植物水分狀況的測定

植物水分狀況的測定水是原生質(zhì)的主要組成成分,占原生質(zhì)總量的70%-90%。植物水分狀況對植物生理活動(dòng)具有重要影響。植物含水量、水勢、滲透勢是植物水分狀況的重要指標(biāo)，對于植物水分生理的科學(xué)研究以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。1植物含水量的測定實(shí)驗(yàn)原理：利用水遇熱蒸發(fā)的原理，加熱使植物體內(nèi)的水分蒸發(fā)，從而測定植物的含水量。

實(shí)驗(yàn)步驟：將待測的植物材料剪成小塊，放在稱量紙上迅速稱鮮重（ＦＷ）。將植物材料放入稱量瓶或大信封中，放入烘箱中，在105℃下殺青10分鐘，然后將溫度調(diào)到80℃烘至恒重，不同植物材料所需要的時(shí)間不同，時(shí)間從10~24小時(shí)不等。稱取植物材料的干重（ＤＷ）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：含水量（WC）＝（FW－DW）/FW×100%2水勢的測定水勢的概念自由能：一個(gè)體系中可以用于做功的能量?；瘜W(xué)勢：偏摩爾自由能?；瘜W(xué)反應(yīng)能否進(jìn)行、或物體能否從一體系轉(zhuǎn)移到另一體系，要看反應(yīng)前后或兩全體系的自由能或化學(xué)勢的變化。水勢是一物理化學(xué)概念在植物生理學(xué)中的應(yīng)用，是指偏摩爾體積水的化學(xué)勢。單位是壓強(qiáng)單位。水勢的意義水勢決定了水分移動(dòng)的方向，水分總是從水勢高的區(qū)域向水勢低的區(qū)域自發(fā)遷移。成熟植物細(xì)胞水勢的組成：

Ψ=Ψs+ΨpΨs溶質(zhì)勢/滲透勢由于溶液中溶質(zhì)顆粒的存在而使水勢降低的值。純水的溶質(zhì)勢為0，溶液的滲透勢可根據(jù)

Van‘tHoffEquation計(jì)算：Ψs=-CiRT

2.ψp壓力勢壓力勢是指外界（如細(xì)胞壁）對細(xì)胞的壓力而使水勢增大的值。一般情況下細(xì)胞處于膨脹狀態(tài)，原生質(zhì)體壓迫細(xì)胞壁產(chǎn)生膨壓，而細(xì)胞壁反過來反作用于原生質(zhì)體使產(chǎn)生壓力勢。Ψg重力勢由于高度的存在而使水勢增加的值。Ψg＝ρgh，一般不考慮。小液流法測水勢

實(shí)驗(yàn)原理

水勢是指偏摩爾體積水的化學(xué)勢，規(guī)定純水的水勢為零，水分總是從水勢高處流向水勢低處，根據(jù)這一原理，可以用小液流法、露點(diǎn)微伏壓計(jì)法等測定植物組織的水勢。將植物材料切成小塊，浸泡在不同濃度的蔗糖溶液中，由于植物材料與蔗糖溶液間水勢梯度的存在，導(dǎo)致蔗糖溶液從植物材料中吸水、失水或保持動(dòng)態(tài)平衡，從而使蔗糖溶液變稀、變濃或保持濃度不變；由此可以找到與植物材料水勢相當(dāng)?shù)恼崽侨芤簼舛?。算出植物組織的水勢。若組織水勢大于蔗糖水勢→組織失水→蔗糖溶液變稀→小液流上升實(shí)驗(yàn)材料與試劑中試管；青霉素小瓶；彎頭毛細(xì)吸管；單面刀片；打孔器；解剖針；移液管；鑷子；蔗糖；甲基蘭實(shí)驗(yàn)步驟配制一系列不同濃度的蔗糖溶液，濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6M。取6只中試管編號，分別加入10ml不同濃度的蔗糖溶液；同時(shí)取6個(gè)青霉素小瓶，編號后分別加入1ml不同濃度的蔗糖溶液。取植物材料，用打孔器打成直徑0.7cm左右的小條，用單面刀片切成2~3mm厚的小圓周片，分別加入裝有不同濃度蔗糖溶液的青霉素小瓶中，每個(gè)小瓶中放5片(依植物材料的不同可做不同處理)，加塞，放置30min，其間搖動(dòng)數(shù)次以加速溶液與植物組織間的水分交換。打開瓶塞，用解剖針向每個(gè)小瓶中挑入少許甲基蘭，搖勻，使溶液呈藍(lán)色。用毛細(xì)吸管依次從青霉素小瓶中吸取少量溶液，小心插入裝有相同濃度蔗糖的中試管的中部，輕輕擠出吸管中的藍(lán)色液體，觀察記錄小液流的方向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果蔗糖濃度(M)0.10.20.30.40.50.6小液流方向小液流上升，說明組織水勢大于溶液水勢結(jié)果分析

