1、學生姓名 胡發(fā)枝 學號 20122501008 班級 12生物科學三班 課程名稱 植物生理學實驗 實驗項目 植玉米的溶液培養(yǎng)及缺素培養(yǎng)實驗 試驗時間 2014-10-10 實驗指導老師 葉慶生老師 實驗一：玉米的溶液培養(yǎng)及缺素培養(yǎng)實驗一、實驗目的1、掌握種子發(fā)芽和無土栽培的實驗技術以及配制貯備液的方法，了解氮、磷、鉀等元素對植物生長發(fā)育的影響和學習判斷缺素癥狀。2、了解分光光度計的使用方法；掌握計算葉綠體各色素成分含量的方法。3、學會AM-300手持式葉面積儀測定葉面積的方法二、實驗原理1、植物在必需的礦物元素供應下正常生長，如缺少某一元素，便會產生相應的缺乏癥。用適當的無機鹽制成營養(yǎng)液，即能

2、使植物正常生長，稱為溶液培養(yǎng)，如果用缺乏某種元素的缺素液培養(yǎng)，植物就會呈現缺素癥狀而不能正常生長發(fā)育。將所缺元素加入培養(yǎng)液中，該缺素癥狀又可逐漸消失。2、葉片中葉綠素含量的高低是反映植物葉片光合能力的一個重要指標。另外，葉綠素的含量是植物生長狀態(tài)的一個反映，一些環(huán)境因素如干旱、鹽漬、低溫、大氣污染、元素缺乏都可以影響葉綠素的含量與組成，并因之影響植物的光合速率。根據朗伯比爾定律，某有色溶液的吸光度A與其中溶質濃度C和液層厚度L成正比，即AKCL式中：K比例常數。當溶液濃度以百分濃度為單位，液層厚度為1cm時，K為該物質的吸光系數。如果溶液中有數種吸光物質，則此混合液在某一波長下的總吸光度等于各

3、組分在相應波長下吸光度的總和。這就是吸光度的加和性。 3、葉片性狀特征直接影響到植物的基本行為和功能。葉面積是植物研究中的一個常用指標,葉面積的大小決定著植物接收光合有效輻射(photosynthetically active radiation,PAR)的量,與干物質產量和地上凈初級生產力有密切關系,反映了植物對其地理分布和養(yǎng)分條件等外界因素的適應策略。同時,葉面積也是影響植物生長、果實發(fā)育和品質的重要生理和形態(tài)指標。三、用品與材料1、材料：玉米種子；2、用品：培養(yǎng)缸、試劑瓶、容量瓶、燒杯、移液管、量筒、精密天平、棉花(或海綿)刻度尺、分光光度計、AM-300手持式葉面積儀；3、試劑：硝酸鈣

4、、硝酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、硫酸鎂、氯化鉀、氯化鈣、硫酸錳、乙二胺四乙酸二鈉、硫酸亞鐵、硼酸、硫酸鋅、氯化錳、鉬酸、硫酸銅。 四、實驗步驟1、育苗。選大小一致飽滿成熟的植物種子，放在培養(yǎng)皿中萌發(fā)，長成57cm小苗時，選擇生長勢一致的植株進行溶液培養(yǎng)。 2、配制培養(yǎng)液(貯備液)。取分析純的試劑，按實驗表2-1用量配制成貯備液。3、按表2-2 配制完全液和缺K液4、水培裝置準備。取1L的培養(yǎng)缸，若缸透明，則在其外壁涂以黑漆或用黑紙?zhí)缀茫垢堤幵诤诎淡h(huán)境中，缸蓋上應打有數孔，用海綿或棉花固定植物幼苗。 5、移植與培養(yǎng)。將以上配制的培養(yǎng)液中各加蒸餾水至 1000ml ，將幼苗根系洗干

5、凈，小心穿人孔中，用棉花或海綿固定，使根系全浸入培養(yǎng)液中，放在陽光充沛、溫度適宜 (2025)的地方。 6、管理、觀察。每三天加蒸餾水一次以補充瓶內蒸騰損失的水分。培養(yǎng)液一星期更換一次，最好每天通氣23次或進行連續(xù)微量通氣，以保證根系有充足的氧氣。 7、三周后，進行高度、凈重及葉面積的測量，并進行記錄。8、把缺素和完全溶液培養(yǎng)的玉米葉各稱量0.2g，加入少量95%酒精研磨成勻漿，最后定容至10ml。8、加入比色杯中，使用分光光度計進行吸光值測量。9、整理并統(tǒng)計所有數據，獲得結論。五、實驗結果表1：缺素培養(yǎng)、完全培養(yǎng)的玉米苗的外部形態(tài)特征照片第4天第8天第12天第15天第19天第21天表2：缺素

