生态工程学实验指导书Word文档格式.docx
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一、实验目的
通过对夹竹桃、玉米两种植物叶片形态结构的观察,比较阳性植物和阴性植物的叶片形态结构差异,进一步了解不同生态类型的植物的主要差异。
二、实验内容
通过显微镜比较阴性植物和阳性植物的结构差异。
三、实验原理、方法和手段
由于植物生活在不同的生境中,为了适应不同的生境,植物形态特征发生了不同的适应变化。
用不同生境中生活的植物作为材料,通过显微镜可以检查出阴性植物和阳性植物形态特征的变化。
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点、要求和具体条件,采用集中授课形式使学生了解实验的原理、方法和步骤,然后分小组组织实验。
五、实验条件
两种植物(夹竹桃、玉米)叶片、显微镜、玻片。
六、实验步骤及方法
1、将采来的植物叶片作成叶横切片。
2、在显微镜下观察
3、绘图,绘制一具代表性的断面。
七、思考题
1、比较不同叶片的主要差异。
2、讨论不同差异对阳性植物及阴性植物叶片的结构特点及其对环境适应的意义。
八、实验报告
实验报告包括实验项目名称、实验原理和方法、实验步骤、实验结果分析等。
该实验要对两种植物类型的区别进行叙述。
九、其它说明
实验二低温对植物叶片细胞膜透性的影响
4
通过测定低温作用于几种植物叶片后,植物叶片细胞膜透性的改变来观察低温对植物的伤害。
掌握电导仪的测量原理及方法。
利用电导仪测定低温处理叶片浸提液电导率,间接反映细胞膜透性的改变情况和低温对植物的伤害。
温度是植物正常生长的极其重要的生态因素,任何植物对温度都有一定的适应范围,植物处于它不能适应的低温条件下,就会出现一系列的伤害,其中一个伤害的标志就是细胞膜的选择透性机能受损,透性增大;
使细胞内一些可溶性物质外渗,破坏了细胞内酶及代谢作用原有的区域性,这是低温造成植物受害的原因之一。
实验植物材料:
大叶女贞
实验仪器:
电导率仪、烧杯、剪刀、三角瓶、滤纸。
1、将叶片编号,放入冰箱,分别冷冻1,2,3,4,小时,对照放入室内。
2、按时间顺序取出,称取5g用剪刀剪成大小均匀的小片,用蒸馏水冲洗3次,并用滤纸吸干叶面水分(除切口液汁),放入三角瓶中,用移液管吸取50ml去离子水浸泡并震荡2小时,将浸液侵入小烧杯,用电导仪测量倾出液。
3、计算离子渗透率:
离子渗透率=(处理后的浸液电导率/对照处理电导率)×
100%
比较不同低温处理时间叶片离子渗漏率,并作出离子渗漏率-低温作用时间曲线,加以讨论。
实验三生物污泥的活性测定------脱氢酶的测定
本实验通过对脱氢酶活性的测定,使学生初步掌握生物污泥的活性测定方法,了解生物污泥活性测定在废水处理中的重要性。
脱氢酶活性测定。
无色TTC作为受氢体可变成红色的三苯基甲谮(TF),根据产生红色的色度判断脱氢酶活性。
TTC(无色)TF(红色)
根据本实验的特点、要求和具体条件,采用采用集中授课形式使学生了解实验的原理、方法和步骤,然后分小组组织实验。
分光光度计、恒温水浴、离心机、离心管、烧杯、移液管、黑布袋、Na2SO3、TTC溶液(氯化三苯基四氮唑)、连二亚硫酸钠、正丁醇、浓硫酸、活性污泥、Tris-HCl缓冲液
(1)标准曲线的制备
1配制1mg/毫升TTC溶液:
称取50.0mgTTC,置于50毫升容量瓶中,以蒸馏水定容至刻度
2配制不同浓度TTC液:
从1mg/毫升TTC液中分别吸取1、2、3、4、5、6、7毫升放入每个容积为50毫升的一组容量瓶中,以蒸馏水定容至50毫升,各瓶中TTC浓度分别为20、40、60、80、100、120、140μg/毫升。
3每只带塞离心管内加入Tris-HCl缓冲液2毫升+2毫升蒸馏水+1毫升TTC液(从低到高浓度依次加入);
对照管加入2毫升Tris-HCl缓冲液+3毫升蒸馏水,不加入TTC,所得每只离心管TTC含量分别为20、40、60、80、100、120、140μg。
4每管各加入连二亚硫酸钠10克,混合,使TTC全部还原,生成红色的TF。
5在各管加入5毫升丙酮(或正丁醇和甲醇),抽提TF。
6在721型分光光度计上,于485nm波长下测光密度。
