植物生理学实验 植物组织渗透势的测定
植生实验 植物组织渗透势的测定
实验一、植物组织渗透势的测定（质壁分离法）一、实验原理：将植物组织分别投入一系列浓度梯度的溶液中，使细胞将要产生初始质壁分离的浓度，就等于细胞液的浓度，根据浓度可计算出渗透势。
【注：：典型植物细胞水势(Ψw)组成为：ψw=ψs+ψp+ψm （ψs 为渗透势，ψp为压力势，ψm为衬质势）。
渗透势（osmotic potential，ψs）：由于溶质的存在而使水势降低的值称为渗透势或溶质势（solute potential，ψs），以负值表示。
渗透势值按公式ψs=-iCRT来计算（C为溶液的摩尔浓度；T为绝对温度，即实验温度+273；R为气体常数，R=0.0083；i为渗透系数，表示电解质溶液的渗透压非电解质溶液渗透压的倍数，如蔗糖i=1，NaCl i=1.8）。
压力势（pressure potential，ψp）：由于细胞吸水膨胀时原生质向外对细胞壁产生膨压（turgor），而细胞壁向内产生的反作用力——壁压使细胞内的水分向外移动，即等于提高了细胞的水势。
由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值叫压力势，一般为正值。
当细胞失水时，细胞膨压降低，原生质体收缩，压力势则为负值。
当刚发生质壁分离时压力势为零。
衬质势（matrix potential, ψm）：衬质势是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，如处于分生区的细胞、风干种子细胞中央液泡未形成。
对已形成中心大液泡的细胞含水量很高，ψm只占整个水势的微小部分，通常一般忽略不计。
因此一个具有液泡的成熟细胞的水势主要由渗透势和压力势组成,即ψw=ψs+ψp 】。
将细胞置于纯水或稀溶液中，外液水势高于细胞水势，外侧水分向细胞内渗透，细胞吸水，体积变大；外液水势等于细胞水势，水分进出平衡，细胞体积不变；将植物置于浓溶液中，外液水势低于细胞水势，水从细胞内向外渗透，细胞失水，体积变小。
将植物材料（带色洋葱表皮组织）置于浓溶液中，由于细胞壁的伸缩性有限，而原生质层的伸缩性较大，当细胞继续失水时，原生质层便和细胞壁慢慢分离开来，这种现象被称为质壁分离。
实验一、植物细胞渗透势与组织水势的测定
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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：
1.引起质壁分离的最低浓度； 2.不引起质壁分离的最高浓度。
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将土豆条浸入不同浓度蔗糖溶液后：
溶液Ψw >土豆条Ψ w： 土豆条吸水，长度↑ 溶液失水，C↑比重↑
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5.试比较两种方法的测定水势结果是否相同？如果 测定材料为叶片时，该采用什么方法测定叶片组 织的水势？
6.植物组织在蔗糖溶液中保持时间长短对测定结果 会产生什么影响？为什么？
7.小液流法测定组织水势与质壁分离法测定细胞渗 透势都是以外界溶液的浓度算出的溶质势作依据 的，试问两者在测定原理上有什么不同？
• 药品： 1mol/L蔗糖母液：每34.23g蔗糖定容到100mL。保存于 4℃。 蔗糖梯度浓度溶液：用母液配制（0.50mol/L、 0.40mol/L、 0.30mol/L、 0.20mol/L、 0.10mol/L、 0.10mol/L各10mL于中试管中。
• 实验材料： 洋葱、土豆。
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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）
