植物生理学实验 植物组织渗透势的测定

实验一、植物组织渗透势的测定（质壁分离法）一、实验原理：将植物组织分别投入一系列浓度梯度的溶液中，使细胞将要产生初始质壁分离的浓度，就等于细胞液的浓度，根据浓度可计算出渗透势。

【注：：典型植物细胞水势(Ψw)组成为：ψw=ψs+ψp+ψm （ψs 为渗透势，ψp为压力势，ψm为衬质势）。

渗透势（osmotic potential，ψs）：由于溶质的存在而使水势降低的值称为渗透势或溶质势（solute potential，ψs），以负值表示。

渗透势值按公式ψs=-iCRT来计算（C为溶液的摩尔浓度；T为绝对温度，即实验温度+273；R为气体常数，R=0.0083；i为渗透系数，表示电解质溶液的渗透压非电解质溶液渗透压的倍数，如蔗糖i=1，NaCl i=1.8）。

压力势（pressure potential，ψp）：由于细胞吸水膨胀时原生质向外对细胞壁产生膨压（turgor），而细胞壁向内产生的反作用力——壁压使细胞内的水分向外移动，即等于提高了细胞的水势。

由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值叫压力势，一般为正值。

当细胞失水时，细胞膨压降低，原生质体收缩，压力势则为负值。

当刚发生质壁分离时压力势为零。

衬质势（matrix potential, ψm）：衬质势是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，如处于分生区的细胞、风干种子细胞中央液泡未形成。

对已形成中心大液泡的细胞含水量很高，ψm只占整个水势的微小部分，通常一般忽略不计。

因此一个具有液泡的成熟细胞的水势主要由渗透势和压力势组成,即ψw=ψs+ψp 】。

将细胞置于纯水或稀溶液中，外液水势高于细胞水势，外侧水分向细胞内渗透，细胞吸水，体积变大；外液水势等于细胞水势，水分进出平衡，细胞体积不变；将植物置于浓溶液中，外液水势低于细胞水势，水从细胞内向外渗透，细胞失水，体积变小。

将植物材料（带色洋葱表皮组织）置于浓溶液中，由于细胞壁的伸缩性有限，而原生质层的伸缩性较大，当细胞继续失水时，原生质层便和细胞壁慢慢分离开来，这种现象被称为质壁分离。

实验1 植物组织渗透势的测定实验1植物组织渗透势的测定实验1植物组织渗透势的测定一、质壁分离法【实验目的】掌控用质壁分离法测量植物非政府扩散势的原理，学会观测质壁拆分现象，并展开细胞扩散势的排序。

【实验原理】将植物组织细胞浸泡在某种外界溶液中时，植物细胞内汁液与外液之间因渗透势存在差异会发生渗透作用。

当细胞汁液的浓度大于外界溶液时，细胞失水，会发生质壁分离；当细胞汁液的浓度小于外界溶液时，细胞吸水；当细胞汁液与外液之间处于渗透平衡状态时，植物细胞内的压力势为零，细胞汁液的渗透势等于该溶液的渗透势。

该外界溶液的浓度成为等渗浓度。

【实验仪器与材料、用品】显微镜载玻片盖玻片镊子刀片1mol/l的蔗糖母液（称取34.23g的蔗糖用蒸馏水配置成100ml的溶液）移液器带有色素的洋葱或紫鸭趾草【主要内容】设计并酿制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，通过实验找到并使细胞出现起始质壁拆分的浓度，排序植物非政府的扩散势。

【实验步骤】1、按下表配制一系列浓度的蔗糖溶液，放入小烧杯中。

2、挑一层洋葱鳞片（或青色鸭趾草叶片、蚕豆、玉米等作物的叶片表皮），出外表皮上用刀片切成约0.5-0.8×0.5-0.8的小方快，用小镊子从一角开始撕取表皮，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。

3、从高浓度的外液即为0.5mol/l蔗糖溶液已经开始依次抽出表皮薄片，放到几滴存有相同溶液的载薄片上，盖上盖玻片于低倍显微镜观察，并记录质壁分离的相对程度。

4、确定使细胞发生初始质壁分离的浓度，即一个引起半数以上细胞原生质体刚刚从细胞壁角隅处为拆分的浓度，和不引发质壁拆分的最低浓度。

两个音速溶液浓度的平均值即为与细胞的扩散势成正比。

酿制新鲜溶液和撕取新鲜叶的表皮，重复将以上步骤，直到有把握确认年才，结果记录在表中-2中。

表中-2实验结果记录表实验人日期材料名称实验室室温oc蔗糖的终浓度（mol/l）渗透势（巴，bar）0.50.450.40质壁分离的相对程度（作图表示）0.350.300.250.200.150.105、排序细胞质液的扩散势测出以上两个极限溶液浓度的平均值后，代入以下公式，计算出常压下该组织细胞质液的渗透势。

