植物生理學(xué)實驗20153氣孔

1、上次試驗總結(jié)上次試驗總結(jié)拭干葉表水分拭干葉表水分避開葉脈打葉圓片避開葉脈打葉圓片移液管取溶液和純水移液管取溶液和純水溶液要上下顛倒混勻溶液要上下顛倒混勻潤洗潤洗移液管移液管和針頭（和針頭（放回原液放回原液）葉圓片浸入液面下（玻璃棒洗干）葉圓片浸入液面下（玻璃棒洗干）浸泡浸泡30分鐘后再加甲烯藍(lán)分鐘后再加甲烯藍(lán)盡量少加甲烯藍(lán)盡量少加甲烯藍(lán)桌面上靜態(tài)操作桌面上靜態(tài)操作實驗實驗3 氣孔運動及其影響因素氣孔運動及其影響因素 氣孔密度測定氣孔密度測定K+對氣孔開度的影響對氣孔開度的影響 背景知識背景知識v實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膙實驗原理實驗原理v實驗材料與設(shè)備實驗材料與設(shè)備v實驗步驟實驗步驟v數(shù)據(jù)記錄與處理數(shù)

2、據(jù)記錄與處理v結(jié)果比較分析結(jié)果比較分析v注意事項注意事項v思考題思考題1.1.蒸騰作用的生理意義蒸騰作用的生理意義 植物吸收和運輸水分的一個主要動力植物吸收和運輸水分的一個主要動力 促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運 降低植物體和葉片的溫度降低植物體和葉片的溫度 促進(jìn)促進(jìn)COCO2 2的吸收和同化的吸收和同化2.2.蒸騰作用的部位蒸騰作用的部位 葉片是植物蒸騰的主要部位。角質(zhì)層蒸騰(cuticular transpiration)氣孔蒸騰(stomatal transpiration) 通過氣孔的蒸騰3.氣孔的大小、數(shù)目與分布不同植物氣孔的數(shù)目和大小多數(shù)植物下表皮氣孔數(shù)目多于上表皮；

3、多數(shù)植物下表皮氣孔數(shù)目多于上表皮；氣孔總面積為葉面積的氣孔總面積為葉面積的 12； 氣孔雖小，但數(shù)目眾多。氣孔雖小，但數(shù)目眾多。擴散水的速率：擴散水的速率：氣孔氣孔相同面積的自由水面相同面積的自由水面v葉面積葉面積：氣孔：氣孔/葉面積葉面積1-2 / 100v蒸騰量蒸騰量：氣孔：氣孔/相同于葉面積的自由水面相同于葉面積的自由水面 80-100v小孔擴散律：小孔擴散律： 1 、水分從大表面上蒸發(fā)時，蒸發(fā)速率與表面積成正比、水分從大表面上蒸發(fā)時，蒸發(fā)速率與表面積成正比2 、水分從很小表面上蒸發(fā)時，蒸發(fā)速率與表面周長成正比、水分從很小表面上蒸發(fā)時，蒸發(fā)速率與表面周長成正比3 、葉片上眾多氣孔增加了擴

4、散水分的總的周長、葉片上眾多氣孔增加了擴散水分的總的周長 4.氣孔結(jié)構(gòu) 氣孔是分布在葉片上、下表皮組織上由保衛(wèi)細(xì)胞圍成的小孔，植物與外界發(fā)生氣體交換的主要通道 通過氣孔擴散的氣體有O2、CO2、和水蒸氣v保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹氣孔口張開氣孔口張開v保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮氣孔口關(guān)閉氣孔口關(guān)閉v保衛(wèi)細(xì)胞運動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)保衛(wèi)細(xì)胞運動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1 （腎型）外壁薄，內(nèi)壁厚（腎型）外壁薄，內(nèi)壁厚2 壁中存在徑向排列的微纖絲壁中存在徑向排列的微纖絲v微纖絲微纖絲 難以伸長。以氣孔口為中心，難以伸長。以氣孔口為中心，限制了保衛(wèi)細(xì)胞沿短軸方向直限制了保衛(wèi)細(xì)胞沿短軸方向直徑的擴大徑的擴大v吸水后

