物质的研究及其应用植物作为静态生物，需要对环境做出及时响应以应对内外环境变化。
传统的观点认为，植物主要依靠生物化学反应来实现信号传递，但随着近年来研究的深入，人们开始逐渐了解到，植物内源性信号物质也在其中发挥了重要的作用。
本文将探讨植物内源性信号物质的研究及其应用。
1. 内源性信号物质的概念与分类内源性信号物质是指植物体内合成的具有表征性质的物质，它们可以诱导或抑制植物的生理生化反应。
内源性信号物质可以分为以下几类：（1）激素类。
包括生长素、赤霉素、赤素等。
生长素是一种重要的植物激素，它对植物的生长发育和幼苗生长非常重要。
而钙离子则是另一种重要的植物激素，它调控植物细胞的信号传递。
（2）信号分子类。
包括NO、一氧化碳等。
NO可以调节植物生长发育、环境响应等重要生理过程，而一氧化碳则可以调节植物的呼吸、光合作用等。
（3）小RNA类。
包括miRNA、siRNA等。
小RNA对植物基因表达调控等具有重要作用。
2. 内源性信号物质的研究方法为了研究内源性信号物质的性质和作用机制，研究者们通常采用以下方法：（1）分离和纯化。
分离和纯化不同类型的内源性信号物质，使其达到足够的纯度，能够进行进一步的研究。
（2）基因编辑。
通过基因编辑技术，使植物产生不同的内源性信号物质，从而研究其作用机制和生理效果。
（3）生物学技术。
如荧光探针等生物学技术，可以用来研究内源性信号物质与细胞的相互作用。
3. 内源性信号物质的应用内源性信号物质在植物生长和发育中具有重要作用，因此它们的应用范围也很广泛。
以下列举了一些具有代表性的应用案例。
（1）激素的应用。
植物生长素的应用范围很广泛，可用来调控作物的生长发育，提高产量和品质等。
（2）信号分子的应用。
NO可以作为一种生物农药使用，用来控制植物的病虫害。
此外，一氧化碳也可以被用来调节作物的呼吸和光合作用等。
（3）小RNA的应用。
小RNA可以用来管控植物的基因表达，从而调节植物的生长发育和应对环境压力。
药品生产过程中的药物提取与纯化技术
优点：操作简单， 成本低，适用于 热稳定性好的药
物。
缺点：需要较高 的温度，可能会 破坏药物的结构
和活性。
应用：常用于提 取挥发性药物， 如薄荷油、樟脑
等。
原理：利用超临界流体的溶解能力来提取药物 优点：高效、环保、无溶剂残留 应用：广泛应用于天然药物、合成药物和生物药物的提取 注意事项：需要精确控制温度和压力，以防止超临界流体的相变和分解
制定质量标准的依据：药品生产质 量管理规范（GMP）、药品注册管 理办法等法律法规
质量标准的实施：通过生产过程中 的质量控制措施，确保药品的质量 符合标准要求
添加标题
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质量标准的内容：包括药品的纯度、 杂质含量、稳定性等指标
质量标准的修订：根据药品生产和 监管的实际情况，对质量标准进行 修订和完善
原料质量控制：确保原料的质量和纯度 生产过程控制：监控生产过程中的温度、压力、时间等参数 产品质量检验：对提取和纯化后的药物进行质量检验，确保其符合标准 环境质量控制：保持生产环境的清洁和卫生，防止污染和交叉污染
提取方法：水煎煮法、醇提法、水 醇法等
实例：黄连提取与纯化、人参提取 与纯化、当归提取与纯化等
,
汇报人：
定义：从药物原料 中分离出有效成分
的过程
提取方法：溶剂提 取、水蒸气蒸馏、 超临界流体萃取等
目的：提高药物的 纯度和疗效，减少
副作用
提取设备：提取罐、 离心机、过滤器等
药物纯化的目的：确保药物的 安全性和有效性，减少不良反 应，提高药物的稳定性和保质 期。
