植物组织中自由水和束缚水含量的测定
实验4 植物组织中自由水与束缚水含量的测定
自由水和束缚水含量常与植物生长与抗性有密切关系。自由水与束缚水比值较高的植物组织或器官,
代谢活动较旺盛,生长也较快;反之则生长较缓慢,但抗性较强。因此,自由水和束缚水的相对含量可以
作为代谢活动及抗逆性强弱的重要生理指标。
【原理】
束缚水被细胞胶体颗粒所吸附,水势较低,故不易移动、蒸发和结冰,不能作为溶剂,也不易被夺取。
可根据这些特点测定束缚水含量。将植物组织浸入浓糖液中脱水,经过一定的时间后易移动的自由水可全
部进入糖液中,组织中剩余的水分可看作束缚水。根据糖液浓度变化可测得自由水量。由植物组织的总含
水量减去自由水量,即可求出束缚水量。
【仪器与用具】
阿贝折射仪;电子顶载天平(感量0.1mg);烘箱;称量瓶若干;打孔器(面积0.5cm2左右);烧杯;
瓷盘;量筒。
【试剂】
60%~65%蔗糖溶液(重量百分浓度):称取蔗糖60~65g,置烧杯中加蒸馏水40~35g,使总重量为
100g,溶解后备用。
【方法】
1.取称量瓶6个,编号(设三次重复),分别称准重量。
2.在田间选取生长一致的待测植物数株,选各部位、长势、叶龄等一致的有代表性的叶子数片。
3.用0.5cm2左右的打孔器在叶子两测(避开主脉)对称地打取小圆片共300片,分别随机地放入已编
号地6个称量瓶中(各50片),盖紧,以免水分散失。
4.准确称取各瓶重量,求出各瓶样品鲜重。然后将其中3瓶置烘箱中于105℃下10min杀死组织,再
于80℃下烘至恒重,求出组织含水量(%)。
将另外三个称量瓶中各加入60%~65%(重量百分浓度)蔗糖溶液5ml,再准确称量,算出各瓶糖液
重量。于暗处放置4~6h,其间不时轻轻摇动。
5.到预定时间后,充分摇动溶液,用折射仪分别测定各瓶糖液浓度,同时测定原来的糖液浓度(折射
仪用法见实验3),按下式求组织中自水和束缚水含量(%)。
自由水含量(%)=100/)(221WDDDG-
式中 G-糖液量(g);
D1-糖液原来浓度(%);
D2-浸叶后糖液浓度(%);
W-植物组织鲜重(g)。
束缚水含量(%)=组织含水量(%)—自由水量(%)
表4-1 测定组织自由水和束缚水含量记载表
日期:
植物 处理 组织 含水量 (%) 组织 鲜重 (g) 糖液浓度(%) 自由 水量 (%) 束缚 水量
(%)
自由水
束缚水
原浓度 浸叶后
【思考题】
1.测定植物组织中自由水和束缚水的含量有何意义?
2.自由水和束缚水比值的大小与生长及抗性关系如何?
植物的水分代谢
0.2
37.8
2、水分的迁移方式
扩散(diffusion) 物质从高浓度(高化学势)的区域向低浓度(低化学势)区域自发的 转移称为扩散。 动力:两点间的化学势差(浓度差)。 对于短距离的物质运输有效。不适用于长距离运输。
渗透(osmosis)
当溶液被膜分开为两个部分时,溶质无法跨膜运输,溶剂的跨膜 扩散称为渗透。 渗透动力:膜两侧的水势差。 这是水分进入细胞的主要形式。
1.水分的生理作用
1)水是植物细胞原生质的重要组分
2)水是植物体内代谢过程的反应物质
3)水是植物各种生化反应和物质运输的介质 4)水使植物保持挺立的姿态 5)细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水
•正常代谢的组织原生质呈溶胶状态;代谢弱的干种子,原生质呈凝胶状态。
2.水对植物的生态作用:
1)水是植物体温调节剂
处在强烈蒸发环境中的细胞ψP会成负值?
