植物生理学实验

一．植物组织水势的测定（小液流法）

【器材与试剂】

1.实验仪器试管，移液管，长弯针头，直径0.5cm打孔器，镊子。

2.实验试剂 1.00mol/L蔗糖溶液（342.3g/L）,10%甲烯蓝（用水配制）。

3.实验材料菠菜叶片

【实验步骤】

1.用1mol/L蔗糖母液配制一系列不同浓度的蔗糖溶液（0.2，0.3，0.4，0.5，

0.8mol/L）各10mL，注入5支编号号的试管中，各管都加上塞子，按标

号顺序在试管架上排成一列，作为对照组。

将原液稀释10倍配10mL

吸原液 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 8 mL

加水 8 mL 7 mL 6 mL 5 mL 2 mL

2.另取5支试管或青霉素小瓶，对应于对照组各管编号，作为试验组。然后

从对照组的各管中分别取4mL溶液移入相同编号的试验组试管或青霉素小瓶中，并都加上塞子。

3.菠菜洗净，用打孔器在叶片中部靠近主脉附近打取页原片，随机取样，向

试验组的每一试管或青霉素小瓶中放入相等数目（10片）的叶圆片，加塞，放置30min，每十分钟摇动一次，每次30秒钟。

4.用点样针头蘸一下10%甲烯蓝溶液（如有条件的话，用微量移液器吸取1

μL）加入每一试管或青霉素小瓶中，。震荡，此时溶液呈蓝色。

5.用5支自制长弯针头，从试验组的各管中一次吸取着色的液体少许，吸取

溶液量应相等，赶走溶液中气泡，如针头有液珠必须擦干，然后伸入对照组同样浓度溶液的中部，缓慢从针头尖端横向放出一滴蓝色溶液，轻轻取

出滴管。

6.观察蓝色液滴的移动方向，如果蓝色液滴向上移动，说明比重小，原组织

细胞失水，溶液从叶片细胞中吸出水分而被冲淡，密度比原来小了外液失

水变浓，比重大；如果液滴向下移动，则说明叶片细胞从溶液中吸了水，溶液密度变大，外液失水变稀，比重小；如果液滴不动，则说明叶片与溶

液的水分交换平衡，即叶片的水势与此种浓度的溶液的渗透式相等。

7.记录液温。色滴不动的相应温度。

8.书写实验报告。

1Pa=1牛顿·米-2（N·m-2）

1MPa=106帕（Pa）=10巴（bar）

1bar=105Pa

1bar=0.987大气压

1大气压=1.013 bar

1MPa=9.87大气压（atm）

1 bar=0.1 MPa

1 MPa=103KPa

衬质是Ψm是细胞的胶体物质、纤维素、毛细管

溶质势Ψs或称渗透势（Ψπ）均为负值

压力势Ψp细胞对原生质产生的压力一般为正

P=iCRT（以bar表示） P为渗透压

Ψs=-P Ψs=-iCRT R：表示气体常数0.083L·bar/M -Ψ：绝对温度 273℃+t

i：解离常数（蔗糖为1）

R=8.3144×107尔格（克分子·度）

=0.8205大气压·升（克分子·度）

=1.987卡（克分子·度）

=8484克·米（千克分子·度）

R=0.082大气压·升（克分子·度）

P=iCRT

=1×0.3×0.082×（273+19）

=0.3×0.082×292

=7.1832大气压

1Pa=7.1832×1.013（bar）×105（Pa）

=727658.16

1Mpa=0.72765816

7.1832÷9.87=0.7277811（MPa）

P=-RtiC

即：0.083 bar×（273℃+19℃）×1×0.3 =0.083×292×0.3

=0.72708（bar）

因为1 bar=105Pa

Pa=1 bar/105=0.72708×105=72708

MPa=106Pa=72708÷106=0.72708

P=-0.72708MPa

二．钾离子对气孔开度的影响

【实验原理】

保卫细胞的渗透系统可由钾离子所调节，无论是环式或非环式光合磷酸化，都可以形成ATP。ATP不断供给保卫细胞原生质膜上的钾-氢离子交换泵做功，支持保卫细胞逆着离子浓度差而从周围表皮细胞吸收钾离子，降低保卫细胞透势从而使气孔张开。

钾离子泵学说认为：

光照下由光合作用启动钾离子进入保卫细胞，保卫细胞的水势降低，便从邻近细胞吸水膨胀。由于保卫细胞的特殊结构使气孔张开，黑暗中光合作用停止，钾离子从保卫细胞中渗出，保卫细胞的水势上升，水向外流，保卫细胞收缩，使气孔关闭，即钾离子进入或输出保卫细胞是气孔开放或关闭的原因。

气孔的分布：

植物体上部叶的气孔较下部的多，叶尖端和中脉部分的气孔较叶基部和叶缘的多。一般下表皮较多，旱金莲，苹果限于下表皮；莲，睡莲仅限于上表皮。

【器材与试剂】

1.实验仪器人工气候箱，显微镜，目镜测微尺，烧杯，镊子，载玻片，

盖玻片。

2.实验试剂 0.05mol/L KNO

3（秤取5.06g KNO

3

，加蒸馏水溶解，稀释成

1000mL），0.05mol/L NaNO

3（秤取4.25g NaNO

3

，加蒸馏水溶解，稀释

成1000mL）,1×10-3mol/L ATP二钠盐母液（秤取27.6mg ATP，加蒸馏水溶解，稀释成50mL，用上述母液再配制1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液），1×10-13mol/L ATP+0.05mol/L KNO

3

（秤取5.06g硝酸钾加水溶解后，加入1mL 1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液，再稀释成1000mL），1

×10-13mol/L ATP+0.05mol/L NaNO

3（秤取4.25g NaNO

3

加水溶解后，加

入1mL 1×10-10mol/L ATP二钠盐溶液，再稀释成1000mL）。

3.实验材料盆栽紫鸭趾草于室温暗培养48h后镜检，如绝大多数气孔处

于关闭状态时，即可用于实验。