药物纯化的定义：通过物理、 化学或生物方法将药物中的杂 质去除，提高药物的纯度和质 量。
原理：利用溶剂对药物成 分的溶解能力进行提取
植物激素的提取和纯化
植物激素测定的方法
1、生物测定法
生物测定法是通过测定激素作用于植株或离体器官后所产生的生 理生化效应的强度，从而推算植物激素含量的方法。
特点：简单易操作，但是其灵敏度及专一性均不够高 。
2、物理和化学方法
薄层层析、气相色谱(GC)、高效液相层析(HPLC)和质谱分析(MS)、 色质联谱(GC-MS)可以更为精确地检测多种激素 。
实验步骤
• 1、植物激素的提取：
分次加入3ml 80%甲醇 称样（0.5g） 10000g 倒入离心管 10min 离心
研磨 倒出上清液
• 2、激素的纯化：过C18柱法
5ml针筒接在C18柱上 5ml 100%甲醇 5ml 70%甲醇
5ml乙醚
加样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 3、取出300μl氮气吹干备用。
实验5 植物激素的提取和纯化
一般激素在植物中的含量极低，性质又不稳定，加 之细胞中其他化合物的干扰，故测定的方法必须 十分灵敏和专一。通常首先用合适的有机溶剂来 提取，既要避免许多干扰物质，又要防止破坏激 素本身。其次采用各种过柱、萃取或层析步骤， 使激素得到部分提纯。然后再用生物的、物理的 或化学的方法测定其含量。
特点：灵敏度和选择性高，重复性好，但对前处理要求较高 。
3、免疫分析法
放射免疫检测法(RIA)和酶联免疫吸附检测法(ELISA)是当前常用的两 种激素定量技术。
特点：高专一性，高灵敏性，操作简便，样品往往只需初步纯 化。
实验材料、试剂和仪器
• 1、实验材料：新鲜采集的叶片或其他部分； • 2、试剂：80%甲醇； • 3、仪器：研钵、移液抢、塑料离心管、高速低温 离心机、Sep-Pak C18柱、吹氮气装置。
植物的生理生化研究实验
准备实验材料，设置呼吸作用抑制剂处理组和对照组，观察并记录 植物的生长情况。
数据分析
对比处理组和对照组的植物生长数据，分析呼吸作用对植物生长的 影响及机制。
05
植物矿质营养与代谢实验
测定植物体内矿质元素含量
原子吸收光谱法
利用原子吸收光谱仪测定植物样品中矿质元素的含量，该方法具有灵敏度高、选 择性好、精密度高等优点。
应用价值
实验结果可为农业生产、生态环境保护等领域提供科学依据和技术支持。例如，通过了解植物对不同环境条件的 适应机制，可以指导农业生产中合理施肥、灌溉等措施的制定；同时，对于植物抗逆性、抗病性等方面的研究也 可为植物育种和病虫害防治提供新的思路和方法。
提出进一步研究的设想和建议
深入研究特定基因或蛋白质的功能
质壁分离观察
利用显微镜观察质壁分离后的细胞形 态，了解细胞壁的弹性和原生质体的 收缩情况。
分析水分在植物体内的运输途径
长距离运输
通过测定植物不同部位的水势和含水量，分析水分在植物体内的长距离运输途 径和机制。
短距离运输
利用显微技术观察植物细胞间的水分移动，了解水分在细胞间的短距离运输方 式和过程。
信号传导机制探讨
深入研究激素与受体结合后的信号传导过程，揭示激素调控植物生长发 育的分子机制。
03
激素互作分析
研究不同激素间的相互作用关系，探讨它们在植物生长发育中的协同或
拮抗作用。
07
实验结果分析与讨论
对实验数据进行统计分析
数据收集与整理
详细记录实验过程中的各项数据，包括植物的生长情况、生理生 化指标等，并进行分类整理。
分析环境因素对光合作用的影响
实验原理
研究光照强度、温度、CO2浓度等环境因素对光 合作用的影响。
植物生理学发展史
