实验一植物细胞渗透势与组织水势的测定

实验一、植物细胞渗透势与组织水势的测定植 物 生 物 学 实 验 (二 )植 物 生 理 学 基 础 与 综 合 实 验南 京 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院 一 、 实 验 目 的 了 解 细 胞 渗 透 势 与 组 织 水 势 的 生 理 意 义 及 相 互 关 系 ； 掌 握 质 壁 分 离 法 测 细 胞 渗 透 势 的 原 理 与 步 骤 ； 掌 握 长 度 法 、 小 液 流 法 测 组 织 水 势 的 原 理 和 步 骤 ； 了 解 阿 贝 折 射 仪 的 原 理 、 结 构 和 使 用 方 法 ； 了 解 阿 贝 折 射 仪 法 测 定 组 织 水 势 的 原 理 与 步 骤 。 一 、 实 验 原 理u基 本 概 念 植 物 细 胞 对 水 分 的 吸 收 ： 扩 散 、 集 流 、 渗 透 （ 扩 散 +集 流 的 组 合 ） 成 熟 的 植 物 细 胞 以 渗 透 性 吸 水 为 主 。 决 定 因 素 ： 水 势 高 低 渗 透 作 用 ： 水 分 从 水 势 高 的 系 统 通 过 半 透 膜 向 水 势 低 的 系 统 移 动 。 植 物 细 胞 的 半 透 膜 ： 原 生 质 层 （ 质 膜 、 细 胞 质 、 液 泡 膜 ） 实 验 原 理 水 势 ： w=+ p+ g 水 势 =渗 透 势 +压 力 势 +重 力 势 压 力 势 ： 细 胞 吸 水 膨 胀 时 p0 初 始 质 壁 分 离 时 、 质 壁 分 离 后 p=0 细 胞 剧 烈 失 水 初 期 p细 胞 内 水 势水 分 移 动 ：细 胞 将 ： 将 洋 葱 表 皮 细 胞 浸 入 不 同 浓 度 蔗 糖 溶 液 后 ： 质 壁 分 离如 果 ：外 界 溶 液 水 势 细 胞 内 水 势水 分 移 动 ：细 胞 将 ： 临 界 状 态此 时 ： 外 界 溶 液 水 势 =细 胞 内 水 势 细 胞 内 压 力 势 =0 细 胞 内 重 力 势 0 细 胞 内 渗 透 势 =细 胞 内 水 势 =溶 液 水 势 =溶 液 渗 透 势该 溶 液 被 称 为 ： 等 渗 溶 液初 始 质 壁 分 离 状 态 ：50%细 胞 发 生 角 隅 质 壁 分 离 。 如 何 确 定 质 壁 分 离 临 界 状 态 ？理 论 上 ： 50%细 胞 发 生 角 隅 质 壁 分 离 。 实 际 操 作 ： 常 以 两 个 临 界 浓 度 的 平 均 值 作为 等 渗 溶 液 的 浓 度 ：1.引 起 质 壁 分 离 的 最 低 浓 度 ；2.不 引 起 质 壁 分 离 的 最 高 浓 度 。 将 土 豆 条 浸 入 不 同 浓 度 蔗 糖 溶 液 后 ：溶 液 w土 豆 条 w：土 豆 条 吸 水 ， 长 度 溶 液 失 水 ， C比 重 如 果 溶 液 w =土 豆 条 w， 则 ：土 豆 条 长 度 不 变 ， 溶 液 C不 变 、 比 重 不 变 。该 溶 液 也 被 称 为 。 注 意 根 据 土 豆 条 长 度 变 化 、 溶 液 浓 度 变 化 、 比 重 变 化 ，均 可 判 断 等 渗 溶 液 。 实 际 观 察 中 ， 常 以 引 起 变 化 最 小 的 溶 液 浓 度 ， 或 者两 个 临 界 浓 度 的 平 均 值 作 为 等 渗 浓 度 。1. 引 起 土 豆 条 长 度 ， 溶 液 比 重 、 浓 度 的 最 低 浓 度 ；2. 引 起 土 豆 条 长 度 ， 溶 液 比 重 、 浓 度 的 最 高 浓 度 。 对 于 等 渗 溶 液 溶 液 渗 透 势 =溶 液 水 势 =组 织 水 势 三 、 仪 器 、 药 品 与 材 料 仪 器 与 用 品 ： 显 微 镜 、 阿 贝 折 射 仪 ； 镊 子 、 刀 片 、 试 管 、 载 玻 片 、 盖 玻 片 、 结 晶 皿 、 温 度 计 。 药 品 ： 1mol/L蔗 糖 母 液 ： 每 34.23g蔗 糖 定 容 到 100mL。 保 存 于4 。 蔗 糖 梯 度 浓 度 溶 液 ： 用 母 液 配 制 （ 0.50mol/L、0.40mol/L、 0.30mol/L、 0.20mol/L、 0.10mol/L、 0.10mol/L各 10mL于 中 试 管 中 。 实 验 材 料 ： 洋 葱 、 土 豆 。 四 、 实 验 步 骤（ 一 ） 质 壁 分 离 法 测 定 组 织 渗 透 势 。1. 取 5套 洁 净 的 结 晶 皿 或 培 养 皿 ,编 号 。 将 蔗糖 梯 度 浓 度 溶 液 按 顺 序 分 别 倒 入 ， 加 盖 ；2. 用 刀 片 在 洋 葱 鳞 片 外 表 皮 上 纵 横 划 成0.5cm2的 小 块 ， 用 尖 头 镊 子 轻 轻 撕 下 ， 将内 侧 面 朝 下 ， 迅 速 投 入 蔗 糖 梯 度 浓 度 溶 液中 。 