实验十八 植物组织水势的测定一小液流法

水势表示水的化学势，水分在渗透系统中总是由水势高处向水势低处流动。植物生活细胞是一个渗透系统，当将植物细胞或组织放人外界溶液中时，水分将以水势差为动力在两者间流动，最终达到动态平衡。如果植物组织的水势小于外界溶液的水势，植物细胞吸水，使外界溶液浓度增大；反之，植物细胞失水，使外液浓度变小。若植物组织与外界溶液水势相同，将不改变外部溶液的浓度，此时外液的渗透势就等于植物组织的水势。可以利用外界溶液的浓度不同其比重也不同的原理来确定与植物组织水势相同的外液，根据公式计算植物组织的水势。

[ 实验目的 ]

掌握植物组织水势的测定方法，并了解渗透系统中水势大小是水分移动方向的决定因素。

[ 器材和试剂］

1 ．植物材料 玉米或菠菜叶片

2 ．实验器材 吸水纸、容量管（或 10ml 量简）、试管、带盖青霉素小瓶、胶头细玻璃弯管、移液管、剪刀或打孔器、橡皮塞和软木塞、试管架、温度计和镊子。

3 ．实验试剂 lmol/L 的蔗糖溶液、甲烯蓝粉末。

[ 实验步骤］

二 外界溶液的配制与渗透作用

①配制 0 ． 1 ～ 0 ． 8 mol/L 8 个梯度的蔗糖溶液各 10ml ，注入 8 只试管中，并分别加上塞子后编号，作为对照组。

②将 8 只青霉素小瓶编号，分别从对照组中相同编号的试管中取蔗糖溶液 4ml 注人各瓶，加上塞子作为实验组。

③用剪刀或打孔器将玉米等植物的叶片剪成大小相同（约 0 ． 5cm ）的小块，每瓶中投人 40 小块（约占 1/4 溶液体积），塞好塞子，放置 30 min 。在此期间摇动小瓶数次。

④用针尖挑取少许甲烯蓝粉末加入上述各青霉素瓶中，摇匀，此时溶液为浅蓝色。

2 ．等渗溶液确定

①用胶头细玻璃弯管从各小瓶中依次吸取少量的浅蓝色溶液，并用吸水纸吸掉管外壁上的溶液，然后将弯管伸入相同编号的对照组试管液体中部，缓慢放出溶液一滴，观察蓝色液滴的移动方向（见图 2 — 2 — 1 ）。

②若有色液滴向上移动，表明组织失水，使蔗糖溶液浓度降低、比重减小；若有色液滴向下移动，表明组织吸水，使蔗糖溶液浓度升高、比重增大；如果有色液滴静止不动，则表明蔗糖溶液与植物组织水势相等，记录该蔗糖溶液的浓度。

3 ．结果计算

依据上述蔗糖溶液的浓度，根据公式计算植物组织的水势。

计算公式：

式中， 中为植物组织水势，以 bar 表示；

i 为解离系数，蔗糖是 1 ；

R 为气体常数， 0.083 L · bar/mol · K ；

T 为绝对温度， K （即 273 ℃ ＋ t ， t 为实验温度）；

c 为等渗溶液浓度， mol/L 。

[ 注意事项 ]

1 ．叶片投入小瓶要快，小瓶及时加盖，防止叶内或小瓶中水分蒸发影响实验结果。

2 ．加人实验组的甲烯蓝粉末量不宜过多，以免影响溶液的比重。

3 ．胶头细玻璃弯管要各溶液专用，如用一只弯管则应从低浓度到高浓度依次吸取溶液。

4 ．释放蓝色液滴时要缓慢，防止过急挤压冲力影响液滴移动。

5 ．观察液滴移动状况最好放在一个白色的背景下进行。

[ 思考题 ]

1 ．如果小液滴在各对照溶液中全部上升（或下降），说明什么问题？应如何改进实验设置？

2 ．用小液流法测定的植物水势是否能真实地反映植物体的水分状况？它与质壁分离法测定的植物组织渗透势有何不同？

[ 探索性实验］

利用小液流法测定植物幼苗的叶片、幼茎和根系的水势。根据实验结果，讨论与分析植物体不同部位的水势差异产生的机制及其与植物生命活动的关系。