生态学实验教案解析Word下载.docx
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单独测定湿度的常用温度计有通风干湿球温度计和露点温度计。
干湿球湿度计的原理:
干湿球温度计包括两个温度探头,其球部并排暴露在空气中。
干球温度探头直接露在空气中,湿球温度探头用湿纱布包裹着。
其测湿原理就是,在一定风速下,湿球外边的湿纱布的水分蒸发带走湿球温度计探头上的热量,使其温度低于环境空气的温度;
而干球温度计测量出来的就是环境空气的实际温度,此时,湿球与干球之间的温度差与环境的相对湿度有一个相应的关系。
测定步骤:
干湿计放置距地面1.2~1.5米的高处。
在测定温度时,棉纱套用蒸馏水湿润,当空气流通过时会造成蒸发,而由蒸发失热必然造成稳定的降低,这样就与实际的温度形成温差。
干湿球温度的读数是在湿球已变为稳定的最小值时进行的。
由该湿度计所附的对照表就可查出当时空气的相对湿度。
例如,设干球温度计所示的温度是22℃,湿球温度计所指示的是16℃,两球的温度差是6℃,可先在表中所示温度一行找到22℃,又在温度一行找到6℃,再把22℃横向与6℃竖行对齐,找到数值54。
它的意思就是相对湿度是54%。
注:
读出干、湿两球所指示的温度差,因为湿球所包之纱布水分蒸发的快慢,不仅和当时空气的相对湿度有关,还和空气的流通速度有关。
所以干湿球温度计所附的对照表只适用于指定的风速,不能任意应用。
3.风向和风速
测定风有两个参数指标,即风向和风速。
风向可以简单地用罗盘或通过云的运动方向或植被弯曲的方向测得。
将数字式风速测定仪或手持风速测定仪放置距地面0.5m和1.5m处,记录风速,注意不同高度风速的变化。
四、实验思考
选择几个代表性样地,在样地内重复以上步骤,记录数据,多测几次取其平均值,比较不同样地各生态因子的变化规律。
实验二叶片缺水程度的鉴定
1、熟悉叶片缺水的鉴定原理及方法
2、掌握电导率仪的使用方法
二、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,如极端温度、干旱、盐渍、重金属(如Cd2+等)、大气污染物(如SO2、HF、O3等)和病原菌侵染后,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精确而实用的方法。
三、实验器材
电导率仪、电子天平、真空干燥器、恒温设备、摇床等。
四、实验内容
1、选取叶龄、层次相同的小麦叶片(或其它植物功能叶),包在湿纱布内,置于烧杯中。
用自来水冲洗叶片,除去表面玷污物,再用去离子水冲洗1-2次,用干净纱布吸干叶片表面水分,保存在湿纱布中,防叶片失水。
狭长叶片可用刀片切成1cm长段(宽大叶面避开大叶脉,用打孔器打取圆片)。
2、按甲乙两组分别称取样品1g,每组2-3个平行样,将样品放入小烧杯中,加20mL重蒸去离子水,浸没样品。
3、甲组放入真空干燥器中,用真空泵反复抽放气3-4次(压力400-500mm汞柱,减压0.5h恢复常压),除去水与叶表面之间和细胞间隙中的空气,使叶组织内电解质渗出。
20-30摄氏度振荡保温2-3h。
4、乙组样品置沸水浴中煮沸10-15min,使生物膜变成全透性,用去离子水补足原容量,冷却。
5、将甲乙两组外渗液分别倾入小烧杯,测电导率。
对照电导率为自来水电导率。
6、数据:
甲组电导率:
乙组电导率:
对照组电导率:
电解质相对外渗率(%):
电导率甲/电导率乙
附:
电导率仪操作:
(1)原理:
电导率是物体传导电流的能力。
电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。
根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
电导率的基本单位是西门子(S),原来被称为姆欧,取电阻单位欧姆倒数之意。
因为电导池的几何形状影响电导率值,标准的测量中用单位电导率S/cm来表示,以补偿各种电极尺寸造成的差别。
单位电导率(C)简单的说是所测电导率(G)与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度,A为极板的面积。
S=ρl=l/σ
电阻率的倒数为电导率。
σ=1/ρ。
在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米。
电导率的物理意义是表示物质导电的性能。
电导率越大则导电性能越强,反之越小。
(2)操作步骤:
①安装,开机预热10min;
②校正,按“mode”键,置于校正功能,将电极置于空气中,调节“调节”旋钮,使仪器显示电导池实际常数值。
如当J实=0.95时,使仪器显示95.0,此时J0=1;
③测量,按“mode”键,置于测量功能,选择适当量程,将清洗干净的电极插入被测溶液中,仪器显示值乘以J0即为被测液电导率值。
注意事项:
①使用电极时,保持插接良好,防止接触不良;
②测量过程中从甲溶液转移到乙溶液,先用蒸馏水清洗,再用乙溶液,不能用滤纸擦拭;
③电极使用完毕应清洗干净,甩干后妥善保存,避免碰撞损坏;
④注意保护好电极上的常数标识,以免损毁后遗忘电极常数值。
五、实验思考
如何判断植物的缺水程度?
形态和生理生化方面有哪些主要指标?
