植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一植物組織的水勢測定（小液流法）實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)：水勢水勢：在等溫等壓下，體系（如細(xì)胞）中的水與純水之間每偏摩爾體積的水的化學(xué)勢差。用符號(hào)Ψ或Ψw表示。純水是指不以任何方式（物理或化學(xué)）與其他物質(zhì)結(jié)合的純的自由水，所含自由能最高，即水勢最高。而當(dāng)水中溶有任何物質(zhì)時(shí)，由于溶質(zhì)（分子或離子）與水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水勢比純水低。溶液的溶質(zhì)越多，溶液的水勢越低。實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)：水勢水勢表示水分的化學(xué)勢，象電流由高電位處流向低電位處一樣，水從水勢高處流向低處。植物體細(xì)胞之間，組織之間以及植物和環(huán)境之間的水分移動(dòng)方向都由水勢差決定。一個(gè)典型的植物細(xì)胞的水勢應(yīng)由三部分組成，即Ψw=Ψ?（滲透勢）+Ψp（壓力勢）+Ψm（襯質(zhì)勢）實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)：水勢滲透勢（Ψ?）（溶質(zhì)勢）：由于溶質(zhì)顆粒的存在，降低了水的自由能，其水勢低于純水，這種水勢差即為滲透勢。因?yàn)榧兯畡荼欢榱?，所以滲透勢為負(fù)值。襯質(zhì)勢（Ψm）：細(xì)胞的襯質(zhì)，即細(xì)胞質(zhì)膠體與細(xì)胞壁對(duì)水分子的吸附力造成水勢下降的數(shù)值。在萌發(fā)種子和未形成中央液泡的分生組織中明顯。已有中央液泡的細(xì)胞則Ψm很高，對(duì)總水勢的影響可忽略不計(jì)。壓力勢（Ψp）：植物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生壓力，而使水勢提高，稱為壓力勢，通常為正值。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)材料、儀器設(shè)備與試劑目的：學(xué)習(xí)用小液流法測定植物組織水勢的方法材料：白蘭葉片器材：

試管架、試管、移液管、膠頭滴管、打孔器、鑷子試劑：

1mol/L蔗糖溶液、甲基藍(lán)粉末實(shí)驗(yàn)原理1、當(dāng)植物組織與外液接觸時(shí)發(fā)生水分交換：植物組織的水勢低于外液的滲透勢（溶質(zhì)勢），組織吸水，外液濃度變大；Ψ植物<Ψ?植物組織的水勢高于外液的滲透勢（溶質(zhì)勢），組織失水，外液濃度變?。沪分参?gt;Ψ?若兩者相等，則水分交換保持動(dòng)態(tài)平衡，外液濃度保持不變；Ψ植物＝Ψ?實(shí)驗(yàn)原理2、同一種物質(zhì)濃度不同時(shí)其比重不一樣，濃度大的比重大，把高濃度的溶液一小液滴放到低濃度溶液中時(shí)，液滴下沉；反之則上升。3、根據(jù)外液濃度的變化情況即可確定與植物組織相同水勢的溶液濃度。根據(jù)以下公式計(jì)算出溶液的滲透勢，即為植物組織的水勢。實(shí)驗(yàn)步驟（一）配制不同濃度的蔗糖溶液試管1234561mol·L-1蔗糖溶液（ml）123456蒸餾水（ml）191817161514濃度0.050.10.150.20.250.3實(shí)驗(yàn)步驟（二）取6個(gè)試管為甲組，依次分別加入0.05-0.30mol/kg蔗糖溶液約10mL；取另外6個(gè)試管為乙組，分別依次加入上述蔗糖溶液10mL和微量甲基藍(lán)粉末，在上述各瓶標(biāo)明濃度。（三）用打孔器在材料的不同部位打取小圓片約50片（打孔要迅速，避開葉脈，選邊緣整齊無破損的葉片），，混勻，在乙組每個(gè)試管各放入5-20片（視大?。?，使圓片全部浸沒。放置30min并經(jīng)常搖動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟（四）用膠頭滴管吸取乙組各瓶藍(lán)色糖液少許，分別注入對(duì)應(yīng)濃度的甲組各瓶溶液中部，小心放出少量液流，觀察藍(lán)色液滴的升降（每次測定均要用待測濃度的甲基藍(lán)糖溶液清洗滴管）。在下表記錄并根據(jù)前述原理判斷葉片材料的等滲濃度。瓶號(hào)123456溶液濃度（mol/l）液滴移動(dòng)的方向?qū)嶒?yàn)步驟可能出現(xiàn)的結(jié)果溶液濃度0.050.10.150.20.250.3液滴移動(dòng)方向↓↓—↑↑↑溶液濃度0.050.10.150.20.250.3液滴移動(dòng)方向↓↓↓↑↑↑注意事項(xiàng)所取材料在植株上的部位要盡量一致，打取葉圓片要避開主脈和傷口；打孔大小在同一組之內(nèi)一致；試管、移液管和毛細(xì)管等要洗凈烘干，移液管與毛細(xì)移液管應(yīng)從低濃度到高濃度依次吸取溶液；

甲基藍(lán)不宜加得過多（溶液呈稍深的藍(lán)色即可），否則將使實(shí)驗(yàn)組各管中溶液的比重均加大；蔗糖溶液用前一定要搖勻，時(shí)間放久了的蔗糖溶液會(huì)分層，影響結(jié)果；葉片打孔及投入青霉素瓶中要快，防止水分蒸發(fā)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；釋放藍(lán)色液滴時(shí)要緩慢，防止沖力影響液滴移動(dòng)。

結(jié)果計(jì)算當(dāng)植物細(xì)胞內(nèi)汁液與其周圍溶液處于滲透平衡狀態(tài)，植物細(xì)胞內(nèi)的壓力勢為零。此時(shí)細(xì)胞液與該溶液的滲透勢相等。該溶液的濃度稱為等滲濃度。因此ψw=ψ?。溶液滲透勢的計(jì)算：

ψw=ψ?=－P=－iCRT

ψ?：溶液的滲透勢，以MPa為單位；

R＝0.008314MPa·L/mol·K

T：絕對(duì)溫度，即273+t℃；

C：等滲濃度