植物的根系是吸收水分和矿质营养的主要器官,又是物质合成和转化的器官,因此根系的生长发育状况和活力直接影响植物体的生命活动。在植物营养和环境生理研究中常需测定根系活力。本实验学习用甲烯蓝法测定根系表面积和根系活力。
[原理]
根据沙比宁等的理论,认为植物根系对溶质吸收最初具有吸附的特点,并假定此时被吸附物质是以单分子层形式均匀地覆盖在根系表面,因此可以根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积。一般常用甲烯蓝作为被吸附物质,其被吸附的数量可以根据供试溶液浓度的变化用比色法准确地测出。现已知lmg甲烯蓝成单分层时可覆盖1.1m2的面积,据此可求出根系的总吸收面积。当根系在甲烯蓝溶液中已达吸附饱和而仍留在溶液中时,根系的活跃部分能把原来吸附在表面的物质吸收到细胞中去,因而可继续吸附甲烯蓝。从后一个吸收量求出活跃吸收面积,可作为根系活力的指标。
[材料、仪器、药品]
1.材料:用高溶度NaCl处理的以及没有处理的对照小麦幼苗根系,在取样时应十分小心,以免将根系折断或损伤。
2.仪器:(1) 分光光度计;(2) 小烧杯6个;(3) 吸水纸;(4) 10或25ml量筒1个(依根系大小而定);(5) 移液管lml和10ml各1支;(6) 10ml试管16支;(7)试管架1个。
3.药品:(1) 0.075mg/ml 甲烯蓝溶液;(2)0.01mg/ml 甲烯蓝溶液。
[方法]
1.绘制甲烯蓝溶液的标准曲线:取7支试管,编号,按下表配制标准溶液。
甲烯蓝标准溶液配制
| 试管号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 0.01g甲烯蓝加入量ml | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 加蒸馏水量ml | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| 甲烯蓝溶液浓度mg/ml | 0.0 | 0.001 | 0.002 | 0.003 | 0.004 | 0.005 | 0.006 |
把各试管中的溶液混匀后,利用分光光度计测定在波长660nm下的吸光度,测定时以1号试管(蒸馏水)为空白对照调透光率100%。
然后,以甲烯蓝系列浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标绘制标准曲线。
2.测定体系体积:取待测小麦5株,将根系洗净控干后,浸在事先装有一定体积水的10ml或25ml量筒里(或用体积计),用排水法测定根系体积。
3.测定根系活力:
(1)取3个小烧杯编号,各加入0.075mg/ml甲烯蓝溶液5ml(每杯中溶液量约10倍于根系的体积),从每个烧杯中取出0.5ml溶液,分别加入到3个10ml试管中,稀释15倍,混匀,在660nm下测定吸光度,从标准曲线中查出对应的浓度,然后计算出0.075mg/ml溶液的甲烯蓝的精确含量。记住,取洁净的比色皿,在比色时先用少量溶液清洗比色皿数次。
(2)从量筒中取出根系,用滤纸把水吸干,勿伤根系。然后放入第一个盛有甲烯蓝溶液的小烧杯里,浸1.5min之后立即取出,将根系上多余的甲烯蓝液控回到原烧杯中去,再放入到第二个小烧杯中浸1.5min,取出后,同样控净溶液,再放到第三个小烧杯中浸1.5min,取出控净溶液。
(3)从上述浸过根系的3个小烧杯中,分别取出甲烯蓝溶液lml,分别放入三支试管中,稀释10倍,摇匀,用分光光度计在660nm波长下读取吸光度。在标准曲线上查出相应的浓度,最后算出每杯溶液中剩余甲烯蓝的毫克数。
4.结果计算:测定数据填入表3—6,并按下列公式求出根的吸收面积。
总吸收面积=[( C1—C1)×V1+(C2—C2)×V2]×1.1
活跃吸收面积=[(C3—C3)×V3]×1.1

