例如: 溶液浓度(mol?L) 0.5 0.4 0.3
-1材料在溶液中浸泡的时间 2:00
2:02 2:03
观察时间 2:25 2:27 2:28
观察结果 显著质壁分离 在角隅上分离(30%左右)
没有质壁分离
-1
那么与细胞液等渗的浓度大致就在0.3~0.4 mol?L之间。
7.1.4在找到上述浓度时,用新的溶液和新鲜撕取的外表皮重复进行一次,直到有把握为止。并按下列公式计算在常压下该组织细胞液的渗透势。
ψπ=-RTiC(MPa) ψπ表示渗透势,单位(MPa);
R表示气体常数:0.08314L? MPa?(mol?K)-1; T表示绝对温度,K即273℃±t(实验时温度);
i表示等渗系数,蔗糖等于1; C表示等渗溶液的克分子浓度(mol?kg-1)。
7.1.5观察项目及结果分析:
将结果记录在下表中,并计算出细胞的渗透势。 蔗糖克分子浓度(mol?L-1) 渗透势(MPa) 质壁分离情况 0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
7.1.6实验时应注意的问题:
7.1.6.1配制蔗糖溶液一定要准确,盖上塞子摇匀。
7.1.6.2实验材料一定要完全浸入蔗糖溶液,在浸泡过程中应适当摇动。
二、植物组织水势的测定——小液流法
4.2仪器设备
大试管;小试管;硅胶塞;青霉素小瓶;毛细移液管(尖端弯曲);移液管(5ml、10ml);钻孔器;镊子;木版;试管架。
5.2试剂
5.2.1叶子(女贞、何首乌、油菜、菠菜或其他植物叶片)和马铃薯块根; 5.2.2 1 mol?L-1蔗糖溶液、亚甲基蓝。
6.2操作流程图:
配制浓度递减的蔗糖溶液→取材浸泡→着色观察→记录→分析计算结果 7.2实验步骤:
细胞的渗透势
4
7.2.1首先在大试管中配制一系列浓度递减的蔗糖溶液(0.2、0.3、0.35、0.4、0.5、0.6 mol?L)各10ml(和质壁分离实验共用)。取上述溶液3ml注入小青霉素瓶,各管都塞好塞子,并编号(此为第一组试管),摇匀。然后再取上述溶液各吸出3ml放入指形管中。
7.2.2用钻孔器从已清除表面灰尘的块根或叶子上钻取(或剪成)大小相同的小块,每一小瓶中放数片圆片(需量相等,约5片左右),塞好塞子,放置20min,在这段时间内摇数次,务必使叶片浸入溶液中。
7.2.3到时间后依次取出叶圆片,弃之,再向每一小瓶中各加少许甲烯蓝,溶解后,把已着色的溶液装入毛细管(方法是用拇、中指持毛细管,插入有色溶液中,待溶液柱已达3~4mm时,用食指紧按住毛细管的上端,慢慢取出毛细管)。将毛细管壁上黏附的溶液用干净滤纸擦去。然后将毛细管浸入指形管相应的溶液中,使毛细管的尖端位于溶液的中部,然后自毛细管中心缓慢地放出少量蓝色溶液,并观察放出的小液流移动的方向,按此法从低浓度到高浓度一种一种的做。
7.2.4如果小液流向上移动,说明溶液从细胞液中吸取水分而被冲淡,比重比原来低,如果小液流向下移动,则说明实验溶液的浓度未起变化,即植物组织的水势等于溶液的渗透势。
记录小液流不动的那个试管的蔗糖溶液浓度。
初步得出水势所在范围后,为了精确地求出材料水势,可配制浓度差更小的一系列溶液,按上述方法再做第二次(或更多次)。(本实验不进行) 7.2.5观察项目及分析结果:
按ψ=-P(MPa) (P=iCTR)计算水势。 7.2.6实验时注意的问题:
7.2.6.1配置溶液浓度要准确、盖上塞子并摇匀;
7.2.6.2取材时要注意取材方向、部位、老嫩程度要尽量一致; 7.2.6.3叶园片在小青霉素瓶内放置的时间最好不要超过25min; 7.2.6.4甲烯兰不可多放,否则会影响溶液比重; 7.2.6.5实验时温度要尽可能恒定;
7.2.6.6如果正确而熟练的掌握方法,小液流法可精确地测出0.002 mol?L-1蔗糖溶液的浓度差,即相当于0.04个大气压。
附录:一、冰点下降法测定植物细胞的渗透势(示范)
4.3仪器设备
4.3.1冰点下降测量计及贝克曼温度计; 4.3.2研钵或压榨器、烧杯、剪刀、小刀。 5.3试剂
5.3.1洋葱或其他植物的组织; 5.3.2冰、食盐。
6.3操作流程图:
调整温度计→加入混合剂→上样→密闭冰点下降测量计→测量记录→分析计算结果 7.3实验步骤:
7.3.1按贝克曼温度计的使用手册调整温度计,并测量纯水的冰点t1(重复2~3次,取其平均值)。
7.3.2将冰盐混合剂(冰:盐=3 : 1)倒入绝热容器内。
7.3.3将用压榨器压榨植物组织所得汁液5ml注入样品管中插入调整好的贝克曼温度计,并严格封闭。
7.3.4将上述工作完成后,插上插头,打开开关,使搅拌器不断搅动,温度开始下降,注意
5
-1
水银柱下降到最低点(由于过冷现象)的温度t2。至液体接冰时,水银柱又慢慢回升,升至最高处(管内液体全部结冰)的温度t3。重复2~3次,分别求出t2、t3的平均值。
