实验植物组织渗透势的测定质壁分离法

实验1 植物组织渗透势的测定（质壁分离法）一、实验目的观察植物组织在不同浓度溶液中细胞质壁分离的产生过程及其用于测定植物组织渗透势的方法。

二、实验原理当植物组织细胞内的汁液与其周围的某种溶液处于渗透平衡状态，植物细胞内的压力势为零时，细胞汁液的渗透势就等于该溶液的渗透势。

该溶液的浓度称为等渗浓度。

当用一系列梯度浓度溶液观察细胞质壁分离现象时，细胞的等渗浓度将介于刚刚引起初始质壁分离的浓度和尚不能引起质壁分离的浓度之间的溶液浓度。

代入公式即可计算出渗透势。

三、实验仪器、试剂、材料等显微镜；载玻片及盖玻片；镊子；刀片配成0.5—0.1mol/L梯度浓度的蔗糖溶液各50ml。

称34.23g蔗糖用蒸馏水配成100ml，其浓度为1m0le/L（母液）。

再配制成下列各种浓度：0.50mol/L：吸母液25ml+水25ml0.45mol/L：吸母液22.5ml+水27.5ml0.40mol/L：吸母液20.0ml+水30.0ml0.35mol/L：吸母液17.5ml+水32.5ml0.30mol/L：吸母液15.0ml+水35.0ml0.25mol/L：吸母液12.5ml+水37.5ml0.20mol/L：吸母液10.0ml+水40.0ml0.15mol/L：吸母液7.5ml+水42.5ml0.10mol/L：吸母液5.0ml+水45.0ml四、实验方法将带有色素的植物组织（叶片），一般选用有色素的洋葱鳞片的外表皮、紫鸭跖草、苔藓、红甘蓝或黑藻、丝状藻等水生植物，也可用蚕豆、玉米、小麦等作物叶的表皮。

撕取下表皮，迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中，使其完全浸入，5—10分钟后，从0.5mol/L开始依次取出表皮薄片放在滴有同样溶液的载玻片上，盖上盖玻片，于低倍显微镜下观察，如果所有细胞都产生质壁分离的现象，则取低浓度溶液中的制片作同样观察，并记录质壁分离的相对程度。

实验中必须确定一个引起半数以上细胞原生质刚刚从细胞壁的角隅上分离的浓度，和不引起质壁分离的最高浓度。

在找到上述浓度极限时，用新的溶液和新鲜的叶片重复进行几次，直至有把握确定为止。

在此条件下，细胞的渗透势与两个极限溶液浓度之平均值的渗透势相等。

将结果记录下表。

测出引起质壁分离刚开始的蔗糖溶液最低浓度和不能引起质壁分离的最高浓度平均值之后，可按下列公式计算在常压下该组织细胞质液的渗透势。

RTiC s =-ϕs ϕ-为细胞渗透势。

R 为气体常数=0.083×105/L·Pа/mol·K。

T 为绝对温度，单位K ，即273℃+t ，t 为实验湿度。

I 为解离系数，蔗糖为1。

C 为等渗溶液的浓度，单位为mol/L 。

则：s ϕ-=0.083×105×(273℃+t )×1×C五、实验作业：1、 叙述细胞渗透作用的原理。

2、 测定并计算不同植物组织的渗透势。

实验2 植物组织水势的测定（小液流法）一、实验目的了解植物组织中水分状况的另一种表示方法及用于测定的方法和它们的优缺点。

二、实验原理将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。

因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）（waterpotential）。

ψw＝ψπ＝－P＝－CRT（大气压）三、实验仪器、试剂、材料等（一）材料：小白菜或其它作物叶片（二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.镊子；4.打孔器5.培养皿。

（三）试剂：1.0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液；2.甲烯蓝粉末。

四、实验方法1、取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L 蔗糖溶液约4ml（约为青霉素瓶的2／3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液1ml和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶加标签注明浓度。

2、取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。

用镊子分别夹入5～8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。

盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。

放置约30～60min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。

3、经一定时间后，用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量液流，观察蓝色液流的升降动向。

（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。

如此方法检查各瓶中液流的升降动向。

若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水）；表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势；如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势，若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势，此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度4、将求得的等渗浓度值代入如下公式：ψw＝ψπ＝－CRTi×1.013×0.1。

式中：ψw＝植物组织的水势（单位：Mpa）ψπ＝溶液的渗透势C＝等渗浓度（mol/L）R＝气体常数（0.008314MPa/L/mol/K）T＝绝对温度i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）1大气压＝1.013＝0.1MPa。

五、实验作业用小液流法测定植物组织的水势与用质壁分离法测定植物细胞的渗透势都是以外界溶液的浓度算出的溶质势，它们之间的区别何在？实验3 蒸腾速率的测定（快速称重法）一、实验目的学会用快速称重法测定植物的蒸腾速率，加深对植物水分代谢的认识。

