【实验拓展】
实验拓展光照期和黑暗期在诱导植物开花中的作用
多数植物是依据黑暗期的绝对长度来作出开花反应的。所谓长日照植物实际上是它们的黑暗期不能超过其临界值；而所谓短日照植物实际上是说它们的黑暗期必须超过某临界值。然而，黑暗期的相对长度不是光周期现象中的决定因子。如果用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期成花诱导；旦如果通过插入短时间的光照来中断黑暗期，则使短日照植物不能开花而继续营养生长，却诱导了长日照植物开花。
本实验的拓展方向为研究光照期和黑暗期在植物光周期诱导中的地位和作用。具体来说，就是在光照期中插入一个短暂的黑暗期，以打断光照期；或在黑暗期中插入一个短暂的光照期，以打断黑暗期，从而观察和了解黑暗期和光照期在诱导植物开花中的作用。此外，以相同的光照期/黑暗期比例，设置不同的光周期模式，从而初步了解黑暗期、光照期的绝对长度和相对长度对植物开花的重要性。
{实验材料的选择}
选择长出五六片叶的苍耳幼苗。
{供参考的实验流程}
1.实验处理
（1）间断白昼，即在短光照基础上每天中午12时至下午2时移入暗室（或用黑布罩住）间断白昼2h；
（2）间断黑夜，在短光照基础上，在夜间增加1h光照；
（3）在暗室内给予8/16的光周期；
（4）在暗室内给予4/8的光周期。
2.处理1~2个周期后，采用自然光培养，观察并记录蕾期。
{实际应用}
利用光周期控制观赏植物的开花时间。
实验3.3不同生态系统中土壤有机质含量的测定
【实验目的】
1.理解土壤在生态系统中的重要作用及土壤有机质对土壤生物的影响程度。
2.了解土壤有机质含量测定的基本原理，掌握测定方法。
【实验原理】
土壤有机质是土壤中各种形态有机化合物的总称。它包括土壤中未分解和半分解的各种动植物残体、微生物代谢产物及其分解与合成的各种有机形态（腐殖质）三类物质。土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。土壤有机质直接影响土壤的耐肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况和温度等，因此，土壤有机质是鉴别土壤肥力的重要标志。土壤有机质含量是指单位体积土壤中含有的各种动植物残体、微生物代谢产物及其分解合成的有机物质的数量，一般以有机质占干土重的百分数表示。
目前，土壤有机质含量的测定常使用重铬酸钾容量法。其原理是在加热并有硫酸存在的条件下，用过量的重铬酸钾溶液氧化土壤中的有机碳，多余的重铬酸钾用标准的硫酸亚铁溶液进行滴定，根据消耗掉的重铬酸钾的量来间接计算土壤中有机碳的含量，进而根据土壤中有机质与有机碳的比例（即换算因数）计算土壤中有机质的含量。目前，我国多采用Van Benmmelen换算因数计算土壤中有机质的含量，即土壤有机质中平均含碳量占58%，所以用有机碳的分析结果乘以1.724即换算成土壤有机质的含量。此外，采用重铬酸钾法并不能完全氧化土壤中的有机化合物，因此需要用一个校正系数来校正未反应的有机碳的含量，一般认为该方法所氧化的有机碳仅为实际含量的90%，即校正系数为1.1。该方法具体反应过程如下：
氧化反应2K?Cr?O?+8H?SO?+3C2Cr?（SO?）?+2K?SO?+3CO?+8H?O
滴定反应K?Cr?O?+6FeSO?+7H?SO?Cr?（SO?）?+3Fe?（SO?）?+K?SO?+7H?O
在滴定的过程中，使用邻啡罗啉氧化还原指示剂来指示滴定终点。邻啡罗啉指示剂变色的氧化还原标准电位为1.14V，要求浓度为4~6mol·L+1。在反应过程中，邻啡罗啉分子可与亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物[Fe（C?? H?N?）3]?+，当遇到强氧化剂时，则变为淡蓝色的正铁络合物[Fe（C?? H? N?）?]。在整个反应过程中溶液颜色的变化表现为：滴定开始以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中出现了Cr?+的绿色，与正铁络合物的淡蓝色混合，溶液呈现蓝绿色，当过量的重铬酸钾强氧化剂消耗完毕，标准硫酸亚铁过量半滴，溶液呈现亚铁络合物的棕红色，表示已到滴定终点。
