生态学实验教案解析

实验一生态环境中生态因子的观测与测定、实验目的1、熟悉太阳辐射仪的使用方法2、熟悉风速测定仪的使用方法3、掌握干湿球温度计的测量原理与方法、实验器材太阳辐射仪(或照度计)、干湿球温度计、风速测定仪等。、实验内容1、太阳辐射量调节太阳辐射仪到水平位置，连接辐射仪与辐射电流表；或调整照度计至“0”的位置，测下列项目：(1)总太阳辐射量将太阳辐射仪的探头直接暴露于太阳辐射下，待辐射电流表稳定后，记录读数，通过换算得出总太阳辐射量。(2)散射辐射量在太阳辐射仪上面的一定高度，用黑色遮阳板遮住太阳辐射的直射部分，待辐射电流稳定后，记录读数。(3)直射辐射量等于太阳总辐射与散射辐射量之差。(4)地面反射辐射量将太阳辐射仪探头朝向地面，并与地面平行，待辐射电流表读数稳定后，记录读数。(5)单位：英尺烛光是指距离一烛光的光源(点光源或非点光源)一英尺远而与光线正交的面上的光照度，简写为1ftc(1lm/ft2，流明/英尺2)即每平方英尺内所接收的光通量为1流明时的照度，并且1ftc=10.76lux。2、湿度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。具测湿原理就是，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\n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，棉纱套用蒸储水湿润，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22C,湿球温度计所指示的是16C,两球的温度差是6C,可先在表中所示温度一行找到22C,又在温度一行找到6C,再把22c横向与6c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。\n实验二叶片缺水程度的鉴定一、实验目的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Cd+等）、大气污染物（如SO、HF、O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）\n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=d=l/CT电阻率的倒数为电导率。（7=1/p。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“mod3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Jo=1;③测量，按“mod3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Jo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，先用蒸储水清洗，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？\n实验三温度胁迫对植物过氧化物酶(POD活性的影响一、实验目的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活性的测定二、实验原理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消除的方式是多样的。SO比植物体内清除活性氧系统的第一道防线，在活性氧的消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O-,并产生H2C2;而POEM主要通过催化H2Q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。三、实验器材磷酸二氢钾、磷酸缓冲液、30%i氧化氢、愈创木酚、分光光度计、离心机、天平、秒表、研钵。四、实验内容1、样品的制备：各取生长情况相同的小麦幼苗10株，置于45C、0-2C、室温下2、过氧化物酶的测定(1)称取植物材料1g,力口20mmoJ/LKHPQ5m1,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286愈创木酚，19仙l30%H2Q)力口10仙l粗酶7取,KHPO1mL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)]=AA70•VT/(0.1•W-t-VS)式中：AA70——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，min0注意事项：1、反应混合液应在用前配制，现用现配。2、样品研磨要充分五、实验思考\n逆境胁迫对植物过氧化物酶活性的动态影响。\n实验四盐胁迫对植物的影响一、实验目的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二、实验器材植物种子、hoagland营养液、NaCO>NaCl、培养皿、滤纸、恒温培养箱、电子天平。三、实验内容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%勺次氯酸钠消毒10min,再用30%HQ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NaCO: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25c无光条件下培养7do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14、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X100%②发芽势=3d发芽种子数/供实验种子数X100%③发芽指数：其计算式为：G=!2(G/Dt)式中：G——发芽指数；Gt——在t日的发芽数，个；Dt——相应的发芽天数，do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。\n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/d345678910n1213140123101233012390123270123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-l-1碳酸钠（或氯化钠）指标0103090270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,用银子轻轻将其取出，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一浓Jg/mg•L-1指标碳酸钠（或氯化钠）05001000200030004000植物发芽个数芽长/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。附：Hoagland溶液配方\n(1)大量元素：每升营养液中应加入以下各种试剂试齐浓度/(mol•L-1)每升培养液中加入的体积/mL磷酸二氢钾11硝酸钾15硝酸钙15硫酸镁12(2)微里兀系：每升水中应加入以下各种物质。化合物每升水加入的量/g化合物每升水加入的量/g硼酸四水氯化钮2.861.81五水硫酸铜0.08七水硫酸锌0.22铝酸0.02(3)Fe-EDTA容液:1L水中加入Na-EDTA7.45g,FeSO•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。四、实验思考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。\n(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11硝酸钾15硝酸钙15硫酸镁12(2)微量元素：每升水中应加入以下各种物质。化合物硼酸四水氯化锰七水硫酸锌每升水加入的量/g2.861.810.22化合物五水硫酸铜钼酸每升水加入的量/g0.080.02(3)Fe-EDTA容液:1L水中力口入Na2-EDTA7.45g,FeSO•7H2O5.57g。每升大量元素培养液中加入1mlFe-EDTA溶液和1ml微量元素溶液即可四、实验思考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。\n(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11硝酸钾15硝酸钙15硫酸镁12(2)微量元素：每升水中应加入以下各种物质。化合物硼酸四水氯化锰七水硫酸锌每升水加入的量/g2.861.810.22化合物五水硫酸铜钼酸每升水加入的量/g0.080.02(3)Fe-EDTA容液:1L水中力口入Na2-EDTA7.45g,FeSO•7H2O5.57g。每升大量元素培养液中加入1mlFe-EDTA溶液和1ml微量元素溶液即可四、实验思考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。\n(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11硝酸钾15硝酸钙15硫酸镁12(2)微量元素：每升水中应加入以下各种物质。化合物硼酸四水氯化锰七水硫酸锌每升水加入的量/g2.861.810.22化合物五水硫酸铜钼酸每升水加入的量/g0.080.02(3)Fe-EDTA容液:1L水中力口入Na2-EDTA7.45g,FeSO•7H2O5.57g。每升大量元素培养液中加入1mlFe-EDTA溶液和1ml微量元素溶液即可四、实验思考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。