实验七 逆境对植物细胞膜的伤害(电导法)
实验七 实验注意事项
植物含水量的测定
植物组织含水量的指标
自然含水量=
鲜重 干重×100％ 鲜重
相对含水量（Relative Water Content， RWC）
实际含水量 RWC = 饱和含水量
自然鲜重-干重
×100％ =
×100％
水饱和鲜重-干重
组织饱和含水量有较好的重复性，而组织的鲜重、干重不太稳定（鲜 重常随时间及处理条件而有变化）。
（二）实验步骤
1. 脯氨酸标准曲线的制作 用100μg·mL－1脯氨酸母液配制成0、1、2、3、4、5、
6、7、8、9、10μg /mL的标准溶液。取标准溶液2mL，然 后向各管分别加入2ml 3％的磺基水杨酸溶液，加入2ml冰 醋酸及4mL 2.5﹪酸性茚三酮试剂，在沸水浴中加热1h， 溶液即呈红色。冷却后加入4ml甲苯，摇荡30秒钟，静置 片刻，取上层液 ，以甲苯溶液为空白对照，在520nm波长 处测定吸光度（A）值。
实验七
实
验பைடு நூலகம்
注
意
事
项
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实验七、逆境对植物的伤害及 植物对逆境的适应性调节
脯氨酸的测定
实验原理 磺基水杨酸对脯氨酸有特定反应，当用磺基水杨酸提取植物 样品时，脯氨酸便游离于磺基水杨酸溶液中。然后用酸性茚 三酮加热处理后，茚三酮与脯氨酸反应，生成稳定的红色化 合物，再用甲苯处理，则色素全部转移至甲苯中，色素的深 浅即表示脯氨酸含量的高低。在520nm波长下测定吸光度， 即可从标准曲线上查出脯氨酸的含量。
OD值为纵坐标，脯氨酸浓度（ μg /mL ）为横坐标绘制标 准曲线。
回归方程式
2. 样品的测定 2.1脯氨酸的提取
称取不同处理的植物叶片各0.5g，分别置大试管中，然 后向各管分别加入5mL3％的磺基水杨酸溶液，在沸水浴中 提取10min（提取过程中要经常摇动），冷却后3000r/min 离心10min。取上清液待测。 2.2测定
当植物组织受到不良条件的影响时....
当植物组织受到不良条件的影响时，细胞的结构会遭到损伤⽽使膜的通透性增加，结果细胞内含物会不同程度的外渗，使外部溶液的电导度增⼤．电导度的⼤⼩可以⽤电导仪进⾏检测（电导仪⾮常灵敏，空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中、各种杂质以及温度都会影响测量结果，从⽽带来实验误差），透性变化愈⼤，表⽰受伤愈重．①实验材料：⼩麦幼苗②仪器与药品：电导仪、冰⽔、⽔浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏⽔．③实验步骤第⼀步：取长势相同的⼩麦幼苗60株，去除残留组织，⽤蒸馏⽔反复冲洗三次；第⼆步：取6只烧杯，分别加⼊20mL蒸馏⽔，编号为1、2、3、4、5、6号；第三步：；第四步：1、4号烧杯置于冰⽔中；；第五步：40分钟后取出，去除烧杯中的幼苗．将烧杯放置⼀段时间后，⽤电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果．请回答：（1）第⼀步去除残留组织，⽤蒸馏⽔反复冲洗三次的⽬的是．（2）补充实验步骤：第三步：．第四步：1、4号烧杯置于冰⽔中；；（3）该实验的实验⽬的是：．（4）实验的因变量是．（5）空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中，从⽽带来实验误差．在实验的设计中，为了校正这种因素带来的误差，本实验采取的措施是：．（6）第五步将烧杯放置⼀段时间后再测量溶液的电导度的⽬的是．考点：⽣物膜的功能特性专题：分析：根据题⼲分析，实验的⾃变量是温度，在实验设计时⾄少要设计三种温度，即低温（冰⽔）、中温（室温）和⾼温（热⽔浴）；因变量是膜的通透性（或外界溶液的电导度）．解答：解：（1）根据题⼲信息可知，各种杂质都会影响测量结果，所以幼苗去除残留组织后，要⽤蒸馏⽔反复冲洗三次，⽬的是防⽌幼苗上的各种杂质影响电导仪的测量结果．