实验二 植物组织水势和细胞渗透势的测定

实验二植物组织水势和细胞渗透势的测定

项目一植物组织水势的测定

一、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）（water potential）。

ψw＝ψπ＝－P＝－CRT（大气压）

二、材料、仪器设备及试剂

（一）材料：小白菜、菠菜或其它作物叶片

（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、0.30 mol/L蔗糖溶液；2. 甲烯蓝粉末。

三、实验步骤

（一）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4 mL（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0.05～0.30 mol/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。

（二）取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片。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。

（三）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。

四、结果计算

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.mol/L-1.K-1），T＝绝对温度，i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60），1大气压＝1.013 bar ＝0.1MPa。

五、思考题

小液流法测定植物组织水势的原理如何？

项目二植物细胞渗透势的测定

一、原理：

植物细胞的渗透势（osmotic potenial）主要取决于液泡的溶质浓度，因此又称溶质势（solute potenial）。渗透势与植物的水分代谢、生长及抗性等关系密切。在生活细胞和外界溶液构成的渗透体系中，水分总是从高水势一方流向低水势一方。将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，经过一段时间以后，有的细胞吸收水分，细胞膨胀；有的失去水分，细胞发生质壁分离。如果在某一溶液中细胞脱水达到平衡时刚好细胞处在初始质壁分离状态，此时细胞内的压力势等于零，外界溶液的渗透势等于细胞渗透势，故此外界溶液称为该组织的等渗溶液，其浓度称之为该组织的等渗浓度。根据公式即可计算出该组织细胞液的渗透势。在实际测定时，由于临界质壁分离状态难以在显微镜下直接观察到，所以一般均以细胞初始质壁分离状态作为判断组织等渗浓度的标准。如果细胞质壁分离较为明显，可根据引起质壁分离的溶液浓度与相邻的不引起质壁分离的溶液浓度，取其平均值，求出组织等渗浓度，并计算出溶液的渗透势，即为该组织细胞的渗透势。

二、材料与设备：

1.植物材料：洋葱鳞茎或其它植物叶片。

2.设备：显微镜1台、培养皿7套；滴管；载玻片、盖玻片各5片；镊子1把；单面刀1片。

3.试剂：1.00 mol/L蔗糖溶液，0.03%中性红溶液.

三、实验步骤：

1. 以1.00 mol/L蔗糖溶液为母液,依照公式C1V1=C2V2配制0.30、0.40、0.50、0.60、0.70 mol/L蔗糖溶液各10 mL于干燥清洁的小培养皿内备用。注意盖上培养皿盖，防止蒸发浓缩。

2. 用刀片在洋葱鳞茎内表皮上划出边长为5mm的小方格，用镊子剥取内表皮数块浸入盛有0.03%中性红溶液的小培养皿内，染色3min，取出后放入盛有自来水的小培养皿内冲洗中性红在细胞间隙、细胞壁等上面的浮色，用滤纸吸干内表皮上的多余水分。

3.在盛有不同浓度蔗糖溶液的培养皿内分别放入染过色、漂洗后的内表皮数块。20—30min后，从高浓度的蔗糖溶液中取出内表皮小块，依次开始镜检，绘图记录质壁分离情况，求出组织细胞的等渗溶液浓度。

四、结果计算：

由所得到的组织细胞的等渗浓度和测定的室温，用下式计算植物细胞的渗透势。

Ψs= -iCRT×1.013×0.1（MPa）

ΨS：为细胞渗透势，以MPa表示。i ：为溶液的等渗系数（蔗糖溶液的i=1）。

C：等渗溶液的浓度（mol/L）。T：为绝对温度，T=（273+t℃）K，t为实验时的室温。

R：为气体常数，R=0.008314（L·MPa/mol·k）

五、思考题

质壁分离法除了用于细胞渗透势测定外还有什么用处？