• 因为植物细胞壁的表面蒸发失水,原生质和液泡中的一部分水分 就外移到细胞壁中去。但这时并不发生质壁分离。在强烈的蒸发 环境中, 细胞壁内已经没有水分了,原生质体便与细胞壁紧密吸 附而不分离。所以在原生质收缩时,就会拉着细胞壁一起向内收 缩。由于细胞壁的伸缩性有限,所以就会产生一个向外的反作用
用质壁分离现象解决下列几个问题(P13):
1、鉴定细胞死活
2、测定细胞的渗透势
3、观察物质透过原生质的难易程度 4、证明植物细胞是渗透系统
低水势
常态
纯水
细胞水势、溶质势、压力势与细胞体积的关系
• 问题:
(1)甲、乙两细胞,甲放在0.4M的蔗糖溶液中,充分平衡后, 测得其渗透势为-0.8RT;乙放在0.3M的NaCl溶液中,充分平
饱和含水量
植物水分生理试题
植物水分生理试题二、填空题1水分在植物细胞内以和状态存在,比值大时,代谢旺盛。
2细胞中的自由水越多,原生质粘性,代谢,抗性。
3植物细胞自由水比束缚水比值低时,植物提高,而降低。
4当植物体内自由水比值增加时,代谢活动,抗逆性。
5自由水比束缚水比值的大小,常作为衡量植物和强弱的指标。
6当细胞内自由水比束缚水比值增高时,原生质胶体的粘性,细胞代谢活动。
7当细胞内束缚水比值上升时,原生质胶体呈态,代谢,抗逆性。
8植物细胞吸水的三种方式是、和。
9植物细胞内起半透性膜作用的部位是指、、三个部分。
10在相同下,一个系统中一偏摩尔容积的与一偏摩容积的之间的,叫做水势。
11在标准状况下,纯水的水势为。
加入溶质后其水势,溶液愈浓,其水势。
12当相同质量的溶质加入水中时,溶质的分子量越大,其Ψs ;溶质的分子量越小,其Ψs 。
13把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中,细胞通常表现;放在低水势溶液中,细胞常表现;放在与细胞水势相等的溶液中,细胞表现。
14与纯水相比,含有溶质的水溶液的沸点,冰点,渗透势。
15植物组织的水势由,和组成。
16植物细胞发生初始质壁分离时,其Ψw ;当细胞吸水达到饱和时,其Ψw= 。
17一般植物细胞ΨW= ;当细胞刚发生质壁分离时,其ΨW= 。
18液泡化的植物细胞,其水势主要由和组成,而可以忽略不计。
19植物细胞处于临界质壁分离时其Ψw= ;充分吸水后其Ψw= 。
20当叶片失水出现萎蔫状态时,这时细胞的膨压呈,其水势。
21在通常情况下,植物细胞的压力势总是呈正值,但在时,其压力势可呈负值,这时其Ψw Ψs。
22植物细胞间水分移动的快慢,取决于它们之间的和。
23茎叶的水势比根的水势;在同一根部,内侧细胞的水势比外侧细胞的水势。
24种子萌发时靠作用吸水,其吸水量与有关。
25分生组织主要依靠吸水,形成液泡的细胞主要靠吸水。
26种子萌发时,原生质胶体变状态,这时其代谢,抗逆性。
27下列吸水过程中水势的组分分别是: 吸胀吸水Ψw=;渗透吸水Ψw=;干燥种子吸水Ψw=;分生组织细胞吸水Ψw=;一个典型细胞水势组分,Ψw= ;成长植株的细胞吸水Ψw=;28当细胞发生质壁分离时,压力势为,细胞的水势等于,当细胞水势等于零时,细胞的势和势相等,但方向。
植物愈伤组织诱导培养基的配制
中 国 海 洋 大 学 实 验 报 告姓名: 马宁 专业年级: 生命基地班2009级 学号: 040212009020 课程: 植物生理学实验 题目: 植物愈伤组织诱导培养基的配制一 .实验目的1、掌握植物组织培养基母液配制的原则。
2、掌握植物MS 培养基的配制方法。
3、学会使用高压灭菌锅。
学会植物组织含水量、自由水和束缚水含量的测定二 .实验原理概念:1.植物组织培养:将植物的器官组织以至单个细胞,应用无菌操作方法,使其在人工条件下,能够分裂、增殖、分化发育成一完整植株的过程。
2.愈伤组织及脱分化、再分化:植物的组织在人工培养条件下,原来已经分化停止生长的细胞,可以重新分裂,形成没有组织结构的细胞团,即愈伤组织,这一过程称为“脱分化作用”。
而已经“脱分化”的愈伤组织,在一定条件下,又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官,这一过程称为“再分化作用”。
植物激素在“再分化”过程中起着重要作用,生长素和细胞分裂素的比例,决定了根和芽的分化。
