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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
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:
Ψw=Ψπ+ Ψp+ Ψg
水势=渗透势+压力势+重力势
压力势:细胞吸水膨胀时Ψp>0
初始质壁分离时、质壁分离后Ψp=0
细胞剧烈失水初期Ψp<0
重力势:成熟植物细胞Ψg≈0
渗透势:
Ψπ= -RTic
渗透势= -气体常数*绝对温度*解离常数*溶液浓度
渗透作用
如果:
外界溶液水势>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:
引起质壁分离的最低浓度;
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Ψw<土豆条Ψw:
土豆条失水,长度↓
溶液吸水,C↓、比重↓
溶液Ψw >土豆条Ψ w:
土豆条吸水,长度↑
溶液失水,C↑比重↑
如果
溶液Ψw =土豆条Ψw,则:
土豆条长度不变,溶液C不变、比重不变。
该溶液也被称为等渗溶液。