植物生理学发展史植物生理学发展史植物生理学是研究植物的生命过程、生长发育以及与环境相互作用的学科领域。
它涵盖了从细胞层面到整个植物机体的各个层次，包括植物的光合作用、呼吸、养分吸收和运输、激素调控以及应对逆境等生理过程。
随着时间的推移，植物生理学经历了漫长的发展历程，从早期的观察描述到现代分子生物学研究的应用，取得了许多重要的发现和突破。
植物生理学的发展可以追溯到公元前4世纪的古希腊，当时亚里士多德就开始研究植物的生理特征。
然而，直到16世纪，植物学的发展才逐渐推动了对植物生理学的关注。
在17世纪，著名的物理学家伊萨克·牛顿提出了光的波动理论，为后来研究光合作用奠定了基础。
18世纪，植物的呼吸和养分吸收的研究成为主导，重要的科学家如约瑟夫·普里斯特利、斯蒂芬·哈勃和约翰·亨利·巴普蒂斯特·德·塞涅斯等，对这些过程的机制进行了深入研究。
到了19世纪，对植物生理学的研究更趋于系统和深入。
弗朗茨·乌得-彭尼格斯是第一位将植物研究与物理化学方法相结合的科学家，他创立了植物生理学实验的先河，为后来的研究提供了重要的方法学基础。
同时，随着显微镜和电子显微镜的发明，人们对植物细胞结构和功能的认识变得更加精准。
20世纪是植物生理学发展的重要阶段。
在这个时期，植物生理学开始融合分子生物学、生物化学和生物物理学等多个领域的知识。
罗伯特·埃米尔·布赖德拉来以及芬利·迪克斯特尔是这个时期的重要人物，他们的研究奠定了植物激素的概念和分离纯化方法，并揭示了激素对植物生长发育和逆境应对的调控机制。
随着基因工程和生物技术的进步，人们能够从基因水平上研究植物的生理过程，如基因调控、信号传导等。
21世纪以来，植物生理学进入了一个全新的阶段。
高通量测序技术的应用使得我们能够了解植物基因组的组成和功能，系统生物学的发展则帮助人们整体地理解植物生理过程和其与环境的互动。
藻类中植物激素的分离、纯化和测定
理 论研 究苑
科２ １ ２年 ６ ０ 巍霾 １第 期 群
藻类中植物激素的分离、纯化和测定
邵曼玮
（ 贵阳护理职业学 院卫管 系，贵州贵阳 ５ ０ ８ ５ ０ １）
摘
要 高等植物 中的激素研 究取得 了大量成就 ，而藻类 中 植物激素 的研究远远落后 于高等植物 ，制约了人们对 海洋植物 资
中含有 乙烯 。 乙烯 在生 物学 系统 中充 当一个 信 号 分子 的角 色 ，具 有 “ 激 遇 而增 ，信息 应 变” 的性 质 和 作用 。近几 年 的研 究 发现 ，各 种 环境 胁 迫 都 能 引 起 乙烯 产 生 量 的 增 加 ，如 ：机 械 胁 迫 、低 温 、水 、
细胞 分类 素又 称 细胞 分 裂素 ，它是 具 有生 理 活性 的 一类 嘌 呤 衍 生物 。早在 １６ 年Ｊｎｉｇ就对 昆布等 褐藻 和沙菜 等 红藻 中 的内 ９ ９ ｅｎｎｓ 源 细胞 分 裂素 的 含量 和其 作 为植 物 生 长调 节物 质 的作 用 进行 了研 究 。 自此 之后 ，这 方 面的研究 报 道不 断增 多。Ｍｏｎｙ Ｖ ｎＳｅｅ ｏｅ和 ａ ｔ ｎ ｄ 在 １８ 年使 用 Ｈ Ｌ 方法 分析 了海 藻 中 主要有 ｔ玉米 素 、二氢 玉米 ９７ ＰＣ 一 素 、异戊烯腺苷嘌呤和ｔ玉米素核苷等细胞激动素 。１９ 年 日本 一 ９１ 科 学家 Ｆｒｏ ｉ 用 Ｎ 技术 再一 次 证实 了海 藻 中除 了含 有 上 述细 ａｏｑ使 ＭＲ
