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25ml

0.45mol/L：吸母液22.5ml+水27.5ml

0.40mol/L：吸母液20.0ml+水30.0ml

0.35mol/L：吸母液17.5ml+水32.5ml

0.30mol/L：吸母液15.0ml+水35.0ml

0.25mol/L：吸母液12.5ml+水37.5ml

0.20mol/L：吸母液10.0ml+水40.0ml

0.15mol/L：吸母液7.5ml+水42.5ml

0.10mol/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 =-ϕ

s 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？