二、实验原理植物蒸腾失水，重量减轻。

因此，用称重法测得一定面积或一定重量的蒸腾器官在一定时间里的失水量，即可测得其蒸腾速率。

三、实验仪器、试剂、材料等精度为10mg 的扭力天平1架；枝剪1把；剪刀1把；铅笔1支；线1根；坐标方格纸1张；标签1个；尺子1把；各种树木的带叶枝条。

四、实验方法1、将扭力天平放在被测树木附近的平稳处，调平，然后在被测植株上选一重约10g 左右且有代表性的枝条，在其基部挂上标签，并缚一细线。

在绑线处上方1~2cm 处将、枝条剪下，立即称重（记为W 1，精确至0.001g ），并在读数时准确计时（t 1）。

2、迅速将枝条用线悬挂原处，使其在原环境中蒸腾，约15min 后，取下枝条，第二次称重（记为W 2，精确至0.001g ），并准确计时（t 2）。

两次所称重量只差即是这段时间内枝条蒸腾部位的鲜重。

3、求算叶面积或蒸腾部位的鲜重。

（1）用称纸法求算叶面积 用尺量出坐标纸边长，算出全纸面积，称出全纸重，精度同上。

摘下叶子，平摊在坐标纸上，在坐标纸上用铅笔绘出叶子轮廓，剪下叶形，称重，精度同上。

按下式计算叶面积（S ）：S(cm 2)＝剪下的叶形纸重（g ）×）全纸重（）全纸面积（g cm 2（2）求算蒸腾部位的鲜重 剪下枝条上的叶片和嫩梢，称枝重（W 3），精度同上，W 1减去W 3即为蒸腾部分的鲜重：蒸腾部位的鲜重=W 1-W 24、计算蒸腾速率。

蒸腾速率［g ／（m 2·h 1）］＝)(min)()(6010000))((12221t t cm S 　g W W -⨯⨯⨯- 或：蒸腾速率［mg ／(g·min)］＝)(min)())(())((122131t t g W W mg W W -⨯--五、实验作业计算所测植物的蒸腾强度。

实验4 单盐毒害及离子间拮抗现象一、实验目的通过简单试验说明培养液中各种离子平衡（各种离子及其浓度）的重要性。

二、实验原理离子间的拮抗现象的本质是复杂的，它可能反映不同离子对原生质亲水胶粒的稳定度、原生质膜的透性，以及对各类酶活性调节等方面的相互制约作用，从而维持机体的正常生理状态。

三、实验仪器、试剂、材料等烧杯；纱布；石蜡；0.12mol/L KCl；0.06mol/L CaCl2；0.12mol/L NaCl（所用药品均需用AR）四、实验方法实验前3—4天选择饱满的小麦种子100粒浸种，在室温下萌发，待根长1cm 时即可用作材料。

取4个小烧杯，依次分别倒人不列盐溶液：（1）0.12mol／L KCI（2）0.06 mol／L CaCl2（3）0.12 mol／L NaCI（4）0.12 mol／L NaCl 100 ml＋0.06 mol／L CaCl2 1 ml十0.12mol／L KCl 2.2 ml小烧杯用涂石蜡的纱布盖上。

挑选大小相等及根系发育一致的小麦幼苗10株或20株，小心种植在纱布盖的孔眼里，使根系接触到溶液，在室温下培育2—3星期后，即可看出在单盐溶液中，小麦幼苗生长，特别是它们的根部出现畸形。

五、实验作业比较小麦在不同盐溶液中的生长情况并加以解释。

实验5 叶绿体色素的提取和分离（纸层析法）一、实验目的了解叶绿体色素提取分离的原理以及它们在光合作用中的意义。

二、实验原理叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要由叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。

从植物叶片中提取和分离色素是对其认识和了解的前提。

利用叶绿体色素能溶于有机溶剂的特性，可用丙酮提取。

分离色素的方法有多种，纸层析是其中最简便的一种。

当溶剂不断地从层析滤纸上流过时，由于混合物中各成分在两相（即流动相和固定相）间具有不同的分配系数，它们的移动速度不同，使样品中的混合物得到分离。

三、实验仪器、试剂、材料等大试管台天平研钵量筒烧怀漏斗软木层新华滤纸丙酮四氯化碳无水硫酸钠碳酸钙石英砂四、实验方法1、称取新鲜叶子2 g，放入研钵中加丙酮5ml，少许碳酸钙和石英砂，研磨成匀浆，再加丙酮5 ml，然后以漏斗过滤之，即为色素提取液。

2、取准备好的滤纸条（2×2 cm），将其一端剪去两侧，中间留一长约1.5cm，宽约0.5cm的窄条。

3、用毛细管取叶绿素溶液点于窄条的上方，注意一次所点溶液不可过多。

如色素过淡，用电吹风吹干后再点1一2次。

4、在大试管中加入四氯化碳3—5ml及少许无水硫酸钠。

然后将滤纸条固定于软木塞上，插入试管内，使窄端浸入溶剂中（色素点要略高于液面，滤纸条边缘不可碰图到试管壁），盖紧软木塞，直立于阴暗处进行层析。

5、经过0.5一1小时后，观察分离后色素带的分布。

最上端橙黄色为胡萝卜素，其次黄色为叶黄素，再下面蓝绿色为叶绿素a，最后的黄绿色为叶绿素b。

五、实验作业提取叶绿素时为什么要加少量的碳酸钙，加多了会出现什么问题？实验6 光合速率的测定（改良半叶法）一、实验目的光合速率是一项重要的生理指标，对研究植物的生命活动、分析环境条件与植物生长发育一级产量的关系，均具有重要的意义。