植物细胞质膜透性的测定原理以及步骤

植物细胞质膜透性的测定
一、原理
植物细胞质膜：是指植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜。

这层膜主要由磷脂和蛋白质组成，具有选着透过性。

但是，在各种不良的外环境下，比如极端温度、干旱、重金属离子、大气污染物质等都会作用于这层膜，使膜受到不同程度的损伤。

这种损伤一般表现在膜的透性变大，使细胞内的电解质外渗，引起外液的电导率增大。

所以可以通过测定电导率的大小，推断外条件作用下膜透性变化的大小，间接反映植物细胞膜的受伤程度。

如果植物的抗性强，那么其在外条件作用下细胞膜的受伤害程度就小，膜的透性变化就越小，泡内电介质外渗就越少，外液的电导率就越小，反之越大。

生物膜：除了细胞质膜，还包括核膜、叶绿体膜、线粒体膜等细胞器的膜，统称为生物膜。

细胞质膜的作用：细胞质膜不仅仅是一种物理界线，还起着屏障作用，维持稳定的内环境，有选着地使物质进入或排除细胞质。

胞饮作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬液体的过程。

吞噬作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬固体小颗粒的过程。

扩散作用：是指物质从高浓度向低浓度自发移动的现象。

渗透作用：是指水分子通过选择透过性膜的扩散作用。

菲克第一定律
扩散速度与距离为∆x的两点之间不同物质的浓度差∆c s成正比。

公式如下：
J s=−D s ∆c s ∆x
J s：扩散速度，也叫转运速度、流量密度。

指单位时间内通过单位面积的物质的量。

单位为mol/(m2∙s)
D s:扩散系数,用来衡量物质通过某种特定介质的难易程度。

跟扩散物本身的大小、扩散介质和扩散体系的温度有关。

注意：负号表示运动方向顺着浓度梯度方向进行的。

电导
指电阻的倒数，可以用来表示导体的导电能力。

公式如下：
G=1
R
=
1
U
I
=
I
U
单位为Ω−1
电阻率
是指用来表示各种物质电阻特性的物理量。

某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米（m2）的导线在常温下（20℃时）的电阻，叫做这种材料的电阻率。

公式为：
R=ρl s
其中，R：电阻；ρ：电阻率；l：导线的长度；s：导线的横截面积
电阻率的单位是欧姆·米（Ω∙s）。

电导率
指电阻率的倒数。

即当导线的面积为1m2、长度为1m时具有的电导。

公式为：
κ=1
ρ
=
1
Rs
l
=
l
Rs
=G
l
s
κ：电导率；G：电导
摩尔电导率
在相距为1 m的两个平行电极之间，放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率。

公式为：
Λ=κn=vκc
Λ：摩尔电导率；κ：电导率；n：电解质的物质的量；c：溶液中电解质的浓度（mol∙m3）V：电解质溶液的体积（m3）
影响电阻率的因素
电解质溶液的电导率的大小主要取决于两方面：
1、离子的多少（mol）
2、离子的运动速度（V）
注：温度：通过影响离子的运动速率V来影响电导率：温度越大，离子速度V越大，电导率越大。

溶液的粘性：粘性大，速度V越小，电导率越小。

水化离子半径：半径越大，运动受到的阻力越大，运动速度越小，电导率越小。

离子价数：离子价数越大，运动速度V越大，电导率越大。

电导率与浓度的关系
1、强电解质
强电解质溶液的电导率随着浓度的增加，首先是增加，达到一极大值，然后随着浓度的增加反而下降。

这是因为开始浓度增加时电解质的离子数数目增多引起电导率增加，当浓度增加到一定程度后，离子间的相互作用增强，使离子运动的速度降低，其电导率反而下降。

2、弱电解质
弱电解质溶液的电导率随着浓度变化不明显，因为浓度增加时弱电解质的电离度减少，溶液中起导电作用的粒子数目变化不大。

3、中性盐
中性盐由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高。

二、仪器
电导仪、电子电平、真空泵、干燥器、恒温培养箱、电子炉、剪刀、烧杯、小镊子等
三、步骤
1、清洗所有要用到的玻璃用具，先用洗衣液或是洗衣粉清洗干净，然后用蒸馏水冲洗3次，干燥后再用。

2、如果做的是对比实验，则采样时，应该采叶龄一样的、大小一样的、颜色一样的、健康不感虫的叶片。

3、采集的样本叶片要及时清除掉表面的脏污物，具体操作是：先用自来水清洗干净，清洗时要小心，最好不要刮烂叶片；接着用蒸馏水冲洗3次；最后常温晾干。

4、去除叶片的大叶脉，这是因为叶脉是死细胞，细胞中已经没有电解质；假如用含有叶脉的叶片来做试验，如果做实验用的处理间的叶片含有的叶脉量一样，那么试验的结果还是可靠的、也可比的，但万一处理间的叶片含有的叶脉量不一样，那么试验的结果就是不可靠的、不可比的；所以为了可靠性和可比性，最好是不用带有叶脉的叶片做实验。

5、把叶片剪碎成1m2的碎片，混匀碎片。

6、每种处理称取1-4g放入烧杯中，烧杯要大于50ml但也不要太大，不然不易电导率的测定，烧杯标签要和处理对应上，不要弄混。

7、向烧杯中加入50ml蒸馏水。

8、把烧杯放入真空泵中抽气15-30 min，然后缓慢放入空气。

9、取出烧杯，直接测定电导率。

注意：
1、空白对照必须做，具体操作：在烧杯中加入50ml蒸馏水，但不加入样品，接着进行第
8、9步操作。

2、如果要计算相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对值，则要对相应的处理做煮沸处理，具体操作是：称取同样重量的样品，放入烧杯中，加入50ml蒸馏水，称量此时的烧杯重量，然后把烧杯置于电炉上加热至沸腾，沸腾10-15min后停止加热，待冷却后，称量烧杯的重量并用蒸馏水补加到原来的重量，接着进行第8、9步的操作。

3、处理对照，即如果要计算样品的不同处理（比如感病植株叶片、转基因植株叶片）相对于样品的正常处理（比如健康植株叶片）的相对电导率，则这里的处理对照就是正常植株叶片，具体操作：按照上面的1至9步骤进行。

四、数据处理
这里包括数据的记录，以及数据的一些简单计算处理。

数据记录表
计算公式
实际电导率
实际电导率=处理的观测电导率-空白对照的观测电导率相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对外渗率
相对外渗率=处理电导率−空白对照电导率煮沸电导率−空白对照电导率
样品的不同处理（比如感病植株叶片、转基因植株叶片）相对于样品的正常处理（比如健康植株叶片）的相对外渗率
相对外渗率=
处理电导率−空白对照电导率处理对照电导率−空白对照电导率。