实验一小液流法测植物组织水势一、目的学会用小液流法和质壁分离法测植物组织水势和渗透势。

二、材料用具及仪器药品马铃薯、刀片、移液管、培养皿、蔗糖溶液（1mol/L），显微镜三、原理1、小液流法测植物组织水势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ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水，细胞外溶液的浓度↑，细胞外溶液的比重↑。

当ψ cell外＝ψw cell时，细胞液与细胞外溶液水分平衡，细胞外溶液的浓度不变，细胞外溶液的比重不变。

当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，细胞外溶液的浓度↓，细胞外溶液的比重↓。

本实验是以有色液滴的比重变化确定等渗浓度。

根据公式，即可计算出外溶液的ψs，即ψs= - CiRT[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）]。

2、质壁分离法测渗透势ψw＝ψp＋ψs。

当ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水。

当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，发生质壁分离。

当发生初始质壁分离时，ψp＝0 ，ψw＝ψs＝ψ cell外= - CiRT四、方法步骤小液流法测植物组织水势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、0.4、0.5、0.6 mol/L蔗糖溶液各10ml。

分别置于5支大试管中，编号作为实验组。

2．另取5支小试管对应于实验组编号，从实验组取2ml蔗糖溶液作为观察组。

3．切约2mm左右见方的马铃薯片。

4．把马铃薯片放入实验组，每组20片，20分钟后，加一点点亚甲基蓝粉末，摇匀。

5．用吸管吸蓝色液，伸入对应观察组中部，轻轻挤出一滴液滴，轻轻取出吸量管，观察液滴移动方向。

6.根据公式ψs=-CiRT,计算出所测材料的ψ cell质壁分离法测渗透势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2ml。

测定植物组织水势的方法及其原理测定植物组织水势是研究植物生理学中的重要课题之一。

水势是指植物细胞内外水分的自由能差，是植物体内水分运输和调节的关键指标。

本文将介绍几种常用的测定植物组织水势的方法及其原理。

一、压力室法压力室法是一种直接测定植物组织水势的方法。

其原理基于植物细胞内外水势的平衡关系。

在实验中，将待测组织样品放入一个密封的压力室中，通过增加压力，使压力室内外的水势达到平衡。

通过测量加入压力之前和之后的压力差，可以计算出组织的水势值。

二、渗透势法渗透势法是一种间接测定植物组织水势的方法。

其原理基于渗透压对水势的影响。

在实验中，将待测组织样品放入含有不同浓度溶液的渗透槽中，使组织与外界形成渗透平衡。

通过测量组织与溶液之间的渗透压差，可以计算出组织的水势值。

三、压力-容积曲线法压力-容积曲线法是一种间接测定植物组织水势的方法。

其原理基于植物细胞的压力-容积关系。

在实验中，将待测组织样品置于不同的外界压力下，测量组织的容积变化。

通过绘制压力-容积曲线，可以确定组织的压力势和水势值。

四、气体法气体法是一种间接测定植物组织水势的方法。

其原理基于气体扩散对水势的影响。

在实验中，将待测组织样品置于密闭的容器中，通过测量容器内气体的湿度变化，可以计算出组织的水势值。

以上所述的方法各有优缺点，选择合适的方法取决于实验目的、样品特性和实验条件等因素。

此外，还可以结合其他生理指标的测定结果，综合分析植物组织的水势状况。

测定植物组织水势的方法包括压力室法、渗透势法、压力-容积曲线法和气体法等。

这些方法基于不同的原理，通过测量不同的参数来间接或直接地确定植物组织的水势值。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合其他指标进行综合分析，以全面了解植物的水分状况。

实验一植物细胞渗透势的测定（质壁分离法）一、原理将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，经过一段时间后，植物细胞与蔗糖溶液之间将达到平衡状态。

如果在某一溶液中细胞脱水达到平衡时刚好处于临界质壁分离状态，则细胞的压力势ψp将下降为零，此时细胞液的渗透势ψπ等于外液的渗透势ψπ′，即ψπ＝ψπ′。

此溶液称为该组织的等渗溶液，其浓度称为该组织的等渗浓度，即可计算出细胞液的渗透势。

实际上临界质壁分离状态镜下很难看到，一般以初始质壁分离作为判断等渗浓度的标准。

（细胞水势=渗+压+衬，其中渗=外渗=-iCRT）（注：内外浓度差不一定质壁分离，因为外高内低才会分离）二、器材、试剂与材料1、器材：显微镜，小培养皿（60mm），载盖玻片，温度计，试剂瓶，吸水纸等。