培养基配置见下表化合物含量mg/L母 液吸取母液量 ml/L 编号浓度mg/ml称量mg 配制量mlNH 4NO 3 1650 133 16500 500 25 KNO 3 1900 38 19000 KH 2PO 4 170 3.4 1700 MgSO 4.7H 2O 370 7.4 3700 CaCl 2.2H 2O4402 8.8440050025三 .主要仪器试剂三蒸水、蔗糖、琼脂、用分析纯试剂:NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4•7H2O 、CaCl2•2H2O 、 ZnSO4•7H2O 、MnSO4•4H2O 、H3BO3预先配制好的不同组分的培养基母液、2-4D 溶液、烧杯、移液管、铁缸子、玻璃棒、手套、加热器等。
四.实验操作步骤1、母液的配制(教师配好) 1)配制母液的好处和原则 (1)好处a.可减少每次配制称量药品的麻烦.b.减少极微量药品在每次称量时造成的误差。
第一章 植物的水分生理
2. 角质层蒸腾:叶片,5 %~10%左右
3. 气孔蒸腾:叶片,可占蒸腾总量的 80%~90%。 (三)蒸腾作用的指标(3种) 1.蒸腾速率(transpiration rate) 植物在单位时间内,单位叶面积通过蒸腾作用所散失水 分的量称为蒸腾速率,也可称为蒸腾强度。一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表 示(g.m-2.h-1或 mg.dm-2.h-1 )。现在国际上通用 mmol.m-2.s-1来表示蒸腾速率。 2.蒸腾效率(transpiration ratio TR) 指植物在一定生长期内有光合作用所积累的干物质与 蒸腾失水量之比,也就是每蒸腾1kg水所形成干物质的g数。常用 g.kg-1 表示。
ψw=ψS+ψm+ψP+ψg
第二节 植物细胞对水分的吸收
1、纯水的水势(ψ0w) 所谓纯水是指不以任何物理的或者化学的方式与 任何物质结合的水,完全是自由水,纯水的水势为0。
2、溶质势(ψS) 指由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。 在标准大气压下,溶液的水势就等于其溶质势,溶液的溶质越多,其溶质势 越低,且任何一种溶液的水势均低于纯水的水势而为负值。在渗透体系中, 溶质势表示了溶液中水分子潜在渗透能力的大小,所以,溶质势又可称为渗 透势。
第二节 植物细胞对水分的吸收
二、水的移动 水的移动方式有3种式:扩散、集流和渗透作用。 (一) 扩散 是物质分子(包括气体分子、水分子、溶质分 子)从高浓度(高化学势)区域向低浓度(低化学势)区域 转移,直到均匀分布的现象。 (二)集流 是指液体中成群的原子或者分子(例如组成 水溶液各种物质的分子)在压力梯度(水势梯度)的作用下 共同移动的现象。 (三)渗透作用 是物质依水势梯度移动。指溶液中的溶 剂分子通过半透膜扩散现象。
罗望子对干热环境的生态适应机理研究
12 1 ..
冠 比的测 定
在 水分胁 迫 环 境 条件 下 进 行 根/ 比的测 定 。水 分胁 迫 条 件 设 置 4个 处理 , 冠 各
处 理 的土壤 含水量 分别 为 2 % ~ 5 ,8 一2 % ,3 一1% ,% ~1% 。土 壤含 水 量 采 用 称 重 法 控 3 2 % 1% 0 1% 5 8 0
第 2卷 第 4期 21 0 1年 1 2月
热 带 生 物 学 报
J OURNAL oF TRoPI CAL oRGANI M S S
V0 . . 1 2 No 4 De . 01 e2 1
文章编号 : 7 1 4—75 (0 10 0 1 0 6 0 4 2 1 )4— 3 0— 6
旱环境 的机理 , 结果表 明: 罗望子在干旱的环境下 , 根系发达 , 利于从土壤 吸收更 多的水分 满足其水 分生理需
要; 组织 内的束缚水含量大 于 自由水 的含量 , 水分代谢减慢 ; 干旱季节植物组织的脯氨酸含量 提高 , 有助于 细
胞持水 , 防止脱水作用 ; 通过调节气孔导度来调节光合速率和蒸腾速率适应 干旱 环境 。但 这些适应 性均对 罗 望子 的产 量潜 力有 抑制作用 。 关键 词 : 罗望子 ;干热环境 ; 适应性 ;机理
罗 望 子 对 干 热 环 境 的 生 态 适 应 机 理 研 究
纪 中华 , 潘志贤 , 坤建 , 钱 杨艳鲜 , 方海东 , 李建增