7测绘标准曲线。
(2)活性污泥脱氢酶活性的测定
1在三组(每组三支)带有塞的离心管内分别加入以下材料与试剂(如下表所示)。
2样品试管摇匀后置于黑布袋内,立即放入37℃恒温水浴锅内,并轻轻摇动,记下时间。
反应时间依显色情况而定(一般采用10分钟)。
3对照组试管,在加完试剂后立即加入一滴浓硫酸。
另二组试管在反应结束后各加一滴浓硫酸终止反应。
4在对照管与样品管中各加入丙酮(或正丁醇和甲醇)5毫升,充分摇匀,放入90℃恒温水浴锅中抽提6~10分钟。
5在4000转/分下,离心10分钟。
6取上清夜在485纳米波长下比色,光密度OD读数应在0.8以下,如色度过浓应以丙酮稀释后再比色。
7标准曲线上查TF的产生值,并算得脱氢酶的活性。
表5-7脱氢酶活性测定中各组试剂加量
组别
活性污泥悬浮液
(毫升)
Tris-HCl缓冲液
Na2SO3液
基质(或污水)
TTC液
蒸馏水
①
1.5
0.5
——
②
③
1.0
1、绘制TF与OD的对应曲线(以TF为横座标,OD值为纵座标绘制标准曲线)。
2、脱氢酶活性计算:
以TF值表示其活性。
算得样品组(加基质与不加基质)的脱氢酶活性X(以产生微克/毫升活性污泥·
小时表示):
X(TFμg/mL活性污泥·
小时)=A×
B×
C
式中:
X——脱氢酶活性
A——标准曲线上读数
B——反应时间校正=60分钟/实际反应时间
C——比色时稀释倍数
实验四叶面积指数的测定(LAI-2000植物冠层仪)
演示
了解LAI-2000植物冠层仪的基本知识,熟悉掌握LAI-2000的操作方法。
叶面积植物的测定。
植被冠层叶片的数量可通过测量光线透过冠层时被削弱的程度推到出来。
从不同的天顶角角度来测量这种削弱,也可得到叶片倾斜的情况。
LAI-2000同时测量5个角度上空漫射线的削弱。
LAI-2050光学探头将近半球的景象提供给位于同心环上的5个探测器上。
这样,如果探头水平朝向天空,探测器1将测量正上方的亮度,探测器5将测量中心为天顶角68°
弧度和13°
的亮度(与地平线角度为22°
)。
LAI-2000测量得到的数据至少10个:
探头位于冠层上方时的5个数值,和探头位于冠层下方时的5个数值。
在这两次测量中,探头始终指向天空。
冠层透射率的5个值是由这些对应读书两两相除得来的,例如,如果探测器1在冠层上的读书为50,冠层下的读书为5,那么在这个角度上(中心角度为7°
)的透射率5/50=0.10。
据这5个天顶角的透射率,LAI-2000可计算出叶片数量(叶面积指数,LAI)和叶片倾斜度(平均叶片倾斜角度,MTA)。
实践中,常取多个冠层下数值来进行空间平均。
四、实验条件
LAI-2000植物冠层仪。
五、实验步骤及方法
1、连接传感器
仪器正面向上,左上方和右上方的两个接口都是LAI-2000传感器LAI-2050的接口,分别标记为X、Y接口,我们使用的是一个LAI-2050传感器,因此一般将传感器连接到X接口上。
2、Setup设定(仪器初次设定后,一般以后不用再设定)
按下SETUP键,使用↑↓键可以依次看到00行——09行,每次调整的是处于显示屏幕的上面那一行,按下ENTER键进行操作。
01XCal。
选择此项,输入光探头校正单上所列的5个数值。
04Resolution.进入此项目中,按上下方向键来选择不同设置,有两种选择,高精度和低精度,一般任何情况下都设为高精度。
05SetClock.进入此项目后,输入相应的数值,按右方向键移动,月份为前三个字母,若输错,则月份栏显示为XXX。
3、设置操作方式。
按OPEN进入此菜单。
11SetOpMode进入后,用上下方向键来选择测量方式,选择1sensorX按回车键后,出现两个选项:
一个是测量顺序,上方向键代表冠层上方值,下方向键代表冠层下方值,若想设为先测1个A值再测4个B值,则输入一个上方向键四个下方向键,按下回车键;
另一个是重复次数,若想重复测量2次,则输入数值2,然后按下回车键。
12SetPrompts可为用户提供备注信息记录,若想将两个问题设为样品名称和测样地点,则可输入WHAT和WHERE。
4、数据记录和LAI计算。
按LOG,开始记录数据程序。
首先输入WHAT和WHERE值(最多7个字母),然后出现状态栏。