5、，作用于外壁上的壓力吸水后，作用于外壁上的壓力通過微纖絲傳到內(nèi)壁，成為作通過微纖絲傳到內(nèi)壁，成為作用于內(nèi)壁、背離氣孔口方向的用于內(nèi)壁、背離氣孔口方向的拉力拉力5氣孔運動6 6 氣孔運動機理氣孔運動機理 （理論教材P58）淀粉與糖轉(zhuǎn)化學(xué)說K+積累學(xué)說蘋果酸代謝學(xué)說玉米黃素假說K+積累學(xué)說積累學(xué)說v光下，保衛(wèi)細(xì)胞中的葉綠體通過光合磷酸化光下，保衛(wèi)細(xì)胞中的葉綠體通過光合磷酸化生成生成ATP，ATP驅(qū)動質(zhì)膜上的驅(qū)動質(zhì)膜上的K+-H+泵，使保泵，使保衛(wèi)細(xì)胞能逆濃度梯度從周圍表皮細(xì)胞吸收鉀衛(wèi)細(xì)胞能逆濃度梯度從周圍表皮細(xì)胞吸收鉀離子，或從外界溶液中吸收鉀離子，從而降離子，或從外界溶液中吸收鉀離子，從而降低其

6、滲透勢，促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔開放。低其滲透勢，促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔開放。vNa+可以代替可以代替K+，使氣孔開放，但效果如何？，使氣孔開放，但效果如何？7.影響氣孔運動的因素 凡是影響光合作用和葉子水分狀況的因素，都會影響氣孔運動，光 、CO2、溫度、水分脅迫、化學(xué)物質(zhì)、脫落酸等 1 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膙1.1 了解不同材料中氣孔在葉片上的分了解不同材料中氣孔在葉片上的分布特點，掌握測定氣孔大小的方法；布特點，掌握測定氣孔大小的方法；v v1.2 熟悉氣孔運動的調(diào)節(jié)機理，能夠獨熟悉氣孔運動的調(diào)節(jié)機理，能夠獨立分析化學(xué)物質(zhì)及環(huán)境因素對氣孔運動立分析化學(xué)物質(zhì)及環(huán)境因素對氣孔運動的影響程度的影響程

7、度 。 2 實驗原理v氣孔狀態(tài)氣孔狀態(tài)v氣孔大小氣孔大小2.1 印跡法印跡法v以有機物質(zhì)的溶膠涂在植物的表面，膠體風(fēng)以有機物質(zhì)的溶膠涂在植物的表面，膠體風(fēng)干后就凝成薄膜，這層膜就印有表皮組織各干后就凝成薄膜，這層膜就印有表皮組織各細(xì)胞的界跡邊痕。細(xì)胞的界跡邊痕。v除用來觀察氣孔狀況外，還可用于觀測植物除用來觀察氣孔狀況外，還可用于觀測植物表皮上的細(xì)胞、茸毛以及蜜腺、蜜盤、刺鱗表皮上的細(xì)胞、茸毛以及蜜腺、蜜盤、刺鱗片等。片等。 2.2 固定法固定法v無水酒精能是植物細(xì)胞迅速脫水死亡，因而無水酒精能是植物細(xì)胞迅速脫水死亡，因而細(xì)胞壁硬化、細(xì)胞形狀固定，氣孔也得以保細(xì)胞壁硬化、細(xì)胞形狀固定，氣孔也得

8、以保持原樣，有利于以后鏡檢研究，植物材料還持原樣，有利于以后鏡檢研究，植物材料還可長期保存?？砷L期保存。 2.3 氣孔密度的測定氣孔密度的測定v氣孔密度：單位面積上氣孔的數(shù)目氣孔密度：單位面積上氣孔的數(shù)目顯微鏡視野面積內(nèi)觀測到的氣孔數(shù)顯微鏡視野面積內(nèi)觀測到的氣孔數(shù)v顯微鏡視野面積：顯微鏡視野面積：S=r2，r可用目鏡測微尺量取可用目鏡測微尺量取v目尺標(biāo)定：目尺標(biāo)定：目鏡測微尺刻度的大小是隨放大倍數(shù)而不同的目鏡測微尺刻度的大小是隨放大倍數(shù)而不同的物鏡測微尺物鏡測微尺1 mm分成分成100等分，等分，即每一刻度即每一刻度10 m（實際長度，不受放大倍數(shù)影響）（實際長度，不受放大倍數(shù)影響）2.4 K