（2-5）本实验的⽬的是探究不同温度对细胞的结构伤害程度（或膜的通透性⼤⼩）的影响，所以实验的⾃变量（单⼀变量）是温度，在实验设计时⾄少要设计三种温度，即低温（冰⽔）、中温（室温）和⾼温（热⽔浴）；因变量是膜的通透性（或外界溶液的电导度）．实验设计时，还要遵循对照原则，即每⼀个温度都设置不放⼩麦幼苗的空⽩对照，这样还可以校正空⽓中的CO2溶解于蒸馏⽔中等因素带来的误差．则实验步骤具体如下：第⼀步：取长势相同的⼩麦幼苗60株，去除残留组织，⽤蒸馏⽔反复冲洗三次；第⼆步：取6只烧杯，分别加⼊20mL蒸馏⽔，编号为1、2、3、4、5、6号；第三步：将60株⼩麦幼苗均分成3组，每组20株，分别置于1.2.3号烧杯中，4.5.6号烧杯不放幼苗作为空⽩对照；第四步：1、4号烧杯置于冰⽔中；2.5号烧杯置于室温（或热⽔浴）下，3.6号烧杯置于热⽔浴（或室温）中；第五步：40分钟后取出，去除烧杯中的幼苗．将烧杯放置⼀段时间后，⽤电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果．（6）第五步将烧杯放置⼀段时间后再测量溶液的电导度的⽬的是使⼩烧杯中的溶液恢复⾄室温，避免不同的温度对电导仪测量的影响．故答案为：（1）防⽌幼苗上的各种杂质影响电导仪的测量结果．（2）将60株⼩麦幼苗均分成3组，每组20株，分别置于1.2.3号烧杯中，4.5.6号烧杯不放幼苗作为空⽩对照．第四步：2.5号烧杯置于室温（或热⽔浴）下，3.6号烧杯置于热⽔浴（或室温）中（3）探究不同温度对细胞的结构伤害程度（或膜的通透性⼤⼩）的影响．（4）膜的通透性（或外界溶液的电导度）（5）每⼀个温度都设置了不放⼩麦幼苗的空⽩对照．（6）使⼩烧杯中的溶液恢复⾄室温，避免不同的温度对电导仪测量的影响．点评：本题考查探究实验，意在考查考⽣分析问题和解决问题的能⼒，属于中档题．。
电导率测定
逆境胁迫对植物膜透性的影响——电导法 【实验目的】 1.了解逆境胁迫对植物体膜透性的影响 2.掌握电导率的测定方法 【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。当植物受到逆境影响时，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，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。 【实验材料】 1.材料： 小麦幼苗： （1）对照 （2）100mM、200mM NaCl处理48h （3）5%、15% PEG-6000处理48h 2.试剂：双蒸水 3.器材：水浴锅，电导仪 【实验内容】 1、取0.1g对照和盐或PEG-6000处理的小麦叶片，切成小段（每种处理两组平行）； 2、用双蒸水冲洗几遍以除去表面粘附的电解质； 3、加10 ml双蒸水，25℃振荡温育1小时，期间经常摇动，测定此时的电导率为C1； 4、将盛有小麦叶片的试管100℃煮沸 15 min，冷却到室温后，测定此时的电导率为C2； 5、相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) *100 （注C0为双蒸水的电导率） 【实验结果】 各种处理数据及结果见下表：
双蒸水电导率C0=1.6 处理 平行 质量（g） P1 P2 相对电导率 对照 1 0.0989 0.1008 9.9 10.6 151.4 154.7 5.8459 2 0.1026 11.2 158.0
100mM NaCl 1 0.1024 0.1033 111.1 108.1 570.0
535.0 19.9569 2 0.1042 105.0 500.0
200mM NaCl 1 0.1078 0.1056 92.6 89.6 640.0
564.5 15.6333 2 0.1034 86.6 489.0
实验八：逆境对植物生理生化指标的影响脯氨酸
实验原理
▪ 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。
2020/11/19
实验原理