如果小液流上升，說明組織水勢高于蔗糖溶液水勢，組織排水，蔗糖濃度變低；如果小液流下降，說明組織水勢低于蔗糖溶液水勢，組織吸水，蔗糖濃度變大；如果小液流不動(dòng)，說明組織水勢與蔗糖溶液水勢相同，二者間無水分量的交換。

表：蔗糖溶液濃度與其滲透勢

蔗糖溶液濃度(mol/L)滲透勢（大氣壓）0.1-2.640.15-3.960.2-5.290.25-6.700.3-8.130.35-9.580.4-11.110.45-12.690.5-14.310.55-15.990.6-17.770.65-19.610.7-21.49注意1．

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。2．

彎頭毛細(xì)吸管要各個(gè)濃度專用3質(zhì)壁分離法測定植物細(xì)胞滲透勢實(shí)驗(yàn)?zāi)康臐B透勢是水勢的組分之一，是指由于細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)顆粒的存在而使水勢下降的數(shù)值，純水的滲透勢為零，溶液的滲透勢為負(fù)值。植物細(xì)胞的滲透勢是植物的一個(gè)重要生理指標(biāo)，對于植物的水分代謝、生長及抗性都具有重要的意義。常用于測定植物細(xì)胞與組織水勢的方法有質(zhì)壁分離法、冰點(diǎn)降低法、蒸汽壓降低法等。成熟植物細(xì)胞水勢的組成：

Ψ=Ψs+Ψp當(dāng)發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)，ψp＝0，這時(shí)Ψ=Ψs實(shí)驗(yàn)原理

生活細(xì)胞的原生質(zhì)膜是一種選擇透性膜，可以看作是半透膜，它對于水是全透性的,而對于一些溶質(zhì)如蔗糖的透性較低。因此當(dāng)把植物組織放在一定濃度的外液中，組織內(nèi)外的水分便可通過原生質(zhì)膜根據(jù)水勢梯度的方向而發(fā)生水分的遷移，當(dāng)外液濃度較高時(shí)（高滲溶液），細(xì)胞內(nèi)的水分便向外滲出，引起質(zhì)壁分離；而在外液濃度低時(shí)（低滲溶液），外液中的水則進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)細(xì)胞在一定濃度的外液中剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)（初始質(zhì)壁分離，質(zhì)壁分離僅在細(xì)胞角隅處發(fā)生），細(xì)胞的壓力勢等于零，細(xì)胞的滲透勢等于細(xì)胞的水勢，也就等于外液的滲透勢。該溶液即稱為細(xì)胞或組織的等滲溶液，其濃度稱為等滲濃度。

高滲溶液質(zhì)壁分離現(xiàn)象——水分的滲透作用實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

顯微鏡；鑷子；載玻片；蓋玻片；刀片；培養(yǎng)皿；移液管；蔗糖；洋蔥

實(shí)驗(yàn)步驟1．

配制一系列不同濃度的蔗糖溶液，濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6M。2．

取6個(gè)培養(yǎng)皿，編號，分別吸取上述濃度的蔗糖溶液各10ml放于培養(yǎng)皿內(nèi)。3．

用鑷子撕取洋蔥的外表皮投入各濃度的蔗糖溶液中，使其完全浸沒。投入時(shí)先從高濃度開始，每隔5min向下一濃度放2~3片洋蔥表皮。4．

在洋蔥表皮在各濃度的蔗糖溶液中平衡30min后，從高濃度開始依次取出放入顯微鏡下觀察質(zhì)壁分離的情況（低倍鏡即可），記錄觀察結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果蔗糖濃度(M)0.10.20.30.40.50.6質(zhì)壁分離情況結(jié)果分析

注意尋找在兩個(gè)相鄰濃度的蔗糖溶液中，其中一個(gè)大約有50%的細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁質(zhì)壁分離，而在其后一個(gè)濃度的蔗糖溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離，以這兩個(gè)濃度的平均濃度作為等滲濃度，其對應(yīng)的滲透勢即為細(xì)胞的滲透勢。

未發(fā)生質(zhì)壁分離箭頭所示角隅處發(fā)生初始質(zhì)壁分離已在很大程度上發(fā)生質(zhì)壁分離箭頭所示細(xì)胞在撕表皮時(shí)被撕破，細(xì)胞內(nèi)容物流失表：蔗糖溶液濃度與其滲透勢

蔗糖溶液濃度(mol/L)滲透勢（大氣壓）0.1-2.640.15-3.960.2-5.290.25-6.700.3-8.130.35-9.580.4