小液流法测定植物组织水势

小液流法测定植物组织水势

何宗财

（化学生物学09-1 20096747）

【实验意义】

作物水分状况的表现指标中，生理指标的变化先于形态指标的出现。形态指标的出现时之后的，当植物出现缺水的形态指标时，植物已经收到伤害。小液流法测定植物组织水势可以测定一个科的一种植物，通过测定结果可以预知整个科属植物的水势，从而有力农肥的合理使用。

【实验原理】

测定植物组织水势的方法较多，小液流法是其中一种。本法是将植物组织置于不同浓度（也即不同水势）的蔗糖溶液中，寻找到一种浓度的蔗糖溶液，其水势与植物组织的水势相等，然后计算该浓度蔗糖溶液的水势，从而知道植物组织的水势。

表1 小液流法原理表

Ψ

测定蔗糖溶液比重的变化，可采用如下简便的方法：即利用毛细管吸取已浸过植物组织的蔗糖溶液（为便于观察，可用甲烯蓝先染上颜色），放一小滴到与其对应的相同浓度的蔗糖溶液中，然后观察滴出的小液滴（蓝色）的移动方向，即可知道浸过植物组织的蔗糖溶液比重的变化（“小液流法”即由此而来）。

【实验材料】：女贞叶片

【仪器设备】：试管架、6支带盖小药瓶（容积不大于5mL ）、10mL 带塞试管 6 支、毛细管 1支、叶模、镊子、移液管、吸球等、温度计.

【试剂药品】0.5mol/L 蔗糖溶液，亚甲烯蓝粉溶液

【实验步骤】

1．标准梯度浓度蔗糖溶液的配置将0.5mol/L蔗糖溶液的母液分别配成0.05、0.1、0.2、0.3、0 4、0.5mol/L的蔗糖溶液各10ml. 从上述的大试管中各取2ml 溶液，分别放到另6支编号带盖小药瓶中，盖上盖子。

2．材料处理取3片叶子重叠，用叶模分别在叶脉两侧各取5*1cm，然后把取出的五厘米长得叶分成10等分，最后得到60等分混匀，依次分别在小试管的蔗糖溶液中各放入叶圆片10片叶圆片要全部浸在溶液中，塞上塞子，每隔5分钟摇动一次。40分钟后，用镊子取出在小药瓶中德叶片，分别向6支小药瓶中滴入2滴亚甲烯蓝粉溶液。

3、测定取干燥毛细管6支，分别从编号的带盖小药瓶中吸取蓝色溶液，当毛细管不在上升以后，用吸水纸将毛细管外壁的蓝色溶液擦干净，然后插入与编号的小药瓶相对应的 10m 1 试管中，使毛细管内的液面高于试管内的液面约 1 -2cm ，然后缓慢放出蓝色溶液一小滴，保持毛细管静止不动（可将毛细管壁靠在试管口上），观察蓝色小液滴的移动方向 , 然后缓慢取出毛细管插回 5mL 试管中。插入和取出毛细管时动作应缓慢并保持毛细管内溶液不漏出。毛细管与浓度应一一对应。

4、将蓝色小液滴移动方向填入下表中，若小液滴向上移动，则说明叶片组织水势大于该浓度蔗糖溶液的水势；若向下移动则相反；若静止不动，则说明叶片组织的水势与该蔗糖溶液的水势相等；如果在前一浓度中向下移动，而在后一浓度中向上移动，则植物组织的水势可取二种浓度蔗糖溶液水势的平均值。

5、记录实验时的温度（℃）

编号1 2 3 4 5 6

蔗糖浓度/mol/ L 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

小液滴运动方向↓↓↓↓↓↑

【实验结果与讨论】

1 实验结果

蔗糖溶液的水势Ψ w= -iRCT

其中 i 为解离常数（蔗糖的 i=1 ） ,C 为溶液的摩尔浓度 ,R 为气体常数

( 即0.083*105Pa *mol -1*L -1*K -1),T 为绝对温度 , 即 273+t( 测定时的摄氏温度 ), Ψ s 为渗透势 , 单位为帕 (1 大气压 =1.013 × 10 5 帕 ) 。

有所测得是数据可知C=(0.4+0.5)/2=0.45 mol/L

故相应编号中蔗糖溶液的水势Ψ w=-0.083*105*0.45*293.15/109=-1.09MPa 2 讨论

2.1 指示剂的选择在实验中显色剂是用的亚甲基蓝，由于在投放试剂的时候，粉末状的试剂很难控制用量，故分别配置成相应浓度的蔗糖溶液，然后加入亚甲基蓝配置成溶液，可以减小误差。