(云南省农 业科学研究院 热区生态农业研究所 , 云南 元谋 6 10 ) 5 30 摘 要: 从根系生长状况 、 物组织的含水量 、 植 脯氨 酸含量 、 合特性 、 光 蒸腾 特点等 方面分 析 , 罗望 子适应 干
“ 雨养种植” 罗望子 6 m 。该区域气候高温 、 7h 干燥 , 年降雨量为 6 3 8m 。雨季集 中在 5 0月份 , 1. m ~l 其 他 月份 少雨 , 蒸发 量 为 39 12mm。干燥 度 4 4 以 pn a 式计算 ) 土壤凋 萎 湿度 长达 7—8个 月 j 1. . ( em n公 , 。
植物生理学实验考试试题 (1)
植物生理学实验考试试题一、名词解释:1、标准曲线:用标准溶液制成的曲线。
先配制一系列不同浓度的标准溶液, 在溶液吸收最大波长下, 逐一测定吸光度,然后用坐标纸以溶液浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标作图, 若被测物质对光的吸收符合光的吸收定律, 必然得到一条通过原点的直线, 即标准曲线。
4、氮素代谢:氮素及含氮的活体物质的同化异化和排泄,总称为氮素代谢。
5、淀粉酶:是水解淀粉和糖原的酶类总称。
6、真空渗入:指将叶片打孔放入注射器中,加水浸没,排出空气后用手指堵住前端小孔,同时把活塞向外抽拉,即可造成减压而排出组织中的空气,轻放活塞,水液即进入组织的方法。
7、离心技术:是根据物质颗粒在一个离心场中的沉降行为而发展起来的。
它是分离细胞器和生物分子大分子物质必备的手段之一,也是测定某些纯品物质的部分性质的一种方法。
8、电泳:各种生物大分子在一定pH 条件下,可以解离成带电荷的颗粒,这种带电颗粒在电场的作用下向相反电极移动的现象称为电泳。
9、同工酶:凡能催化同一种化学反应但其分子结构和带电性质不同的一组酶称为同工酶10、迁移率:指带电颗粒在单位电场强度下的泳动速度。
11、聚丙烯酰胺凝胶:是一种人工合成凝胶,是以丙烯酰胺为单位,由甲叉双丙烯酰胺交联成的,经干燥粉碎或加工成形制成粒状,控制交联剂的用量可制成各种型号的凝胶。
20、超氧化物歧化酶(SOD):普遍存在动植物体内的一种清除超氧阴离子自由基O2 的酶。
21、硝酸还原还原酶:是植物氮素同化的关键酶,它催化植物体内的硝酸盐还原为亚硝酸。
22、诱导酶:又称适应酶,指植物体内本来不含有,但在特定外来物质的诱导下诱导生成的酶。
如硝酸还原酶可为NO3-所诱导生成。
二、填空:1、测定植物可溶性蛋白质含量时,绘制标准曲线是标准蛋白质浓度为横坐标,以吸光值为纵坐标。
2、常用的测定植物可溶性蛋白质含量的方法有:Folin-酚试剂法(Lowry 法) 、双缩脲法、考马斯亮蓝法和紫外吸收法。
第一章 植物的水分代谢
(2)压力势(pressure potential) 由于压力的存在而使体系水势改变的 数值,用ψ p表示。 原生质吸水膨胀,对细胞壁产生压力, 而细胞壁对原生质会产生一个反作用力, 这就是细胞的压力势。
渗 透 装 置
图1-1 渗透现象
1.实验开始时
2.由于渗透作用纯水通过 选择透性膜向糖溶液移动, 使糖溶液液面上升。
经过一段时间后,由于水分子可以自由通过 半透膜,而蔗糖分子不可以。单位体积内,清水 中水分子数多于蔗糖分子中的,数多。故而导 致蔗糖溶液的液面升高。
3 关于气孔蒸腾的试验
试验当天:
试验三天后:
4.蒸腾作用的生理意义
运输动力 降温 气体交换 提高空气湿度,调节气候, 防止干旱
5
蒸腾作用的影响因素
5.1 内部因素
1)气孔频度(气孔数/cm2) 2)气孔大小 3)气孔开度
5.2 外部因素
1)光照 2)空气相对湿度 3)温度 4)风速
第四节 植物体内水分的运输
一、水分运输的途径:
土壤水分 木质部 薄壁细胞 叶肉 细胞 气孔 下腔 根毛 茎的 导管 皮层 叶脉 导管 内皮层
气孔
大气
Evaporation
Water molecules are “sticky”
Cohesion
Uptake
二、
水分运输的速度
不同植物、不同部位、不同环境都会影响 水分的运输速度
二.植物细胞吸水的途径
植物生理学
植物生理学第一周:束缚水靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分(如:风干的种子)束缚水一般不参与植物的代谢反应,它的含量与植物抗性大小有密切关系。