▪ 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。该反应具有较强的专一性，酸性和中性氨基酸不 能与酸性茚三酮试剂形成有色产物，碱性氨基酸对这一反应 有干扰，但加入人造沸石（permutit），在PH 1~7范围内振 荡溶液可除去这些干扰的氨基酸（如甘氨酸、谷氨酸、天冬 氨酸、苯丙氨酸，精氨酸等2—氨基的氨基酸）。
2020/11/19
实验原理
▪ 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。）
1 实验一 植物细胞膜透性的测定-电导仪法-柯20140402上课-中加园艺-农资-茶加工
三、原理：
《植物生理生化实验B》
逆境(高温或低温)伤害原生质体结构
质膜透性增加 同程度外渗
细胞内含物(无机盐)不 使外液电导度增大(伤害
愈重,外渗愈多,电导度的增加也愈大。)---
故可用电导仪测定外液的电导度增加值 而得知膜的伤害程度。
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
电解质的外渗量有多种方法表示。较常用的是相 对电导率和伤害率。相对电导率 的大小表示细胞膜 受伤害的程度。而伤害率是显示处理过的材料与未 处理过的材料（对照）之间的伤害程度。
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
八、注意事项：
1、所用的各处理叶片叶龄要一致。
《植物生理生化实验B》
2、整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净, 也不要用手接触叶片，以免污染。 3、抽气要使叶片下沉才能与水分进行充分交换。 4、CO2在水中的溶解度较高，测定电导时要防止 高CO2气源和口中呼出CO2进入试管，以免影 响结果的准确性。 5、温度对溶液的电导影响很大，测定必须在相 同温度下测定。
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
九、思考题：
《植物生理生化实验B》
1、测定电解质外渗量时，为何要对 材料进行真空渗入？测定过程中为何要进 行振荡？ 2、比较正常和高温(或低温)处理叶 片相对电导度的差异以及高温(或低温)对 桂花叶片的伤害率，并解释其原因。
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
电导率仪
、滤纸等。
福建农林大学生命科学学院2011级生物基地班/柯玉琴
外渗电导法
实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法植物生存的环境条件是经常变化的，在植物的一生中，约有90％的时间是处在不利的环境条件下。
寒冷、干旱、高温、盐碱等是常见的自然灾害，随着现代工业的发展，又出现了大气、土壤和水体污染等灾害。
此外，还有病虫侵染和杂草的危害。
这些不良的环境条件统称为逆境，它对植物的生理过程和生长发育可造成各种危害，轻则生长发育不良，重则绝产或死亡。
对于农作物来说，逆境条件是限制产量的重要因素，据Boyer(1982)对美国8种主要农作物的统计，由于病、虫、杂草等生物胁迫造成的减产不过10％，而70％左右的减产是来自气象和土壤因素引起的理化环境胁迫。
因此，研究植物在逆境条件下的生理反应及其忍耐或抵抗能力，采取有效措施提高植物的抗逆性，对于进一步发展农业生产，具有十分重要的意义。
逆境伤害以及植物在逆境条件下的生理反应是多种多样的，近年来人们采用各种方法，进行了广泛的研究，从生态、形态、生理、生化等方面，提出了一些有关植物抗性的鉴定指标和研究方法。
其中一些已在理论研究和生产实践中得到了普遍的承认和广泛的应用。
本实验介绍其中的外渗电导法。
[原理]细胞膜不仅是分隔细胞质和胞外环境的屏障，而且也是细胞与环境发生物质交换的主要通道，又是细胞感受环境变化刺激的部位。
细胞膜的选择透性是其维持生理功能的最重要的条件之一。
各种逆境伤害都会造成质膜选择透性的改变或丧失，例如低温、冰冻、干旱脱水等导致的细胞膜机械损伤以及逆境和衰老过程中的膜脂过氧化作用，都可以增大细胞膜通透性。