2、试剂：1mol/L蔗糖溶液，蔗糖系列标准溶液。

3、材料：洋葱。

三、操作步骤1、取干燥、洁净培养皿9套，顺序编号，顺序加入蔗糖系列标准溶液，呈一薄层，盖好皿盖。

（为什么？）2、用镊子撕取材料内表皮（0.5cm见方即可），吸去表面水分，迅速浸入上述培养皿中，每皿4—5片。

3、经20～30min（为什么等这么长时间？因为达渗透平衡）记录室温，同时从高浓度开始依次取出材料放于载片上，滴一滴同浓度的蔗糖溶液，盖上盖片，显微镜下观察。

若所有细胞都发生质壁分离现象，则取相邻低浓度的材料观察，并记录质壁分离的相对程度。

若有50％左右细胞发生初始质壁分离(即原生质体刚从细胞壁的角隅处分离)，则该浓度就是等渗浓度。

若两个相邻浓度的材料中，一个未发生质壁分离，另一个发生质壁分离数超过50％，则两浓度平均值即为等渗浓度。

4、由所得的等渗浓度和室温计算细胞液的渗透势：ψπ＝ψπ′＝－iCRT(MPa)，其中：ψπ——细胞的渗透势，MPa；ψπ′——供试溶液的渗透势，MPa；C——供试溶液的浓度，moL/L；R——气体常数，0.008314·L·MPa／(moL·K)；T——绝对温度，(273十t℃)K；i——等渗系数，蔗糖为1。

实验一植物组织渗透势的测定（质壁分离法）一、实验目的植物细胞的渗透势主要取决于溶液的溶质浓度，因此又称溶质势。

渗透势与植物水分代谢、生长及抗性密切相关。

在干旱、盐渍等条件下，一些植物常在细胞内主动积累溶质，以降低其渗透势，增加吸水能力，在一定程度上保持膨压，保持细胞的生长和气孔的开放，这种现象称为渗透调节作用。

渗透调节能力的大小可以用逆境条件下细胞的渗透势的降低值来表示，在水分生理与抗性生理研究中经常需要测定。

掌握质壁分离法测定植物细胞渗透势的原理和方法。

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。

带入公式即可计算出其渗透势。

三、实验材料、仪器设备和试剂1. 实验材料洋葱鳞茎（最好是紫色洋葱）2. 仪器设备光学显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、干净的小培养皿、滴瓶、吸水纸。

3. 试剂（1）1 mol/L蔗糖溶液，（2）蔗糖系列标准液以1 mol/L蔗糖溶液作为母液，配置梯度溶液: 0.20、0.30、0.35、0.40、0.45、0.5、0.55、0.60、0.65、0.70 mol/L的蔗糖溶液。

四、实验步骤1. 取10套干燥洁净的小培养皿，编号，将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序倒入各个培养皿中使成一薄层，盖好皿盖。

2. 用刀片在洋葱鳞片外表皮或其它带有色素的组织表皮上纵横划成0.5cm2左右的小块，用镊子将表皮小块轻轻撕下，依次迅速投入各浓度蔗糖溶液中，每个培养皿中放材料3个左右，使其完全浸没，并立即盖好皿盖。

浸泡10～15分钟。

3. 从0.70 mol/L 蔗糖溶液开始依次取出表皮薄片放在滴有同样溶液的载玻片上，盖上载玻片，于显微镜下观察，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表皮做制片，进行同样观察，并记录质壁分离的相对程度。

植物生理学实验教案实验指导书：候书林主编. 植物生理学实验指导.科学出版社，2004 实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法实验二、植物组织水势测定-小液流法实验三、叶绿体色素的提取与分离及理化性质鉴定实验四、叶绿素a,b 含量测定实验五、植物体内几种呼吸酶的测定实验六、植物叶面积测定实验七、植物根系对离子的选择性吸收实验八、叶片光合速率的测定及光合仪的使用实验九、种子活力的快速测定实验十、植物组织可溶性糖含量的测定实验十一、低温对植物的伤害实验十二、丙二醛含量的测定实验一、植物组织渗透势测定-质壁分离法[原理]将植物组织置于对其无毒害的一系列不同浓度的溶液里处理一定时间，然后镜检发生质壁分离的细胞数，通常视野中有50％的细胞发生质壁分离时定为初始质壁分离，细胞初始质壁分离时压力势为零，因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称之为等渗溶液，其溶液具有的渗透势即为细胞的渗透势。

由于很难正好找到引起50％细胞发生质壁分离的浓度。

因此通常用插值法求得等渗溶液浓度，代入公式即可计算渗透势。

[器材与试剂]器材：显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，培养皿(或具塞试管)，记号笔，滴管。

试剂：蔗糖。

[方法与步骤]1. 配制0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mol蔗糖/L水的质量摩尔浓度，贮6个试剂瓶中，必要时配制溶液浓度的相差可≤0.05mol蔗糖/L水。

2. 取6套干净清洁的小培养皿，用记号笔编号，将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序倒入各个培养皿中使成一薄层，盖好皿盖。

3. 将带有色素的植物组织或叶片(可选用有色素的洋葱鳞片的外表皮，紫鸭跖草，蚕豆，小麦，玉米等叶的表皮)撕取表皮迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中，每个培养皿中放材料3个左右，使其完全浸没，浸泡20-40分钟。

4. 到时后，取出表皮，放在载玻片上，滴一滴相同浓度的蔗糖，盖上盖玻片，在显微镜下观察质壁分离的细胞数和细胞总数，直接或间接(插值法)地找出引起50％细胞发生质壁分离的外界溶液浓度，即为细胞渗透浓度值。