上行为同步观测栏,下行为摘要栏,格式为:
A值的序数(当此栏位于下行时表示B值)*环号数值
已接受的AB的对数(SMP)平均LAI±
SEL
记录时按下回车键,响一声,数据取得后又响一声,在两声之间务必使探头保持水平位置。
按ENTER记录第一个A值,然后同步观测栏移到下行,表明开始记录B值,当第一个B值取得后,LAI处显示出计算值。
按设定程序,连续取4个B值后,同步观测栏又回到上行,开始下一个A值的记录,然后再记录4个B值。
记录结束后,仪器自动计算。
5、查看测量结果。
记录后文件自动保存,按FCT27可查看文件。
六、作业
在校园中找一块样地,测量它的叶面积指数。
七、实验报告
八、其它说明
实验五叶面积测量(CI-203激光叶面积仪)
学会使用CI-203激光叶面积仪测量植物叶片面积及其各种参数。
叶面积的测量。
三、实验原理
CI-203激光叶面积仪是一个带有显示器和内装电池的手持式仪器。
它包括一个测量宽度的激光扫描器、一个测量长度的带有编码器的滚轴,和一个支持测量功能、计算结果和存储采集数据的微机系统。
激光宽度扫描器,每秒扫描400次,可测量激光投射窗口上物体的宽度,分辨率达0.1mm。
滚轴型长度测量系统,测量长度的分辨率达1mm。
整个仪器由一个微型计算机控制,使用户可以非常灵活地设置仪器状态并进行快速、方便、准确的测量。
四、实验材料
CI-203激光叶面积仪、不同植物叶片。
五、实验方法及步骤
1、设置仪器参数:
①通讯参数设置;
②自动存储设置;
③扫描器阈值设置;
④存储空间设置。
2、测量
按下仪器的激光反射臂,便可进行测量。
开始测量前,你须完全打开激光反射臂,把叶片夹在测量臂与滚轴之间,松开拇指合上,这时测量开始。
激光反射臂开始时,滚轴马达开始转动,并在屏幕的上行显示“Measure”,下行显示“Spiningup”。
当激光反射臂合上时,激光打开,并在下行显示“stabilizing”约1/4秒,此时仪器正在调整扫描速率。
之后,一起准备开始测量,在屏幕下行显示“Measuring”,这时你可将叶片拉出。
叶片完全抽出后,仪器自动停止测量,并将结果显示出来。
3、查看数据
按↓进入查看数据状态。
这是屏幕左上角显示“View”,右上角显示文件名“File00”,左下角显示“enter”,右下角显示4个方向箭头。
用↑、↓键选择其它菜单
用←、→键选择文件
按START/ENTER键开始查看数据
4、文件操作
①传送文件;
②建立文件;
③删除文件;
④清楚文件。
任意选择校园中的3种植物测量其叶面积并记录在实验报告册中,每种植物至少重复3次。
实验报告的基本内容及要求
每门课程的所有实验项目的报告必须以课程为单位装订成册,格式参见附件。
实验报告应体现预习、实验记录和实验报告,要求这三个过程在一个实验报告中完成。
1.实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习,并写好预习报告,在预习报告中要写出实验目的、要求,需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤,形成一个操作提纲。
对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数,但这些不要求写在预习报告中。
2.实验记录
学生开始实验时,应该将记录本放在近旁,将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
实验记录中应有指导教师的签名。
3.实验总结
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结,回答思考题,提出实验结论或提出自己的看法等。
附件:
实验报告格式
贵州大学实验报告
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
实验目的
实验原理
实验仪器
实验步骤
实验内容
实验数据
实验总结
指导教师意见
签名:
年月日
注:
各学院可根据教学需要对以上栏木进行增减。
表格内容可根据内容扩充。
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