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（二）植物组织水势的测定
实验 植物细胞渗透势的测定
• 着实验服进入实验室，必须严格遵守实验室制度，服从教师指导。
• 严禁喧哗，不能擅自离位，不得做与本实验无关的事情。
• 使用实验仪器设备、药品严格遵守操作规程，凡损坏丢失实验仪器设备、 耗材等者应立即向代课教师说明情况，及时登记。 • 使用易燃、易爆、剧毒等危险药品时注意安全。 • 未经允许禁止动用与本实验无关的仪器设备；爱护实验室公共财产。 • 实验前认真预习实验内容，明确实验目的。 • 实验中严格执行操作程序，认真观察，客观记录，严禁抄袭他人记录。 • 实验报告内容包括：实验目的、实验原理、仪器和药品、操作步骤、注意 事项、实验结果及分析。完成后于下次实验时间上交。 • 实验结束后学生应实验物品清洗干净，按要求摆放，值日生打扫卫生，经 教师检查无误后方可离开。
植物细胞渗透势的测定
（质壁分离法）
实验目的：
1、观察植物组织在不同浓度溶液中细胞质壁分 离的产生过程； 2、用质壁分离法测定植物组织渗透势。
实验原理：
1、植物细胞内汁液与周围溶液处于渗透平衡状态 时，细胞压力势为0，此时细胞汁液的渗透势等于该 溶液的渗透势； 2、细胞等渗浓度介于刚刚发生质壁分离的浓度和 尚不能引起质壁分离的浓度之间的浓度。
式中： -ψs为细胞渗透势； R为气体常数＝0.083×105L.Pa/mol.K；
T为热力学温度，单位K；即273+t，t为实验温度，单位是℃；
i为解离系数，蔗糖为1； C1为等渗溶液的摩尔浓度。
注意事项：
• 1 蔗糖溶液的混合均匀； • 2 表皮组织必须完全浸没于溶液中；
实验仪器与试剂：
1、实验仪器 显微镜，称量瓶，载玻片及盖玻片，镊子， 刀片； 2、实验试剂 1 mol/L蔗糖溶液：配成0.20、0.25、 0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60mol/L的 蔗糖溶液各2ml; 3、实验材料 洋葱鳞茎
实验1 植物组织渗透势的测定
实验1 植物组织渗透势的测定实验1植物组织渗透势的测定实验1植物组织渗透势的测定一、质壁分离法【实验目的】掌控用质壁分离法测量植物非政府扩散势的原理，学会观测质壁拆分现象，并展开细胞扩散势的排序。
【实验原理】将植物组织细胞浸泡在某种外界溶液中时，植物细胞内汁液与外液之间因渗透势存在差异会发生渗透作用。
当细胞汁液的浓度大于外界溶液时，细胞失水，会发生质壁分离；当细胞汁液的浓度小于外界溶液时，细胞吸水；当细胞汁液与外液之间处于渗透平衡状态时，植物细胞内的压力势为零，细胞汁液的渗透势等于该溶液的渗透势。
该外界溶液的浓度成为等渗浓度。
【实验仪器与材料、用品】显微镜载玻片盖玻片镊子刀片1mol/l的蔗糖母液（称取34.23g的蔗糖用蒸馏水配置成100ml的溶液）移液器带有色素的洋葱或紫鸭趾草【主要内容】设计并酿制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，通过实验找到并使细胞出现起始质壁拆分的浓度，排序植物非政府的扩散势。
【实验步骤】1、按下表配制一系列浓度的蔗糖溶液，放入小烧杯中。
2、挑一层洋葱鳞片（或青色鸭趾草叶片、蚕豆、玉米等作物的叶片表皮），出外表皮上用刀片切成约0.5-0.8×0.5-0.8的小方快，用小镊子从一角开始撕取表皮，迅速分别投入各种浓度的蔗糖溶液中，使其完全浸入5-10分钟。
3、从高浓度的外液即为0.5mol/l蔗糖溶液已经开始依次抽出表皮薄片，放到几滴存有相同溶液的载薄片上，盖上盖玻片于低倍显微镜观察，并记录质壁分离的相对程度。