9、+對氣孔開放的影響對氣孔開放的影響v光下，保衛(wèi)細(xì)胞中的葉綠體通過光合磷酸化光下，保衛(wèi)細(xì)胞中的葉綠體通過光合磷酸化生成生成ATP，ATP驅(qū)動質(zhì)膜上的驅(qū)動質(zhì)膜上的K+-H+泵，使保泵，使保衛(wèi)細(xì)胞能逆濃度梯度從周圍表皮細(xì)胞吸收鉀衛(wèi)細(xì)胞能逆濃度梯度從周圍表皮細(xì)胞吸收鉀離子，或從外界溶液中吸收鉀離子，從而降離子，或從外界溶液中吸收鉀離子，從而降低其滲透勢，促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔開放。低其滲透勢，促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔開放。vNa+可以代替可以代替K+，使氣孔開放，但效果如何？，使氣孔開放，但效果如何？3 材材 料料v蠶豆或菠菜葉片v印跡法v固定法v氣孔開度的影響因素v顯微鏡（物尺、目尺）4 實驗步驟實驗

10、步驟4.1 固定法定性觀察固定法定性觀察v用鑷子撕剝下葉子的表皮（用刀片切一小口用鑷子撕剝下葉子的表皮（用刀片切一小口以利于撕?。?，迅速（愈快愈好）放入無水以利于撕?。?，迅速（愈快愈好）放入無水乙醇中固定乙醇中固定23 min，v把固定好的表皮放在載玻片上，加幾滴無水把固定好的表皮放在載玻片上，加幾滴無水乙醇，壓上蓋玻片，即可鏡檢，觀察測量氣乙醇，壓上蓋玻片，即可鏡檢，觀察測量氣孔開閉情況等?？组_閉情況等。 4.2 印跡法定性觀察印跡法定性觀察v將火棉膠（50）涂抹于葉面成一薄層，自然風(fēng)干2 min，v用鑷子取下干膜，在稍有濕潤的載玻片上此膜就能粘貼牢固，即可鏡檢（長期保存）。要在干燥條件下加

11、蓋玻片封固 4.3 氣孔定量觀察氣孔定量觀察v氣孔密度 v氣孔大小4.4 定量觀察氣孔開度v3個皿中分別放個皿中分別放KNO3、Na NO3和水各和水各15 mlv每個皿放每個皿放23 張葉表皮張葉表皮v光照處理光照處理30 min （25）v目尺標(biāo)定目尺標(biāo)定v觀察測量氣孔開度觀察測量氣孔開度視野視野10格物尺格物尺r = ? 計算氣孔密度計算氣孔密度22格目尺對格目尺對 8 格物尺格物尺目尺每格目尺每格810 / 22 um測氣孔大小測氣孔大小大小開度5 結(jié)果記錄、計算結(jié)果記錄、計算v5.1氣孔密度氣孔密度氣孔數(shù)目、視野直徑氣孔數(shù)目、視野直徑v5.2 氣孔大小和開度氣孔大小和開度氣孔開度（保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)壁間距離）氣孔開度（保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)壁間距離）視野視野10格物尺格物尺r = ? 計算氣孔密度計算氣孔密度22格目尺對格目尺對 8 格物尺格物尺目尺每格目尺每格810 / 22 um測氣孔大小測氣孔大小氣孔密度測定氣孔密度測定v取取3個視野，觀察氣孔數(shù)，取平均值個視野，觀察氣孔數(shù)，取平均值 av若視野直徑為若視野直徑為 8 格物尺，格物尺， d = ? r = ?v氣孔密度氣孔密度a / (r2)6 注意事項注意事項v膠棉液涂均勻、超薄一層膠棉液涂均勻、超薄一層v葉表皮取下后要迅速投入乙醇（葉表皮取下后要迅速投入乙醇（2秒）？秒）？v物鏡測微尺安全使用，切勿壓破物鏡測微尺安全使用，切勿