【实验仪器和材料】
1.仪器和设备
分析天平、硬制试管（18~80mm）、油浴锅、铁丝笼、温度计（0~200°C）、电炉、滴定管、5mL移液管、漏斗、三角瓶、量筒、草纸或卫生纸等。
2.材料
（1）0.1333mol·L+1重铬酸钾溶液：称取经过130°C烘3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g，溶解于400mL蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后加蒸馏水定容到1000mL，摇勾备用。
（2）0.2mol·L-1硫酸亚铁或硫酸亚铁铵溶液：称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mobL+1硫酸1.5mL，再加蒸馏水定容到1000mL备用。
（3）硫酸亚铁溶液的标定：准确吸取3份0.1333mol·L+1重铬酸钾标准溶液各5.0mL于250mL三角瓶中，各加5mL 6mol·L_1硫酸溶液和15mL蒸馏水，再加入邻啡罗啉指示剂3~5滴，摇匀，然后用0.2mob L4硫酸亚铁溶液滴定至棕红色为止，其浓度为c=6*0.1333*5.0/V
式中，c为硫酸亚铁溶液的摩尔浓度，mol·L-1为用去的硫酸亚铁溶液的体积，mL；6为6mol硫酸亚铁与1mol铬酸钾完全反应的摩尔系数比值。
（4）邻啡罗啉指示剂：称取化学纯硫酸亚铁0.695g和分析纯邻啡罗啉1.485g溶于100mL蒸馏水中，贮于棕色瓶中备用。
（5）石蜡（固体）或磷酸或植物油2.5kg。
（6）6mol·L-1硫酸溶液：在2体积水中加入1体积硫酸。
（7）浓硫酸：化学纯，密度为1.84*10?kg.m-3。
【操作建议】
1.采集不同类型生态系统（如森林生态系统、农田生态系统、城市生态系统等，根据情况自行选择两三种；或在某山地的阴坡和阳坡分别选取坡谷、坡麓、坡中、坡顶4个生境）的土壤样品，准确称取通过60号筛的风干土样0.1~0.5g（称取的量依据有机质含量而定），放入干燥的硬制试管中，用移液管准确加入0.1333mol·L-1重铬酸钾溶液5mL，再用量筒加入浓硫酸5mL，小心摇匀。
2.在试管上加一小漏斗，将试管插入铁丝笼内，放入预先加热至185~190°C的油浴锅内，此时将温度控制在170~180°C，自试管内大量出现气泡开始计时，保持溶液沸腾5min，取出铁丝笼，待试管稍冷却后，用草纸擦净试管外部油液，放凉。
3·经冷却后，将试管内溶物洗入250mL的三角瓶中，使溶液的总体积达60~80mL，加入邻啡罗啉指示剂3~5滴，摇匀。
4.用标准的硫酸亚铁溶液滴定，溶液颜色由橙红（或黄绿）经绿色突变到棕红色即为终点，数据记录在表。
5.在滴定样品的同时，必须做两个空白实验，取其平均值，空白实验用石英砂或灼烧的土代替土样，其余步骤同上。
6.有机质含量计算
P=c（V?-V）*0.003*1.724*1，1/m
式中，P为有机质含量，g/kg；c为标准硫酸亚铁的摩尔浓度，mol·L-1；V。为空白实验消耗的硫酸亚铁溶液的体积，mL；V为待测土样消耗的硫酸亚铁溶液的体积，mL；m为烘干土重，g；0.003为0.25mmol碳的克数；1.172为由土壤有机碳换算成有机质的换算系数；1.1为校正系数（用此法氧化率为90%）。
【实验注意事项】
1.注意硫酸具有强腐蚀性。
2·土壤采集需具代表性。对于每个生态系统或生境的土壤，取三四个50cm*50cm的样方，每个样方分4层（可根据具体情况设定）：0~5cm、5~10cm、10~15cm和15~20cm。