4、确定使细胞发生初始质壁分离的浓度，即一个引起半数以上细胞原生质体刚刚从细胞壁角隅处为拆分的浓度，和不引发质壁拆分的最低浓度。
两个音速溶液浓度的平均值即为与细胞的扩散势成正比。
酿制新鲜溶液和撕取新鲜叶的表皮，重复将以上步骤，直到有把握确认年才，结果记录在表中-2中。
表中-2实验结果记录表实验人日期材料名称实验室室温oc蔗糖的终浓度（mol/l）渗透势（巴，bar）0.50.450.40质壁分离的相对程度（作图表示）0.350.300.250.200.150.105、排序细胞质液的扩散势测出以上两个极限溶液浓度的平均值后，代入以下公式，计算出常压下该组织细胞质液的渗透势。
植物组织渗透势测定
• 引言 • 植物组织渗透势测定的原理 • 实验材料与设备 • 实验步骤与操作 • 结果与讨论 • 结论
01
引言
植物组织渗透势的概念
01
植物组织渗透势是指植物组织内 部的水势，与外部溶液的水势相 比较，反映了植物组织吸水或失 水的能力。
02
渗透势的高低与溶液中溶质的浓 度、种类和温度等因素有关，浓 度越高，渗透势越低；反之，浓 度越低，渗透势越高。
位。
用于称量植物组织和渗 透溶液的重量，以计算
渗透势。
保持实验环境温度恒定， 以减少温度对渗透势测
定的影响。
04
实验步骤与操作
样品制备
选取健康植物组织
选择健康、无病虫害的植物组织 作为实验材料，确保实验结果的
准确性。
清洗与处理
将植物组织清洗干净，去除表面的 污垢和杂质，然后进行适当的处理， 如切片或研磨，以便进行后续测定。
06
结论
本实验的结论
植物组织渗透势的测定对于了解植物水分关系和生理状态具有重要意义。
通过本实验，我们成功地测定了植物组织的渗透势，并得到了较为准确的 结果。
在实验过程中，我们发现植物组织渗透势受到多种因素的影响，如植物种 类、生长环境、组织状态等。
对植物组织渗透势测定的意义和影响
植物组织渗透势的测定有助于了 解植物对水分的吸收、运输和利
将植物组织渗透势的测定应用于更多的植物种类 和实际生产中，以扩大其应用范围和价值。
THANKS
感谢观看
渗透势的高低与水分子的浓度有关，水分子的浓度越高，渗透势越低；反之，水 分子的浓度越低，渗透势越高。
渗透势的物理意义
渗透势反映了水分在植物组织中的流 动状态，是植物水分运输和吸收的重 要驱动力。
植物生理学实验指导
实验一小液流法测植物组织水势一、目的学会用小液流法和质壁分离法测植物组织水势和渗透势。
二、材料用具及仪器药品马铃薯、刀片、移液管、培养皿、蔗糖溶液（1mol/L），显微镜三、原理1、小液流法测植物组织水势植物细胞是一个渗透系统，若将植物细胞放在各种不同浓度的蔗糖溶液中时，由于细胞液的浓度与外界溶液的浓度（或水势）的差异。
两者便会发生水分的交换。
当ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水，细胞外溶液的浓度↑，细胞外溶液的比重↑。
当ψ cell外＝ψw cell时，细胞液与细胞外溶液水分平衡，细胞外溶液的浓度不变，细胞外溶液的比重不变。
当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，细胞外溶液的浓度↓，细胞外溶液的比重↓。
本实验是以有色液滴的比重变化确定等渗浓度。
根据公式，即可计算出外溶液的ψs，即ψs= - CiRT[i:离解系数，蔗糖等于1;c:等渗浓度；R：气体常数，0.0083 MPa·L/mol·K；T表示绝对温度，即273+t（实验时溶液的温度）]。
2、质壁分离法测渗透势ψw＝ψp＋ψs。
当ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水。
当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，发生质壁分离。