6、培養(yǎng)前后玉米苗生長狀況完全培養(yǎng)A組缺素培養(yǎng)A組完全培養(yǎng)B組缺素培養(yǎng)B組培養(yǎng)前高(cm)9.8010.3010.209.5010.0010.408.008.318.217.808.278.43第3天高度(cm)21.2022.1019.6019.515,519.417.018.816.717.49.016.4第15天高度(cm)52.437.942.424934.121.128.150.145.929.533.522.83周后高度(cm)62.154.854.428.038.123.253,760.158.034.037.424.0表3：第21天（第三周）玉米苗各項指標完全培養(yǎng)A組缺素培養(yǎng)A組完

7、全培養(yǎng)B組缺素培養(yǎng)B組編號123123123123地上株高(cm)62.154.854.428.038.123.253,760.158.034.037.424.0根冠長度(cm)21.217.918.210.413.89.916.420.016.711.311.48.6地上：根冠地上質量(cm)11.859.056.411.862,262.5810.0311.3510.291.652,100.62地下質量(cm)2.893.310.910.660.741.202.442.912.780.570.670.29葉面積(cm2)53.950.147.830.338.529.0表4：葉綠素a、葉綠素b

8、的含量測定：649nmOD平均值665nmOD平均值Ca（mg/L）Cb（mg/L）C總 （mg/L）完全培養(yǎng)1.0142.1222.609.7932.29缺鉀培養(yǎng)0.761.7218.776.3825.15注：計算公式如下：Ca= 13.95*A 665 6.88*A 649Cb= 24.96*A 649 7.32*A665CT = Ca+ Cb表5：六、分析與討論1、從表1的圖片和表3的葉面積比較中可看出，缺鉀培養(yǎng)液培養(yǎng)的的玉米苗的葉面積明顯比對照組的要小，而且可以看到老葉葉尖和葉緣有明顯變黃。根據觀察，玉米幼苗處理后第6天株高出現明顯差異，第8天老葉葉片出現塊狀失綠，葉脈顏色淺于完全培養(yǎng)

9、組，隨后葉片出現黃斑，葉邊緣不平整，葉肉部分上凸，莖稈短細，葉尖干枯至枯萎，生長情況明顯比缺素組差。在第三周實驗結束時，部分缺鉀培養(yǎng)植株的新葉的葉尖也開始有變黃，而部分老葉已經枯萎或葉上有多條黃色條紋。在李富恒【1】等對缺鉀玉米培養(yǎng)的研究中，證明了鉀元素影響植株生長，特別是葉面積的增大及酶的合成，這會使得植物的光合作用效率大大降低，使植株的粗細、高度等降低。 2、從表2可以看到，在未進行缺素培養(yǎng)時，完全培養(yǎng)組和缺素培養(yǎng)組的玉米苗高度、生長狀況基本相同，但在培養(yǎng)過程中，完全培養(yǎng)的植株無論是粗細比缺素培養(yǎng)的植株要粗，高度比缺素培養(yǎng)都要高。3、從表3可以看到，完全培養(yǎng)的植株除了地上株高等均比缺素培養(yǎng)

10、的高，其根冠發(fā)達程度也比缺素培養(yǎng)的植株要大。根據觀察，完全培養(yǎng)植株的根部分支多，潔凈呈白色，根冠的長、寬都比缺素培養(yǎng)的大，且缺素植株的根部大部分發(fā)黃，有少許腐爛現象。根據李秧秧、范德純3 的實驗，缺鉀嚴重影響地上部的生長，是因為鉀離子是葉綠素合成途徑相關酶的激活劑，可以激活葉綠素合成的相關酶，促進葉綠素的合成，以保證光合作用的進行。在缺鉀營養(yǎng)液下，玉米葉片中葉綠素含量要低；在完全營養(yǎng)液中，提供充足的鉀離子，葉片葉綠素含量要高。缺素組的玉米苗葉綠素含量遠遠不及完全組的玉米苗，因此對地上的影響是最大的。4、從表4可以看出，缺素組的分光光度計的Ca值、Cb值及C總比完全組的低，證明缺素組的葉綠素a、b均比完全組的要低，且葉綠素總量要比完全組的要低。在李富恒1等對缺鉀玉米培養(yǎng)的研究中，兩個品種的完全液培養(yǎng)的葉綠素含量均比缺鉀的高。鉀離子是葉綠素合成途徑相關酶的激活劑，可以激活葉綠素合成的相關酶，促進葉綠素的合成，以保證光合作用的進行。在缺鉀營養(yǎng)液下，玉米葉片中葉綠素含量要低；在完全營養(yǎng)液中，提供充足的鉀離子，葉片葉綠素含量要高。鉀不僅能促進氮的吸收，而且能促進含氮化合物向蛋白質合成場所運輸，促進氨基酸合成蛋白質和穩(wěn)定蛋白質的結構，因而可以促進氮代謝，進而加速光和色素的形成。缺鉀培養(yǎng)玉米葉片葉綠素的降低與缺鉀使氮循環(huán)受阻，導致光合能力弱，合成的光合