于海 藻上 的微 生 物产 生 的 。１４ 年 ，Ｔ ｉ ａｎ Ｓｏｇ 现生 长素 ９０ ｈｒ ｎ 和 ｃｏ发 ｍ 在 植物 组织 中 以多种 化学形 式存 在 ，但最 可能 的活性 形式 是Ｉ Ａ Ａ 。 ＩＡ Ａ 能在植 物 中起到快 速 的反应 （ 如使细 胞增 长 ），也能 起到 长期 的反 应 （ 细胞 分 裂 和分 化 ）。后来 ，随着 分 离技 术 的发 展 和研 如 究 的深 入 ，陆续 又有 一些 生长素 被 鉴定 来 。 生长 素在 藻 体 中 的含 量与 海 藻 所处 的发 育 阶段 和 藻 体 的部位 有 密切 的关 系 。通 常处 在 发育 阶段 和生 长 季节 的海 藻 中 生长 素 的 含量 较 高 ，其 合成 部位 主要在 植 物 体 的尖端 。生长 素 在 藻体 内具 有结 合 态和 游 离态 两 种形 式 ，能 够 影响 细胞 形 成层 的活 性 ；增 强 细胞 膜的 渗透性 ；诱 导 乙烯的 生成 。
植物激素发展史
植物激素发展史生长素，即吲哚乙酸，是最早发现的促进植物生长的激素（生长素是包括吲哚乙酸在内的具有和吲哚乙酸相同生理效应的化合物总称）。
生长素的发现是由达尔文、温特、郭葛三人的阶梯型实验完成的，从实验目的和在科学中认识的作用来看，达尔文的实验属于探索性实验，温特的实验属于验证性实验，温特的实验的可信之处在于他的试验中运用了分开解决的科学办法，即在实验中只采选一个可变因素，这一可变因素是琼脂块中是否有生长素。
从达尔文的胚芽鞘试验算起，到郭葛最终得到纯品吲哚乙酸，并为之命名，大约经历了半个多世纪。
他们的科学态度，探索精神，科研的方法和正确的思维推理都是值得我们学习的。
重要实验一、达尔文的实验1880年，英国科学家达尔文父子首先进行了胚芽鞘的向光性实验。
他们发现金丝草的胚芽鞘在单方向照光的情况下向光弯曲生长。
如果在胚芽鞘的尖端套上锡箔小帽，或将顶尖去掉，胚芽鞘就没有向光性。
他们在1880年出版的《植物运动的本领》一书中指出：胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光照下产生某种影响，并将这种影响从上部传到下部，造成背光面和向光面生长速度不同。
用胚芽鞘切段证明植物体内的生长素通常只能从植物的上端向下端运输，而不能相反。
这种运输方式称为极性运输，能以远快于扩散的速度进行。
但从外部施用的生长素类药剂的运输方向则随施用部位和浓度而定，如根部吸收的生长素可随蒸腾流上升到地上幼嫩部位。
二、詹森的实验1913年，丹麦人鲍森·詹森发现，切除燕麦胚芽鞘的尖端，胚芽鞘不再向光弯曲生长。
如果在胚芽鞘的切面上放一片凝胶，再将切下的尖端放在凝胶片上，在单侧光的情况下，凝胶以下部分仍发生弯曲。
他还设计了另一个试验，在胚芽鞘背光面插入一云母片，向光性仍发生。
他认为胚芽鞘尖端可能向下传递了某种物质。
具体如下所示：1.过程:设置两个实验组: A组:将胚芽鞘顶端切掉，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。
B组:在胚芽鞘顶端插入琼脂片，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。
植物激素及其作用机理
生长素在植物体内的分布和运输
生长素在高等植物中分布很广 , 根、茎、叶、 花、果实、种子及胚芽鞘中都有。它的含 量甚微 ,1g鲜重植物材料一般含10～100 ng 生长素。生长素大多集中在生长旺盛的部 分( 如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织 、形 成层 、受精后的子房、幼嫩种子等) , 而在 趋向衰老的组织和器官中则甚少 。