当发生初始质壁分离时，ψp＝0 ，ψw＝ψs＝ψ cell外= - CiRT四、方法步骤小液流法测植物组织水势1．按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液（母液）分别配成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mol/L蔗糖溶液各10ml。
分别置于5支大试管中，编号作为实验组。
2．另取5支小试管对应于实验组编号，从实验组取2ml蔗糖溶液作为观察组。
3．切约2mm左右见方的马铃薯片。
4．把马铃薯片放入实验组，每组20片，20分钟后，加一点点亚甲基蓝粉末，摇匀。
5．用吸管吸蓝色液，伸入对应观察组中部，轻轻挤出一滴液滴，轻轻取出吸量管，观察液滴移动方向。
6.根据公式ψs=-CiRT,计算出所测材料的ψ cell质壁分离法测渗透势1、按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液（母液）分别配成0.1、0.2、0.3、0.5、0.6 mol/L 蔗糖溶液各2ml。
测定植物组织水势的方法及其原理
测定植物组织水势的方法及其原理测定植物组织水势是研究植物生理学中的重要课题之一。
水势是指植物细胞内外水分的自由能差，是植物体内水分运输和调节的关键指标。
本文将介绍几种常用的测定植物组织水势的方法及其原理。
一、压力室法压力室法是一种直接测定植物组织水势的方法。
其原理基于植物细胞内外水势的平衡关系。
在实验中，将待测组织样品放入一个密封的压力室中，通过增加压力，使压力室内外的水势达到平衡。
通过测量加入压力之前和之后的压力差，可以计算出组织的水势值。
二、渗透势法渗透势法是一种间接测定植物组织水势的方法。
其原理基于渗透压对水势的影响。
在实验中，将待测组织样品放入含有不同浓度溶液的渗透槽中，使组织与外界形成渗透平衡。
通过测量组织与溶液之间的渗透压差，可以计算出组织的水势值。
三、压力-容积曲线法压力-容积曲线法是一种间接测定植物组织水势的方法。
其原理基于植物细胞的压力-容积关系。
在实验中，将待测组织样品置于不同的外界压力下，测量组织的容积变化。
通过绘制压力-容积曲线，可以确定组织的压力势和水势值。
四、气体法气体法是一种间接测定植物组织水势的方法。
其原理基于气体扩散对水势的影响。
在实验中，将待测组织样品置于密闭的容器中，通过测量容器内气体的湿度变化，可以计算出组织的水势值。
以上所述的方法各有优缺点，选择合适的方法取决于实验目的、样品特性和实验条件等因素。
此外，还可以结合其他生理指标的测定结果，综合分析植物组织的水势状况。
测定植物组织水势的方法包括压力室法、渗透势法、压力-容积曲线法和气体法等。
这些方法基于不同的原理，通过测量不同的参数来间接或直接地确定植物组织的水势值。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合其他指标进行综合分析，以全面了解植物的水分状况。
植物生理学实验
实验一植物细胞渗透势的测定（质壁分离法）一、原理将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，经过一段时间后，植物细胞与蔗糖溶液之间将达到平衡状态。
如果在某一溶液中细胞脱水达到平衡时刚好处于临界质壁分离状态，则细胞的压力势ψp将下降为零，此时细胞液的渗透势ψπ等于外液的渗透势ψπ′，即ψπ＝ψπ′。
此溶液称为该组织的等渗溶液，其浓度称为该组织的等渗浓度，即可计算出细胞液的渗透势。
实际上临界质壁分离状态镜下很难看到，一般以初始质壁分离作为判断等渗浓度的标准。
（细胞水势=渗+压+衬，其中渗=外渗=-iCRT）（注：内外浓度差不一定质壁分离，因为外高内低才会分离）二、器材、试剂与材料1、器材：显微镜，小培养皿（60mm），载盖玻片，温度计，试剂瓶，吸水纸等。