【实验拓展】
实验拓展土壤有机质含量与土壤动物间的相互作用在土壤生态系统中，土壤的理化性质（如有机质含量等）能够影响土壤动物的种类、丰度和分布等；反之，土壤动物能够改变或改善土壤的理化性质：两者是相互作用和相互影响的。
随着农业的大力发展和土地资源的城市化，土壤的结构和组成发生了不同程度的变化。例如，土壤动物与农业耕作制度及管理方式密切相关，农业耕作或施肥在改变了土壤某些理化性质的同时，也改变了土壤动物生存的环境，导致土壤动物种类的复杂程度和总数量减少。土壤动物区系和土壤动物多样性的研究也已经成为土壤生态学研究的热点和前沿。
本实验的拓展方向为研究土壤有机质含量对土壤动物的生物多样性或对某种土壤动物的种群密度的影响，同时也涉及某种或多种土壤动物的接种对土壤有机质含量的影响。
{实验材料的选择}
可从农田或其他生态系统的土壤内捕捉的某种大型土壤动物，如蚯蚓等。
{供参考的实验流程}
1.土壤有机质含量对土壤动物的生物多样性和种群分布的影响
（1）采集某种生态系统或不同生态系统的土壤，采集方法参考上述“不同生态系统中土壤有机质含量的测定”的内容。
（2）分离特定土层内的土壤动物，计算土壤动物的生物多样性，以及某种土壤动物的种群密度和年龄结构。
（3）测定特定土层的有机质含量。
（4）统计各土层有机质含量或不同生态系统土壤有机质含量对土壤动物的多样性和分布的影响，以及对某种土壤动物的种群密度、分布特征和年龄结构的影响。
2.某种或多种土壤动物对土壤有机质含量的影响
（1）将采集到的土壤置于花盆或其他透气性较好的容器内，共分4个处理组，每组含3个平行组（3盆土壤）。测定该土壤的初始有机质含量。
（2）4个实验处理：第1组为对照；第2组花盆内添加定量的面包片等有机物（可作为蚯蚓的食物）；第3组花盆内接种一定量的蚯蚓（50~200条/盆），但不添加食物；第4组花盆内接种蚯蚓并定量提供食物。根据环境温度和食物利用情况，确定处理时间。
（3）实验处理后土壤有机质的测定：如在室温（25°C）条件下，约1~2周（或隔周，或持续数周）后测定土壤有机质的含量。
（4）利用统计学软件比较接种蚯蚓或添加食物（外源有机物质）对土壤有机质含量的影响，分析这两种因素之间的交互作用。也对各处理组蚯蚓的数量和质量进行统计，分析种群动态与土壤有机质含量变化的关系。
{操作要点}
1.土壤的条件要适合蚯蚓生长。避开阳光直射，适时浇水，使土壤保持一定的湿度。
2.花盆或其他容器的容积适中，能防止蚯蚓外逃。单位重量土壤内蚯蚓的数量（或质量）需尽量一致。
3.蚯蚓喜食淀粉含量高的食物。
4.在测定土壤有机质含量前，应去除土表残留的食物，并将蚯蚓从土壤中挑出。
{实际应用}
利用土壤动物来改良土壤结构。
实验3.4重金属污染对植物叶绿素含量的影响
【实验目的】
1.了解重金属污染对叶绿素含量的影响。
2.掌握叶绿素含量的测定方法。
3.了解叶绿素含量在重金属胁迫条件下的变化趋势。
4.绘制重金属浓度与叶绿素含量的剂量效应曲线。
【实验原理】
高等植物叶绿素分叶绿素a和叶绿素b，其含量的高低是反映植物光合能力的一个重要指标。叶绿素含量的变化可以反映污染对植物光合作用的影响。
重金属污染是当今世界上备受重视的一类公害。一方面，当重金属离子进入植物体时，它一会抑制原叶绿素酸醋还原酶的活性，二会影响S-氨基-Y-酮戊酸的合成，而这两种物质又是叶片合成叶绿素所必需的酶和原料，从而使叶绿素含量下降；另一方面，重金属毒害会引起叶绿体在叶肉细胞中排列紊乱、细胞内膜结构破坏，这也会导致叶绿素含量降低。
【实验仪器和材料】
1.仪器和设备
培养皿、光照培养箱、电子天平、剪刀、研钵、滤纸、容量瓶、漏斗、分光光度计等。
2.材料
（1）植物种子：根据当地环境和实验条件选择合适的植物种子。本实验推荐用小麦种子。
（2）试剂：用去离子水配制Cd?+（硝酸铅）或Cr6+（重铬酸钾）的系列溶液（浓度分别为0、10、25、50、100mg·L-1）。