实验三温度胁迫对植物过氧化物酶(POD)活性的影响
1、熟悉温度胁迫对植物损害的鉴定以及植物对温度耐受程度的判断
2、掌握过氧化物酶(POD)活性的测定
当植物衰老特别是处于逆境的条件下,植物细胞内活性氧的产生和清除的平衡受到破坏,自由基增加,引发和加剧细胞膜脂过氧化。
植物细胞内活性氧自由基清除的方式是多样的。
SOD是植物体内清除活性氧系统的第一道防线,在活性氧的清除系统中发挥着特别重要的作用,处于保护系统的核心位置,其主要功能是清除O2-,并产生H2O2;
而POD则主要通过催化H2O2或其他过氧化物来氧化多种底物。
在有过氧化氢存在下,过氧化物酶能使愈创木酚氧化,生成茶褐色物质,该物质在470nm处有最大吸收,可用分光光度计测量470nm的吸光度变化测定过氧化物酶活性。
磷酸二氢钾、磷酸缓冲液、30%过氧化氢、愈创木酚、分光光度计、离心机、天平、秒表、研钵。
1、样品的制备:
各取生长情况相同的小麦幼苗10株,置于45℃、0-2℃、室温下
2、过氧化物酶的测定
(1)称取植物材料1g,加20mmol/LKH2P045m1,于研钵中研磨成匀浆,以4000r/min离心15min,倾出上清液保存在冷处备用。
(2)取光径1cm比色皿2只,于1只中加入反应混合液3m1(50mmol/LpH7.8的磷酸缓冲液加入28μl愈创木酚,19μl30%H2O2)加10μl粗酶液,KH2PO41mL作为校零对照,另1只中加入反应混合液3ml上述酶液1ml(如酶活性过高可稀释之),立即开启秒表记录时间,于分光光度计上测量吸光度值,每隔1分钟读数一次,读数于波长470nm下进行。
(3)以每分钟吸光值增加0.1作为一个酶活性单位。
过氧化物酶活性[u/(g·
min)]=ΔA470·
VT/(0.1·
W·
t·
Vs)
式中:
ΔA470——反应时间内吸光度的变化。
W——植物鲜重,g。
VT——提取酶液总体积,mL。
Vs——测定时取用酶液体积,mL。
t——反应时间,min。
1、反应混合液应在用前配制,现用现配。
2、样品研磨要充分。
逆境胁迫对植物过氧化物酶活性的动态影响。
实验四盐胁迫对植物的影响
1、了解盐胁迫对植物种子萌发的影响
2、掌握种子萌发过程中发芽率、发芽势、发芽指数等各项指标的观察、计算方法
3、了解各项指标在盐胁迫条件下的变化趋势
4、绘制盐浓度与生长指标相关曲线
植物种子、hoagland营养液、Na2CO3、NaCl、培养皿、滤纸、恒温培养箱、电子天平。
1、预处理
(1)种子的预处理:
挑选籽粒大小相当的种子,先用10%的次氯酸钠消毒10min,再用30%H2O2消毒,再冲洗干净;
然后,根据种皮的致密程度将种子浸泡1-2d。
(2)器皿准备:
于培养皿中分别加入Na2CO3:
10mg/L,30mg/L,90mg/L,270mg/L;
或NaCl:
10mg/L,30mg/L,90mg/L,270mg/L,以清水为对照。
(3)将每个培养皿底部平铺两片滤纸。
3个平行处理。
2、种子的培养
将预处理的种子播于上述铺有滤纸的培养皿内,将培养皿置于恒温箱中,在25℃无光条件下培养7d。
然后,在各培养皿中滴加hoagland营养液,并将培养皿置于自然光照条件下培养。
3、实验记录
在种子萌发3d后,逐日记录正常萌发种子数、不萌发种子数、腐烂种子数。
将观察结果填入表1
4、计算
(1)发芽率、发芽势和发芽指数的计算:
①发芽率=7d发芽种子数/供实验种子数×
100%
②发芽势=3d发芽种子数/供实验种子数×
③发芽指数:
其计算式为:
Gi=∑(Gt/Dt)
Gi——发芽指数;
Gt——在t日的发芽数,个;
Dt——相应的发芽天数,d。
根据表1的数据,分别计算发芽率、发芽势和发芽指数,将计算结果填入表2。
表1发芽情况记录
碳酸钠或氯化钠浓度/mg·
L-1
平行样
时间/d
34567891011121314
0
1
2
3
10
30
90
270
表2种子萌发的发芽率、发芽势以及发芽指数计算结果
浓度/mg·
指标
碳酸钠(或氯化钠)
植物
发芽率/%
发芽势/%
发芽指数/(个·
d-1)
5、生长发育统计
种子萌发过程中的生长发育指标主要包括芽长、总长、芽重和总重。
发芽3d后,用镊子轻轻将其取出,用滤纸吸干,再用刻度尺分别测量芽长和总长,之后,经电子天平测其全重和芽重。
以上各量均取平均值,将结果记入表3。
表3种子萌发中的生长发育指标测定结果
碳酸钠(或氯化钠)
500
1000
2000
3000
4000
发芽个数
芽长/cm
总长/cm
芽重/mg
总重/mg
根据观察和测定计算的结果,分析种子萌发过程中各指标在不同盐胁迫条件下的变化,了解盐胁迫对种子萌发的影响。
Hoagland溶液配方
(1)大量元素:
每升营养液中应加入以下各种试剂。
试剂
浓度/(mol·
L-1)
每升培养液中加入的体积/mL
磷酸二氢钾
硝酸钾
硝酸钙
硫酸镁
5
(2)微量元素:
每升水中应加入以下各种物质。
化合物
每升水加入的量/g
硼酸
四水氯化锰
七水硫酸锌
2.86
1.81
0.22
五水硫酸铜
钼酸
0.08
0.02
(3)Fe-EDTA溶液:
1L水中加入Na2-EDTA7.45g,FeSO4·
7H2O5.57g。
每升大量元素培养液中加入1mlFe-EDTA溶液和1ml微量元素溶液即可。
1、做盐胁迫实验时,在预处理种子中为什么种子要浸泡?
2、试分析盐胁迫对种子萌发的影响。
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