2、试剂：1mol/L蔗糖溶液，蔗糖系列标准溶液。
3、材料：洋葱。
三、操作步骤1、取干燥、洁净培养皿9套，顺序编号，顺序加入蔗糖系列标准溶液，呈一薄层，盖好皿盖。
（为什么？）2、用镊子撕取材料内表皮（0.5cm见方即可），吸去表面水分，迅速浸入上述培养皿中，每皿4—5片。
3、经20～30min（为什么等这么长时间？因为达渗透平衡）记录室温，同时从高浓度开始依次取出材料放于载片上，滴一滴同浓度的蔗糖溶液，盖上盖片，显微镜下观察。
若所有细胞都发生质壁分离现象，则取相邻低浓度的材料观察，并记录质壁分离的相对程度。
若有50％左右细胞发生初始质壁分离(即原生质体刚从细胞壁的角隅处分离)，则该浓度就是等渗浓度。
若两个相邻浓度的材料中，一个未发生质壁分离，另一个发生质壁分离数超过50％，则两浓度平均值即为等渗浓度。
4、由所得的等渗浓度和室温计算细胞液的渗透势：ψπ＝ψπ′＝－iCRT(MPa)，其中：ψπ——细胞的渗透势，MPa；ψπ′——供试溶液的渗透势，MPa；C——供试溶液的浓度，moL/L；R——气体常数，0.008314·L·MPa／(moL·K)；T——绝对温度，(273十t℃)K；i——等渗系数，蔗糖为1。
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4 将结果记录于表中。确定引起半数以上细胞刚 发生质壁分离的蔗糖溶液最低浓度和不能引起 质壁分离的最高浓度。
5 这两个浓度的平均值为等渗浓度。
6 可按下列公式计算在常压下该组织细胞质液的 渗透势。
四、结果与计算
细胞渗透势 ψs=－RTiC R 为气体常数=0.083×105/L·Pа/mol·K。 T 为绝对温度，单位K，即273℃+t，t 为实验 温度。 I 为解离系数，蔗糖为1。 C 为等渗溶液的浓度，单位为mol/L。 则： =0.083×105×(273℃+t)×1×C
质壁分离现象——水分的渗透作用
高渗溶液
二、实验设备与材料
– 显微镜； – 镊子； – 载玻片； – 盖玻片； – 刀片；培养皿； – 移液管； – 蔗糖； – 洋葱 –
水绵
三、实验步骤
1． 配制一系列不同浓度的蔗糖溶液10ml于试管中， 编号，浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6M。
编号 1 浓度 0 M
1M 蔗糖 ml数 水ml 数
2 0.1
3 0.2
4 0.3
5 0.4
6 0.5
7 0.6
8 0.7
9 0.8
记录
适于水绵
编 号 1
0
2
0.05
30.14 Nhomakorabea0.15
5
0.2
6
0.25
7
0.3
8
0.35
9
0.4
浓 度
1M 蔗糖 ml数 水ml 数
记 录
2． 用镊子撕取洋葱的外表皮（水绵）投入各浓 度的蔗糖溶液中，使其完全浸没。投入时先从 高浓度开始，每隔5min向下一浓度放2~3片洋 葱表皮。 3． 在洋葱表皮在各浓度的蔗糖溶液中平衡 30min后，从高浓度开始依次取出放入显微镜 下观察质壁分离的情况（低倍镜即可），记录 观察结果。
实验1 植物组织渗透势的测定
一、实验原理
生活细胞的原生质膜是一种选择透性膜，可 以看作是半透膜，它对于水是全透性的,而对 于一些溶质如蔗糖的透性较低。 当把植物组织放在一定浓度的外液中，组 织内外的水分便可通过原生质膜根据水势梯度 的方向而发生水分的迁移，当外液浓度较高时 （高渗溶液），细胞内的水分便向外渗出，引 起质壁分离；
含有液泡细胞水势公式可用下式表示： ψw＝ ψ液泡＝ ψs ＋ ψp
而在外液浓度低时（低渗溶液），外液中的水则进 入细胞内。当细胞在一定浓度的外液中刚刚发生质 壁分离时（初始质壁分离，质壁分离仅在细胞角隅 处发生），细胞的压力势等于零，细胞的渗透势等 于细胞的水势，也就等于外液的渗透势。该溶液即 称为细胞或组织的等渗溶液，其浓度称为等渗浓度。