研究课题开题报告
植物根中具有发芽抑制功能的他感化合物探索
北京大学附属中学高一·一班
曲芳菲
2004年11月30日
选题背景及研究意义:
发现、创制和应用天然除草剂对于维护生态平衡、保护环境等具有重大意义.
近年来,由于化学除草剂的大量使用,导致生态平衡破坏和环境污染日益加剧.
自然条件下,植物间的光、水、营养等存在着激烈竞争.某些植物通过向环境中释放某些化合物影响周围其它植物的生长和发育(他感作用).具有他感作用的物质称为他感化合物.观察发现在豚草和野艾群落中,很少混有其它杂草.预示着这两种植物的根部可能含有并释放出具有抑制其它杂草种子发芽作用的他感化合物.
研究目的:
1. 寻找植物根中所含的具有抑制种子发芽功能的他感化合物.
2. 评价这些他感化合物对种子发芽和幼根生长抑制作用的强弱.
3. 探索他感化合物的适宜使用浓度.
研究的技术路线:
1. 提取植物根中具有抑制种子发芽功能的他感化合物.
2. 观察萝卜籽和燕麦种子在浸有上述他感化合物滤纸上 的发芽状况,测量根长.
3. 考察植物根中所含他感化合物对种子发芽和幼根生长 抑制作用的有无及其作用强度.
实验材料:
以豚草和野艾根为试验材料,寻找他感化合物.
豚草
野艾
以萝卜籽和燕麦种子为受体材料,鉴定他感化合物对种子发芽和幼根生长抑制作用的有无及作用强度.
研究方法:
3. 将蒸发干燥后的根部提取物用蒸馏水溶解后(1g/ml ),加入 等量的醋酸乙酯有机溶剂,用分液漏斗进行萃取分离.经 无水Na2SO4脱水后,在真空干燥器中进行减压浓缩、干燥.
样品洗净、磨碎后,在5 ℃黑暗条件下用甲醇浸泡2天, 提取可能存在的他感化合物.
2. 将上述提取液过滤后,在真空干燥器中进行减压浓缩、干燥.
他感化合物提取:
根部提取物原液
HCl (0.5M), 调至pH3.0
乙酸乙酯
水层
乙酸乙酯层
NaHCO3 (0.5M)
乙酸乙酯层
NaHCO3 层NaOH (0.5M)
乙醚
乙醚层
(酸性部分)
乙酸乙酯层
HCl (0.5M),调至pH3.0
乙醚
乙醚层
(酚溶部分)
HCl洗净
乙酸乙酯层
(中性部分)
无水Na2SO4脱水
真空干燥
NaOH 层
真空干燥
HCl (0.5M),调至pH3.0
真空干燥
无水Na2SO4脱水
无水Na2SO4脱水
H2O洗净
发根实验:
直接发根试验:
将浸有蒸馏水的滤纸放到培养皿中,将切成1cm长豚草和野艾根摆放在滤纸上,然后每皿分别播种50粒萝卜籽或燕麦种子.20 ℃黑暗条件下发芽.设置空白对照.
将根洗净后,1g根加10ml纯水磨碎制成水提取物原液.将原液分别稀释成10倍和100倍.取5ml上述各种浓度的提取液浸湿滤纸,按上述方法和条件令萝卜籽和燕麦种子发芽.
水提取物发根试验:
甲醇提取物原液发芽试验:
将根部甲醇提取物用纯水溶解成1g/ml和1g/10ml浓度.按上述方法和条件进行萝卜籽和燕麦种子发芽试验.
有机溶剂分离后提取物发芽试验:
将前述经过各种分离方法所获得的根部提取物用纯水溶解成1g/ml和1g/10ml浓度.按上述方法和条件进行萝卜籽和燕麦种子发芽试验.
他感化合物的发芽抑制作用调查:
1. 每天测量幼根长度,计算50条根的平均长度.
2. 通过与空白对照对比,确定各种根部提取物的 发芽抑制作用的有无.
3. 对比不同浓度的根部提取物上的发芽种子数量 和生长状况鉴定各种根部提取物的发芽抑制作 用的强弱.
预期成果:
1. 找出根部所含有的具有发芽抑制作用的他感化合物.
2. 鉴定出根部所含他感化合物的发芽抑制作用强度.
3. 确定他感化合物的最低发芽抑制浓度.
研究成果表达形式:
以文字形式写出研究报告.
致谢:
感谢北京大学附属中学提供这种创新研究机会.
期待着各位老师的指导和同学们的帮助,先致谢忱.
参考文献:
孔垂华 徐效华(2003)有机物的分离与结构鉴定,化学工业出版社
肖进中(1998)植物的他感作用与农业生产,生物学教学》1998年第11期
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