细胞分裂素的发现一发现1948年斯库格和崔澂等在寻找促进组织培养中细胞分裂物质时发现生长素存在时腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性1955年米勒等发现dna降解物能促进细胞分裂1956年米勒纯化出了激动素结晶并鉴定其化学结构呋喃氨基嘌呤1963年莱撒姆从未成熟的玉米粒子中分离出一种类似激动素的细胞分裂促进物质命名为玉米素1965年斯库格等将源于植物生理活性类似激动素的化合物统称为细胞分裂素细胞分裂素是腺嘌呤adenineaminopurine6氨基嘌呤胞分裂素分布于细菌真菌藻类和高等植物如茎尖根尖未成熟的种子萌发的种子和生长着的果实等
生长素的生理作用
生长素的生理作用是广泛的 , 它影响细胞裂、 伸长和分化 , 也影响营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老。
• 促进作用促进雌花增加 , 单性结实 , 子房壁生长 , 细胞分裂 , 维管束分化 , 光合产物分配 , 叶片扩 大 ,茎伸长 , 偏上性生长 , 乙烯产生 , 叶片脱落 , 形成层活性 , 伤口愈合 , 不定根形成 , 种发芽 , 侧 根形成 , 根瘤形成 , 种子和果实生长 , 座果 , 顶端 优势 。 • 抑制作用抑制花朵脱落 , 侧枝生长 ,块根形成 ,叶 片衰老。
( 二 ) 信号转导 IP3 ，DAG 和Ca·CaM 是生长素信号转导系统的 组成。 生长素受体数量少且移动慢 , 要引发细胞内的生 化反应和特定基因表达 , 必须有赖信号转导系统 去有效地传递及扩大信息 。 实验证明 , 用人工合成的生长素类物质 2 , 4 - 二 氯苯氧乙酸处理可提高大豆质膜上磷酸酯酶C的 活性 , 产生较多IP3 和DAG。 此外 , IP3 打开细 胞器的钙通道 ,释出 Ca2 + 到 胞质 溶胶 , 与 CaM 结合 , 因此 IP3 ，DAG 和Ca·CaM 是生长素信号 转导系统的组成。
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一般激素在植物中的含量极低，性质又不稳定，加 之细胞中其他化合物的干扰，故测定的方法必须 十分灵敏和专一。通常首先用合适的有机溶剂来 提取，既要避免许多干扰物质，又要防止破坏激 素本身。其次采用各种过柱、萃取或层析步骤， 使激素得到部分提纯。然后再用生物的、物理的 或化学的方法测定其含量。
实验步骤
• 1、植物激素的提取：
分次加入3ml 80%甲醇 称样（0.5g） 10000g 倒入离心管 10min 离心
研磨 倒出上清液
• 2、激素的纯化：过C18柱法
5ml针筒接在C18柱上 5ml 100%甲醇 5ml 70%甲醇
5ml乙醚
加样
• 3、取出300μl氮气吹干备用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
植物激素测定的方法
1、生物测定法
生物测定法是通过测定激素作用于植株或离体器官后所产生的生 理生化效应的强度，从而推算植物激素含量的方法。
特点：简单易操作，但是其灵敏度及专一性均不够高 。
2、物理和化学方法
薄层层析、气相色谱(GC)、高效液相层析(HPLC)和质谱分析(MS)、 色质联谱(GC-MS)可以更为精确地检测多种激素 。
特点：灵敏度和选择性高，重复性好，但对前处理要求较高 。
3、免疫分析法
放射免疫检测法(RIA)和酶联免疫吸附检测法(ELISA)是当前常用的两 种激素定量技术。
特点：高专一性，高灵敏性，操作简便，样品往往只需初步纯 化。
实验材料、试剂和仪器
• 1、实验材料：新鲜采集的叶片或其他部分； • 2、试剂：80%甲醇； • 3、仪器：研钵、移液枪、塑料离心管、高速低温 离心机、Sep-Pak C18柱、吹氮气装置。