实验教学
生理生态学实验项目及内容
生理生态学实验内容
实验一、 鱼类对温度、盐度、耐受性的观测
基本原理：
任何一个生态因子在数量上或质量上不足或过多，即当其接近或达到某种生物耐受限度时，会使该种生物生活受阻或不能生存。不同的生物对温度、盐度等生态因子有不同的耐受上限和下限，上、下限之间的耐受范围有宽有窄，且生物对不同生态因子的耐受能力随生物种类、个体差异、年龄、驯化背景等因素而变化。当多种生态因子共同作用于生物时，生物对各种因子的耐受性之间密切相关。
实验目的：
掌握生物对生态因子耐受范围的测定方法。
认识不同鱼类对温度、盐度的耐受限度和范围不同，这种不同的耐受性与其分布生境和其生物学特性相关。加深对谢尔福德耐受性定律的理解。
实验二、温度对鱼类呼吸速率的影响
基本原理：
动物的代谢（生化反应）速率（包括呼吸反应），随温度的上升而加快。这种温度与反应速度的关系，可以用温度系数来表示，或称为范霍夫定律。
实验目的：
通过对变温动物（鱼）呼吸速率随温度变化规律的观察，验证范霍夫定律。
实验三、环境温度对动物体温的影响
基本原理：
外温动物的体温随环境温度的变化而变化，内温动物的体温在一定温度范围内可保持恒定。环境温度对动物体温的影响与动物种类、个体年龄及性别、个体差异、体表被盖物的性质和干湿度等因素相关。
实验目的：
了解环境温度对不同种动物体温的影响
学习单因子实验设计与观测的基本方法
认识内温动物与外温动物的体温随环境变化的规律
实验四、温度对动能量代谢的影响
基本原理：
生物通过呼吸消耗氧气，氧化体内的能量物质，产生能量来维持自身的各种生命活动，称为能量代谢。呼吸需要的氧气量与产生的能量多少密切相关，因此，通过测定生物呼吸耗氧量的多少，能间接评价生物能量代谢率的高低。
实验目的：
了解呼吸耗氧量是反映动物能量代谢强度的一个重要指标，可通过测定动物在不同生理状态下的呼吸耗氧量，推算出其用于代谢的能量消耗。
了解测定水生动物与陆生动物呼吸耗氧量的基本方法。
实验五、 胰岛素致低血糖效应
基本原理：
胰岛素是调节机体血糖的重要激素之一，它能促进组织的合成代谢、促进全身组织特别是肌肉、肝和脂肪组织摄取、贮存和利用葡萄糖；当体内胰岛素含量增高时，将引起血糖下降。严重时，可导致动物出现惊厥、肌肉抽搐、休克等低血糖现象。如及时给动物补充血糖，可使动物的低血糖效应消失。
实验目的：
通过观察过量胰岛素对动物引起的低血糖效应说明胰岛素的生理作用，分析其作用机制。
实验六、肾上腺摘除动物的观察
实验原理：
肾上腺皮层释放糖皮层激素、盐皮层激素和少量性激素，而髓质分泌儿茶酚胺类激素。肾上腺皮层激素是维持生命所必需的，缺少肾上腺皮层激素动物不能存活。糖皮层激素为机体应激反应的主要调节因素，增强机体对有害刺激的耐受能力，参与体内糖、蛋白质和脂肪的代谢调节；盐皮层激素则参与水盐代谢的调节。摘除肾上腺的动物迅速表现出水盐代谢失衡、肾上腺皮层激素功能失调的现象，如食欲下降、低血压、肌无力和肾衰竭等，同时也表现出抗炎症、抗过敏能力下降及对有害刺激的耐受力下降。
实验目的：
学习用摘除法造成功能缺损，以了解研究内分泌功能的方法；
观察肾上腺皮层激素对机体的水盐代谢及应急能力等方面的作用。
实验七、 植物组织水势的测定
基本原理：
水势表示水分的化学势，象电流由高电位处流向低电位处一样，水从水势高处流向低处。植物细胞、组织之间以及植物体和环境间的水分间移动方向都由水势差决定。当植物细胞或组织放在外界溶液中时，如果植物的水势小于溶液的渗透势（溶质势），则组织吸水而使溶液浓度变大；反之，则植物细胞内水分外流而使溶液浓度变小；若植物组织的水势与溶液的渗透势相等，则二者水分保持动态平衡，所以外部溶液浓度不变，此溶液的渗透势即等于所测植物的水势．可以利用溶液的浓度不同其比重也不同的原理来测定实验前后溶液浓度的变化，然后根据公式计算渗透势。
实验目的：
掌握植物组织水势测定的原理及方法。
实验八、 植物呼吸强度的测定
基本原理：
测定呼吸作用，一般是测定呼吸过程消耗的O2量，或放出的CO2量。本实验用小篮子法测定呼吸过程中释放的CO2。植物进行呼吸时放出CO2，计算一定的植物样品在单位时间内放出CO2的数量，即为该样品的呼吸速率。利用Ba(OH)2溶液吸收呼吸过程中释放的CO2，实验结束后，用草酸溶液滴定残留的Ba(OH)2，从空白和样品两者消耗草酸溶液之差，即可计算出呼吸过程中释放的CO2量。
实验目的：
掌握植物呼吸强度测定的原理及方法。
实验九、小麦种子的萌发及幼苗培养及植物过氧化物酶(POD)活性测定