因此，细胞质膜透性的测定常作为植物抗性研究中的一个重要生理指标。
当质膜的选择透性因逆境伤害而明显改变或丧失时，细胞内的物质(尤其是电解质)大量外渗，从而引起组织浸泡液的电导率发生变化，通过测定外渗液电导率的变化，就可反映出质膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。
Dexter (1930)首先用电导法测定了植物的抗冻性，经过不断地改进和完善，目前已得到广泛应用。
植物电导率的测定
二、材料、仪器设备及试剂
材料：小麦、 1. 材料：小麦、女贞叶片 仪器设备： 2. 仪器设备： 电导仪；天平；温箱；真空干燥器； 电导仪；天平；温箱；真空干燥器； 抽气机；恒温水浴锅；注射器； 抽气机；恒温水浴锅；注射器； 试剂： 3. 试剂：无
三、实验步骤
选取小麦三份。一份置于小烧杯中放在40℃ 40℃恒温箱内萎 1. 选取小麦三份。一份置于小烧杯中放在40℃恒温箱内萎 蔫2-3h，第二份置于小烧杯中放在4℃冰箱内冷处理23h，第二份置于小烧杯中放在4℃冰箱内冷处理2 4℃冰箱内冷处理 3h，第三份置于小烧杯中放在室温下做对照。 3h，第三份置于小烧杯中放在室温下做对照。 每处理选择大小相似植株10株共20 10株共20片叶片为实验用材 2. 每处理选择大小相似植株10株共20片叶片为实验用材 料，分别用蒸馏水冲洗二次，并用洁净滤纸吸干，将叶 分别用蒸馏水冲洗二次，并用洁净滤纸吸干， 片剪成1 2cm长小段（ 片剪成1-2cm长小段（剪5剪刀）。 长小段 剪刀）。 3.将所剪材料分别放入带标记的大试管中， 3.将所剪材料分别放入带标记的大试管中，用干净尼龙网 将所剪材料分别放入带标记的大试管中 罩住，向各试管中准确加入蒸馏水20ml，浸没叶片 罩住，向各试管中准确加入蒸馏水20ml， 20ml （以不浮出尼龙网为原则）。 以不浮出尼龙网为原则）。
四、实验结果级分析
• 伤害率可以用下列三种形式表示： 伤害率可以用下列三种形式表示：
伤害率 = 处理电导率 − 对照电导率 ×100% 煮沸电导率 − 对照电导率
伤害率 =
处理电导率 × 100% 煮沸电导率
率
• 试比较不同处理的叶片细胞透性的变化情 记录结果，并加解释。 况，记录结果，并加解释。
三、实验步骤
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)
植物细胞质膜透性的测定(电导率法)植物细胞质膜透性的测定是一个很重要的实验，可以用于评估植物细胞受到环境影响的程度。
本文将介绍测定植物细胞质膜透性的一种方法——电导率法。
一、实验原理细胞膜是细胞的保护层，它与外部环境隔离，控制着物质的进出。
当受到外界刺激时，细胞膜的通透性会受到影响，导致细胞膜的电导率增加。
因此，用该方法可以测定细胞膜的透性。
实验中，我们将生理盐水中的细胞浸泡一段时间后，再将溶液中的电导率测定。
通过比较不同浓度或处理的细胞的电导率差异，可以评估细胞膜透性的变化。
二、实验步骤1.准备实验材料：生理盐水、青豆或其他细胞材料、电导率计和计量杯等实验器材。
2.将一定量的青豆或其他细胞材料放入生理盐水中，使其充分浸泡。
3.等待一定时间（如30分钟），直到细胞完全吸收生理盐水。
4.使用电导率计测量细胞浸泡后的生理盐水中的电导率。
5.重复上述步骤，对不同浓度或处理的细胞进行测定。
6.将测定结果进行比较，并评估细胞膜透性的变化。
三、实验注意事项1.为避免影响测定结果，应在室温下进行实验。
2.细胞样品应摆放平整，避免细胞受压。
3.电导率计应先进行零点校准，以确保测得的值准确。
4.测定细胞样品的时间和生理盐水的浸泡时间应相同。
5.不同浓度或处理的细胞宜使用相同的体积，使得测定结果可比较。
四、实验结果及分析实验结果将显示出不同处理下电导率的变化情况，通过比较可以得到不同浓度或处理的细胞膜透性的差异。
例如，如果处理后的细胞样品的电导率增加，则说明细胞膜透性增加，细胞受到的外部刺激大于未经处理的细胞。
通过这种方法，我们可以更加深入了解细胞膜的透性变化，并判断植物细胞对于环境变化的适应能力。