每 个 浓 度 中 投 入 5片 ， 使 之 完 全 浸 入并 立 即 加 盖 。 3、 静 置 1015min后 ， 从 最 高 浓 度 溶 液 开 始依 次 取 出 表 皮 薄 片 放 在 滴 有 同 样 浓 度 溶 液的 载 玻 片 上 ， 加 盖 玻 片 ， 于 低 倍 显 微 镜 下观 察 细 胞 的 状 态 。 未 发 生 质 壁 分 离 箭 头 所 示 角 隅 处 发 生 初 始 质 壁 分 离 已 在 很 大 程 度 上 发 生 质 壁 分 离 箭头所示细胞在撕表皮时被撕破，细胞内容物流失 实 验 步 骤4， 确 定 两 个 临 界 浓 度 ： 引 起 半 数 以 上 细 胞 原 生 质 体 发 生 角 隅 质壁 分 离 的 浓 度 不 引 起 质 壁 分 离 的 浓 度5， 判 断 等 渗 浓 度 ， 代 入 公 式 计 算 洋 葱 表 皮 细胞 的 渗 透 势 。= -RTic = -0.008314*（ 273+t） *1*c（ MPa） （ 二 ） 植 物 组 织 水 势 的 测 定1.配 制 蔗 糖 梯 度 浓 度 溶 液 各 10mL， 注 入 5支 试 管 ， 加塞 并 编 号 ， 作 为 对 照 组 ；2.另 取 5支 试 管 ， 编 号 ， 作 为 实 验 组 ；3.从 对 照 组 的 试 管 中 各 取 4mL溶 液 移 入 相 应 编 号 的 实验 组 试 管 中 ， 加 塞 ；4.洗 净 土 豆 块 茎 ， 迅 速 切 取 土 豆 条 25根 （ 长 度 45cm，长 度 厚 度 尽 量 一 致 ） 。 5根 一 组 ， 首 尾 相 连 ， 准确 量 取 总 长 度 并 记 录 。5.各 组 土 豆 条 放 入 实 验 组 5支 试 管 ， 每 管 5支 。 浸 泡30min， 期 间 摇 动 数 次 。 I、 长 度 法6.取 出 土 豆 条 ， 立 即 重 新 测 量 每 组 5根 土 豆 条的 总 长 。7.比 较 实 验 前 后 土 豆 条 总 长 度 的 变 化 ， 判 断与 确 定 等 渗 浓 度 。8.计 算 植 物 组 织 水 势 。w= -RTic = -0.008314*（ 273+t） *1*c（ MPa） II、 阿 贝 折 射 仪 法 （ 演 示 ）6.取 出 土 豆 条 ， 利 用 阿 贝 折 射 仪 分 别 测 定 实验 组 和 对 照 组 中 蔗 糖 溶 液 的 百 分 比 浓 度 。7.比 较 实 验 前 后 蔗 糖 浓 度 变 化 ， 判 断 等 渗 浓度 。8.计 算 组 织 水 势 。w= -RTic = -0.008314*（ 273+t） *1*c（ MPa） III、 小 液 流 法6.向 每 一 实 验 组 试 管 中 加 入 亚 甲 基 蓝 粉 末 少许 ， 震 荡 ， 使 溶 液 变 为 均 匀 的 蓝 色 ；7.用 长 滴 管 从 实 验 组 各 管 吸 取 少 许 有 色 溶 液 ，深 入 相 应 编 号 的 对 照 管 中 部 ， 缓 慢 放 出 一滴 ， 小 心 取 出 滴 管 ， 观 察 有 色 液 滴 的 移 动方 向 。8.根 据 液 流 方 向 判 断 与 确 定 等 渗 浓 度 。9.计 算 植 物 组 织 水 势 。 五 、 思 考 题1. 为 何 为 什 么 要 选 择 洋 葱 外 表 皮 或 带 有 色 素 的组 织 表 皮 测 定 植 物 组 织 细 胞 的 渗 透 势 ？2. 要 将 洋 葱 外 表 皮 内 侧 面 向 下 浸 入 蔗 糖 液 中 ？3. 把 一 个 刚 刚 发 生 质 壁 分 离 的 细 胞 放 入 纯 水 中 ，其 体 积 和 水 势 各 组 分 将 如 何 变 化 ？4. 用 本 实 验 方 法 测 定 植 物 组 织 水 势 时 ， 为 什 么应 强 调 所 用 试 管 、 毛 吸 管 应 保 持 干 燥 ？ 在 切取 土 豆 条 ， 投 入 试 管 中 时 ， 动 作 应 迅 速 ？ 加入 亚 甲 基 蓝 不 能 太 多 ？ 5.试 比 较 两 种 方 法 的 测 定 水 势 结 果 是 否 相 同 ？ 如 果测 定 材 料 为 叶 片 时 ， 该 采 用 什 么 方 法 测 定 叶 片 组织 的 水 势 ？6.植 物 组 织 在 蔗 糖 溶 液 中 保 持 时 间 长 短 对 测 定 结 果会 产 生 什 么 影 响 ？ 为 什 么 ？7.小 液 流 法 测 定 组 织 水 势 与 质 壁 分 离 法 测 定 细 胞 渗透 势 都 是 以 外 界 溶 液 的 浓 度 算 出 的 溶 质 势 作 依 据的 ， 试 问 两 者 在 测 定 原 理 上 有 什 么 不 同 ？8.你 认 为 本 实 验 中 何 处 容 易 产 生 误 差 ？ 应 该 怎 样 减小 误 差 ？