《环境生物学现及代生物技术实验》教案.docxVIP

实验六、植物种群自疏的内因和外因效应一、目的通过阅读文献材料，学习验证型实验设计、结果表达和分析的方法。掌握通过测定不同栽培密度和不同盐度的因子作用下，影响植物种群生长自疏效应的内因和外因的表达方式和强度。二、原理生态系统的结构与功能受到来自系统内部和外部的调节与控制，如森林植被过密时会产生自疏作用，间伐后的疏林会很快重新郁闭；生态系统中各营养级间生物的数量关系常常相对稳定等。这类受控的稳态是生态系统借助生物与环境的相互作用，达到稳态的作用结果。种群在一定的生境条件下，种群数量会增长，但是并不是无限制的增长，会受到种群最大容量的制约，种群内部个体间的竞争会产生自疏作用使种群维持在一定的水平。自疏作用为种内斗争和资源供给状况的综合反映，森林植物、藤壶等是自疏效应的明显例子。本实验将开展经济作物红麻（Kenaf，Hibiscus cannabinus）的模拟栽培试验。通过设定不同栽培密度，对其进行短时间的栽培试验记录，评价种群密度（内因）对种群自疏效应的影响。三、材料与仪器：实验材料：实验室将提供统一购置的红麻种子。种植所需土壤在校区内采集。仪器：塑料盆4个/组、电子天平、烘箱、标签纸、记号笔等。试剂：海盐。四、实验内容4.1 试验设计每个组自行设定不同的幼苗种植株行距处理3组，进行栽培和浇灌。4.2 观察记录八周内，每周固定时间对每盆内的作物幼苗进行观察，记录每棵植株的叶片数，以及每个处理的存活株数，每次每个处理需拍照记录1张。4.3 生物量的测定第八周将所有植株个体收获，小心地洗净，去除叶片、根上的砂粒泥土，放入烘箱烘干24h后，分成地上部和根部，进行称重。4.4 分析数据，撰写报告记录描述不同时间、不同处理的作物幼苗个体叶片数、存活率，以及八周内的生物量积累情况。实验七、环境污染对植物生长的影响一、目的通过阅读文献材料，学习研究型实验设计、结果表达和分析的方法。掌握通过记录和测定植物的生理和生长情况，如存活率、形态特征、生理指标，评价环境问题（以咸潮为例）对生态系统生物个体的影响。二、原理河口区域生境中，水分作为最重要的环境因子之一，影响着植物在该区域的生长和分布。近年来各种环境退化状况日益突出，其中凤眼莲 (Eichhornia crassipes)（又名水浮莲、水葫芦）对内陆水体的生态入侵，以及河口区域咸潮频发等是环境退化的问题之一。种群数量庞大的凤眼莲在通过河道输送至入海口的过程中会逐渐腐烂和分解，这是因为自淡水至盐水区域，水体的盐度逐渐增加的缘故。此外，伴随着海平面上升的全球变化问题，生长在三角洲区域的生物受到了一定的影响。河口区域水体的盐度是影响植物生长和分布的主要因素。随着水体以及土壤可溶性盐分的增加，土壤溶液和水体的渗透压亦随之下降，当超出植物细胞膜的承受范围，细胞内的溶液即会流向水势更低的高浓度溶液，最后细胞脱水死亡。此时，植物细胞的主要渗出液大部分来自于液泡。本实验将模拟珠江口水域不同水体的盐度对凤眼莲进行短期栽培试验，通过观察凤眼莲的生长和存活状况，并测定试验溶液中电导率的增加程度，即可评价不同盐分浓度处理对凤眼莲入侵扩散的影响程度。三、材料与仪器实验材料：同学们自行前往实验中心周边的河道（如格致园马路对面校车候车站旁）捞取生长正常、长势和形态一致的凤眼莲。于试验课2天前打捞冲洗，备用。仪器：塑料盆（桶）4个/组、电导率仪、真空泵、打孔器、电炉、水浴锅、直尺、盐度计、比色管（25 mL）、烧杯、标签纸、记号笔等。试剂：去离子水，海盐。四、实验步骤4.1试验设计根据表1的5个测站盐度值等级，每组设计3个盐度梯度和1个对照梯度的试验体系。表1 1998年珠江口地区五个站位海域的水体盐度站位丰水期平水期枯水期T1龙穴岛0.1015.37510.459T2内伶仃岛6.27922.81927.668T3大濠岛23.33829.78230.847T4三角山岛16.47424.35626.861T5大铲岛5.48824.27128.918注：数据源自贾后磊, 谢健, 吴桑云, 何桂芳. 近年来珠江口盐度时空变化特征. 海洋湖沼通报, 2011, (2), 142-146.洗净凤眼莲植株，去掉枯死的叶片和分枝，并对同一水桶内的3株重复处理植株作标记（注意标记中途不得脱落，否则试验视为失败）。4.2 观察记录一周内，每天对凤眼莲植株的生长状况进行观察，包括叶片数量、死亡率等，每天每个处理需拍照记录1张。每天按照各组设定的盐度梯度值，对凤眼莲进行浇灌。4.3 细胞膜透性的测试取样与浸泡：取新鲜叶片用自来水冲洗后再用蒸馏水冲洗干净，用滤纸吸净表面水分。避开主脉用直径0.5cm 的打孔器（切口洁净）打取小圆片十片放入25 mL比色管内，定容到25mL，将所有样品放入真空干燥器中，反复抽气放气2~4次后，真空渗入10 min，再浸