植物生理学实验

实验名称：植物含水量的测定

实验目的：掌握测定植物组织的含水量的方法

实验原理：利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。后者更能表明它的生理意义。

实验材料与设备：

（一）材料：植物鲜组织。

（二）仪器设备：天平（感量1/1000g）；烘箱；干燥器；剪刀；搪瓷盘；塑料袋；纸袋；吸水纸等。

实验步骤：

⒈鲜重测定迅速剪取植物材料，装入已知重量的容器（或塑料袋）中，带入室内，用分析天平称取鲜重（FW）。

⒉干重测定提前把烘箱打开，温度升至100~105℃。把称过鲜重的植物材料装入纸袋中，放入烘箱内，100~105℃杀青10min，然后把烘箱的温度降到70~80℃左右，烘至恒重。取出纸袋和材料，放入干燥器中冷却至室温，称干重（DW）。

⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中，数小时后取出，用吸水纸吸干表面水分，立即称重；再次将材料放入水中浸泡一段时间后，再次取出，吸干表面水分，称鲜重，直到两次称重的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜重（SFW）。若事先已知达到水分饱和所用的时间，则可一次取得饱和鲜重的测量定值。

⒋取得以上数据后，按公式计算组织含水量、相对含水量。

思考题：

测定饱和含水量时，植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题？

实验名称：植物组织水势的测定（小液流法）

实验目的：学会用小液流法测定植物组织的水势

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）。

ψw＝ψπ＝－P＝－iCRT

实验材料与设备：

（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。

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。

（二）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。

（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。

将求得的等渗浓度值代入如下公式：

ψw＝ψπ＝－iCRT。

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（0.008314 MPa·L /mol/K）；T＝绝对温度；i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）。

思考题：在干旱地方生长的植物其水势较高还是较低？为什么？

实验名称：植物组织渗透势的测定

实验目的：学会用质壁分离法测定植物组织的渗透势

实验原理：植物细胞是一个渗透系统，若将植物细胞放在各种不同浓度的蔗糖溶液中时，由于细胞液的浓度与外界溶液的浓度（或水势）的差异。两者便会发生水分的交换。当细胞液的浓度高于外溶液的浓度（或者说ψs cell<ψs sol即ψw cell< ψw sol）时，细胞则吸水，使细胞处于紧张状态；当细胞液的浓度低于外溶液的浓度时，（或者说ψs cell>ψs sol即ψw cell>ψw sol）时，细胞液中的水分则往外渗透，严重时则引起质壁分离；当细胞液的浓度与外界溶液的浓度相等时，（或者说ψs cell= ψs sol即ψw cell=ψw sol）。细胞内外水分交换处于动态平衡。此时细胞既不紧张也不引起质壁分离，这时外溶液的浓度即为等渗浓度（即细胞内外ψs或ψw相等的浓度）。本实验是以细胞的初始质壁分离（即一视野中有半数细胞产生初始质壁分离）确定为等渗浓度。根据公式，即可计算出外溶液的ψs，即ψs= - iCRT

i:离解系数，蔗糖等于1;

c:等渗浓度；

R：气体常数，0.0083 MPa·L/mol·K；

T表示绝对温度，即273+t（实验时溶液的温度）

因为ψs sol=ψw sol,又因为细胞初始质壁分离时，ψp cell=0,即ψw cell= ψs cell,所以ψw cell(或ψs cell)= ψw sol( 或ψs sol).

实验材料与设备：大红花、洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、移液管（10ml）2支、培养皿、蔗糖溶液（1mol/L）

实验步骤：1．按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液（母液）分别配成0.1、0.2、0.3、0.5、0.6 mol/L蔗糖溶液各10ml。置于培养皿中，摇匀加盖。

2．撕取带有色素的植物组织（如花瓣、洋葱鳞片等）表皮，分别投入各种浓度的蔗糖液中，（每浓度约放5片），使其完全浸入。

3．20分钟之后依次取出表皮放在载玻片上，滴上同样浓度的溶液1滴，盖上盖玻片，在显微镜下观察细胞产生质壁分离的情况，确定等渗浓度C。

4．测量液温

5．根据公式ψs=-iCRT,计算出所测材料的ψw(ψs).

思考题：试比较洋葱和大红花花瓣水势的高低。