7.3.5一般把 t3 - t1 作为冰点降低值Δt ,但测得的冰点降低值与过冷温度t2有关。已知每过冷1 ℃所测得的冰点降低值Δt比真正的数值Δt'大1/80,因此精确测定时应:
令 t2 - t1=δ
t3 - t1=Δt 则Δt'=Δt - δ/80
7.3.6结果分析:
ψπ=(22.4/1.86)*Δt'=12.04*(Δt - δ/80) 个大气压。 7.3.7实验时应注意的问题:
7.3.7.1要严格按照使用手册调整好贝克曼温度计。 7.3.7.2要严格密闭冰点下降测量计。
附录:二、植物组织水势的测定——压力室法(示范)
4.4仪器设备
压力室水势测定装置、刀片、纱布或塑料袋、滤纸、瓷盘。 5.4试剂
带叶片的小枝或具木质叶柄的叶片。 6.4操作流程图:
取样→装样→加压测定→排气
7.4实验步骤:
7.4.1取样:先从待测植株上切取带叶片的小枝或具木质叶柄的叶片,迅速用湿纱布包裹或装入塑料袋中以防止水分遗失,然后进行装测。
7.4.2装样:将样品迅速插入橡皮室孔隙中,使切口露出密封垫圈几毫米,固定后放入钢筒中,旋紧螺旋环套。为避免样品失水,可预先用湿滤纸条帖于钢筒内壁。
7.4.3加压测定:将压力控制阀转向“加压”位,打开主控阀,以每秒0.5巴左右的速度加压,接近叶水势时,加压要慢些,以免加压过量。当切口出现第一滴水珠时,马上关闭主控阀,读出加压值(叶水势值)。可按下式换算成需要的单位:
1巴(bar)=0.987大气压=0.1兆帕(MPa)。
7.4.4排气:将压力控制阀转向“排气”位,放气,压力表指针退回至零,扭动螺旋套环,取出叶片,进行第二个样品测定。一般重复四次,取平均值。 7.4.5实验时注意的问题:
7.4.5.1加压所用气体为氮气,如用含CO2太多的气体,对细胞有伤害。 7.4.5.2钢瓶的搬运和使用要遵守钢瓶使用规定。
7.4.5.3要注意控制加压速度,否则回影响钢筒中的温度,并进而影响测定精度。 7.4.5.4用做压力室的钢筒一般为不锈钢,其厚度为5.0~10mm,依所需加压力确定。
附录:三、植物组织水势的测定——折射仪法(示范)
4.5仪器设备
折射仪、恒温水浴、分析天平、具塞试管、试管架、打孔器(Ф0.5cm)、移液管、擦镜纸、滤纸、试剂瓶、烧杯。 5.5试剂
5.5.1叶片或其他组织部分; 5.5.21 mol?L-1蔗糖溶液。
6
6.5操作流程图:
配制浓度递减的蔗糖溶液→对照溶液测定→取材浸泡→样品溶液测定→分析计算结果 7.5实验步骤:
-1-1
7.5.1用1 mol?L蔗糖溶液配制0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mol?L的蔗糖溶液各10ml。各溶液分别装入具塞子试管中,按浓度梯度递减的次序排成一行,并在试管壁上注明浓度的标签。各浓度溶液分别吸取2ml分装在2组具塞子试管中,试管壁上同样标记好浓度标签,或将试管放在恒温水浴锅中,或在室温下自然平衡。
7.5.2用折射仪依次测定一组具塞子试管中糖液的折射率,做好记录。 7.5.3将被测叶片洗净吸干外附水分,避开大脉打取叶圆片(Ф0.5cm),在另一组具塞子试管中,每管加入7~10片叶圆片(视叶片含水量而定)完全浸入溶液中,盖上塞子摇匀。30min后依次取出叶圆片,再用折射仪测定各管中液体的折射率。
7.5.4以两次测定时折光率未变的蔗糖浓度或相邻两管(折光率一个升高一个降低)浓度的平均值为等渗浓度,按照公式计算:
ψπ=-RTiC(MPa) ψπ表示渗透势,单位(MPa);
R表示气体常数:0.08314L? MPa?(mol?K)-1; T表示绝对温度,K即273℃±t(实验时温度);
i表示等渗系数,蔗糖等于1; C表示等渗溶液的克分子浓度(mol?kg)。
7.5.5实验时注意的问题:
7.5.5.1配置溶液浓度要准确、盖上塞子并摇匀;
7.5.5.2取材时要注意取材方向、部位、老嫩程度要尽量一致; 7.5.5.3叶园片在试管中放置的时间最好不要超过30min; 7.5.5.4注意折射仪的校准和仪器保管。
附录:四、植物组织水势的测定——热电偶湿度计法(示范)
4.6仪器设备
热电偶湿度计测定装置;恒温水浴锅;低温冰箱;1ml注射器(每种糖液专用);试管;剪刀;纱布;白瓷盘; 5.6试剂:
5.6.1植物叶片;
5.6.2按照下表配制不同水势的蔗糖系列标准溶液: 蔗糖液水势(MPa) 100ml水加入蔗糖克数 糖液浓度(mol?L)
6.6操作流程图:
测校正值→上样→加标准糖液→读数→渗透势测定→作直线坐标图→计算压力势 7.6实验步骤:
7
-1
-1
0.4 5.50 0.161
0.6 8.21 0.240
0.8 11.00 0.322
1.0 13.70 0.401
1.2 16.50 0.483
1.4 19.25 0.563
1.6 22.10 0.646