2.2 选择蔗糖溶液的优势首先蔗糖只会引发水势的改变而不会引起离子浓度的改变，这也是不选这NaCl 等离子溶液的原因。其次蔗糖是大分子物质不易被细胞吸收。第三蔗糖扩散慢，不会再观察小液滴运动中较为有利。

2.3 本实验中测定的结果是指处理过的植物细胞的水势，因为经过四十分钟处理后，细胞与外界处于平衡状态，此时外界的水势等于细胞水势，压力势为0. 故测定的结果是可以表示细胞水势。

2.4 材料的选取本实验中选取的是女贞叶为研究对象，为考虑没面均会有该实验，群要取材，女贞树生长较快，不易因为折枝而妨碍其生长。

观察植物细胞的质壁分离和复原

何宗财

（化学生物学 09-1 20096747）

【实验意义】1. 观察植物细胞发生质壁分离的动态过程，理解不同形式质壁分离产生的原因；2. 认识植物细胞模式图和植物细胞试剂观察的差异。3. 观察不同离子对质壁分离的影响。

【实验原理】

1. 当细胞液的浓度

2. 当细胞液的浓度>外界溶液的浓度时, 外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中, 整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态, 使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

3．成长的植物细胞，原生质本省无色且极薄，若不经处理在光学显微镜下不易被观察到。因此试验中采用有颜色的植物细胞（液泡含有色素），火对液泡染色处理后进行观察。通常以液泡周边位置来指示原生质层所在的位置。

4. 因质壁分离时间长短不同，原生质粘滞度不同，质壁分离表现出来不同形态，如凹形、凸形、痉挛形、帽形等。Ca 2+能降低原生质水合度，使原生质粘性增大，不易脱离细胞壁。钙处理后细胞发生凹形质壁分离。而当K +引起的时间较长时，K +进入原生质层，会使原生质层水合度增加，导致水势降低而吸水膨胀，增加了原生质层的厚度，膨胀的原生质常紧贴在液泡两端，形成帽状，故称帽状质壁分

【实验材料】洋葱鳞茎

【实验仪器】刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。

【试剂药品】0.5mol/L KNO3溶液、1mol/LCa(NO3) 2溶液

【实验步骤】

1. 制片及液泡染色用镊子撕取洋葱鳞片外表皮，若无色素，应立即放入中红溶液10-15分钟，取出放自来水中浸泡。将撕下来的材料放在载玻片上，制成临时装

片。在低倍镜下观察，分清细胞壁、液泡和原生质层。

2. 凸形及帽状质壁分离和复原从盖玻片的一边滴一滴0.5mol/L KNO3溶液，在对边用吸水纸吸水，将KNO 3引向盖玻片的材料。同时，观察细胞很快发生凸形质壁分离。20-30分钟后，可见帽状质壁分离。

然后，在盖玻片一侧低价清水，另一侧用滤纸调吸去原有的KNO 3溶液。可见到液泡逐渐膨大，原生质层重新与细胞壁完全接触，此即为质壁分离复原。

3. 凹形和痉挛形质壁分离另作义临时装片，改用1mol/LCa(NO3) 2溶液，可观察到凹形质壁分离。即某一处的质膜先脱离细胞壁，而其他部分仍与细胞壁紧贴，分离处因为液泡进一步失水而向内收缩形成弧状，出现凹形质壁分离，或严重扭曲形成痉挛形成质壁分离。

4. 未发生质壁分离细胞的制作在做装片，用蒸馏水依照3中的方法处理，然后观察细胞形态。

【实验结果】

1. 镜下观察质壁分离复原现象

1.1在上述KNO 3溶液处理的细胞很快发生了凸形质壁分离（角隅处先脱离，而后完全脱离），二十分钟后观察到帽状质壁分离现象。

1.2 在上述3中用1mol/LCa(NO3) 2溶液的洋葱鳞茎细胞，在显微镜中观察到质膜先脱离细胞壁，而其他部分仍与细胞紧贴，分离处因为液泡进一步失水而向内缩成弧形，出项出现凹形质壁分离，或严重扭曲形成痉挛形成质壁分离。

1.3 在用蒸馏水处理过的细胞，液泡紧贴着细胞壁，未发生质壁分离。

结论:外界溶液浓度>细胞液浓度, 细胞出现质壁分离现象；外界溶液浓度

【结果讨论】

1. 实验样品的选择本次实验选择洋葱鳞茎细胞做材料，由于洋葱鳞茎细胞液泡中含有色素，不需要再进行染色，减少了观察的难度。使质壁现象更加清楚。

2. 质壁分离的研究意义可以确定植物细胞的生长状况，同时可以区分活细胞和死细胞。对于农肥的使用也有巨大的帮助，可以通过质壁分离确定农肥的使用量。