基本原理：
过氧化物酶广泛存在于植物体中，是活性较高的一种酶。它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较弱。这是因为过氧化物酶能使组织中所含的某些碳水化合物转化成木质素，增加木质化程度，而且发现早衰减产的水稻根系中过氧化物酶的活性增加，所以过氧化物酶可作为组织老化的一种生理指标。此外，过氧化物同工酶在遗传育种中的重要作用也正在受到重视。过氧化物酶能催化过氧化氢氧化酚类，产物为醌类化合物，此化合物进一步缩合或与其他分子缩合，产生颜色较深的化合物。本实验是以邻甲氧基苯酚（即愈创木酚）为过氧化物酶的底物，在该酶存在下， H2O2可将邻甲氧基苯酚氧化成红棕色的4-邻甲氧基苯酚。
实验目的：
掌握过氧化物酶(POD)活性测定的原理及方法。
实验十、十一、 植物的抗旱胁迫处理及植物组织中丙二醛（MDA）含量的测定——干旱胁迫下植物对逆境的反应调节
基本原理：
植物抗逆是植物对抗不良环境，比如抗旱、抗盐碱、抗涝、抗风、抗冻、抗病虫害等的能力。植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，导致自由基积累，诱导细胞膜中的不饱和脂肪酸发生过氧化作用，即膜脂过氧化反应。丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的最终分解产物，从膜上产生的位置释放出后，与蛋白质、核酸起反应修饰其特征；使纤维素分子间的桥键松驰，或抑制蛋白质的合成。MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害。丙二醛（MDA）是常用的膜脂过氧化指标，所以其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。在酸性和高温度条件下，它可以与硫代巴比妥酸（TBA）反应生成红棕色的三甲川（3,5,5-三甲基恶唑2,4-二酮），其最大吸收波长在532nm，最小吸收波长在600nm。但是测定植物组织中MDA时受多种物质的干扰，其中最主要的是可溶性糖，糖与TBA显色反应产物的最大吸收波长在450nm，532nm处也有吸收。因此测定植物组织MDA—TBA反应物质含量时一定要排除可溶性糖的干扰。根据Lambert-Beer定律, 即A= Kbc （A为吸光度，K为摩尔吸收系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关，C为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度）。当液层厚度为1 cm时，A= Kc，当某一溶液中有数种吸光物质时，某一波长下的消光度值等于此混合液在该波长下各有色物质的消光度之和。计算得出混合液中两种组分的浓度公式（蔗糖在450nm和532nm波长的比吸收系数分别为85.40和7.40；MDA在532nm波长下的比吸收系数为155）：可溶性糖（mmol/L）：C1=11.71 OD450 MDA（μmol/L）：C2=6.45 OD532－0.56 OD450。
实验目的：
了解比较不同胁迫逆境处理对待测植物生长的影响，了解植物组织内MDA积累水平对植物生理状态的影响，掌握双组分分光光度计法测定植物组织内MDA含量的方法和步骤。
第十、十二、 植物的抗盐胁迫处理、脯氨酸含量的测定——水分胁迫下植物的渗透调节
基本原理：在逆境条件下（旱、盐碱、热、冷、冻），植物体内脯氨酸（proline，Pro）的含量显著增加。植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，抗旱性强的品种往往积累较多的脯氨酸。因此测定脯氨酸含量可以作为抗旱育种的生理指标。另外，由于脯氨酸亲水性极强，能稳定原生质胶体及组织内的代谢过程，因而能降低冰点，有防止细胞脱水的作用。在低温条件下，植物组织中脯氨酸增加，可提高植物的抗寒性，因此，亦可作为抗寒育种的生理指标。在酸性条件下，茚三酮和脯氨酸反应生成稳定的红色化合物，产物在520nm波长下具有最大吸收峰。用磺基水杨酸提取植物样品时，脯氨酸便游离于磺基水杨酸的溶液中，然后用酸性茚三酮加热处理后，溶液即成红色，再用甲苯处理，则色素全部转移至甲苯中，色素的深浅即表示脯氨酸含量的高低。
实验目的：
了解植物对环境胁迫的抗性生理作用，及植物对胁迫的影响机制；了解脯氨酸对植物水分胁迫下的抗性生理。