自由水距离胶粒较远而可以自由流动的水分自由水主要参与植物体内各种代谢的反应,它的含量制约着植物的代谢强度,其占总含水量的比例越大,则植物代谢越旺盛。
自由水/束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
自由含水量的不同,细胞质亲水胶体有两种不同的状态:含水量较多的是溶胶,含水量较少的是凝胶(如:休眠的种子)植物体内水分的生理生态作用:1.水分是细胞质的主要成分(含水量在70%~90%);2.水分是代谢作用过程的反应物质;3.细胞分裂及生长都需要水分;4.水分是植物对物质吸收和运输的溶剂;5.水分能保持植物固有的姿态;6.调节植物体温及大气湿度、温度等(蒸腾失水)。
植物细胞对水分的吸收:1.渗透性吸水(借助渗透作用,即水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水);2.代谢性吸水:(利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程);3.吸涨性吸水:(亲水胶体物质吸水膨胀的现象)物质中的总能量分为束缚能和自由能。
束缚能:不能用于做功的能量。
自由能:是指能够做功的能量和参与反应的本领。
化学势:1mol物质的自由能就是该物质的化学势,可衡量物质反应或做功所用的能量。
水势:就是每偏摩尔体积水的化学势差,衡量水分反应或做功能量的高低。
水势(ψw) == 水溶液的化学势(μw)—纯水的化学势(μw0)==Δμw水的偏摩尔体积(¯Vw)(¯Vw)水的化学势单位N·m·mol-1 =====N/m2==Pa水的偏摩尔体积单位m3·mol-1特例:纯水的水势为0 海水的水势--2.69MPa1MNacl 水势为--4.46MPa 植物细胞的水势在--0.1~1.5MPa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的现象。
第八章 植物的水分代谢
第八章植物的水分代谢一、内容提要(一)基本知识体系水是地球上所有生命得以生存的一个必不可少的条件。
水分在植物体内主要以束缚水和自由水两种状态存在。
自由水含量越大,代谢越旺盛。
束缚水含量相对较多,植物抵抗不良环境的能力增强,常以束缚水/自由水的比率作为衡量植物抗性强弱的指标之一。
细胞是植物水分代谢的基本单位,植物细胞吸收水分的方式有三种:有液泡的植物细胞主要靠渗透作用吸水;没有液泡或未形成液泡的细胞,靠吸涨作用吸水;此外,细胞还有代谢性吸水。
在这三种吸水方式中,以渗透性吸水为主。
典型的植物细胞水势由三部分组成,即ψW = ψS + ψP + ψm 。
植物细胞水分得失情况决定于细胞与其环境之间的水势梯度,如果细胞水势高于环境水势,细胞失水;反之则细胞吸收水分。
植物细胞之间和组织之间的水分流动同样遵循这样的规律。
根系是陆生植物吸收水分的主要器官。
根的各部分吸水能力并不相同,其中根毛区吸水能力最大。
根系吸水方式主要有主动吸水和被动吸水。
主动吸水是由根代谢活动而引起的吸水过程,根压是植物主动吸收水分的主要动力。
被动吸水是由于植物地上部蒸腾作用而引起的根部吸水,蒸腾拉力是植物被动吸水的主要动力。
植物根系主动吸水和被动吸水所占比重因植物蒸腾强度而不同。
植物根系吸水除了受内部因素(如根系发达程度和根系代谢作用强弱等)影响外,还受周围环境因素的影响,如蒸腾速率、土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度等。
植物吸收的水分中,绝大部分水都会通过蒸腾作用排出体外。
植物主要通过叶片进行蒸腾作用。
蒸腾作用有皮孔蒸腾、角质层蒸腾和气孔蒸腾三种,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的主要形式。
气孔是由叶表皮组织上的一对保卫细胞构成的一个特殊小孔结构,其扩散完全符合小孔扩散定律。
有关气孔运动的机理主要有:淀粉与糖转化学说、K+泵学说、苹果酸代谢学说、玉米黄素学说。
影响气孔运动的因素有光照、CO2、温度、水分和植物激素。
蒸腾作用的影响因素有气孔频度和大小、气孔下腔体积及叶片内部面积等内部因素及光照、温度、湿度等外部因素。
山杏花期抗寒性研究
山杏花期抗寒性研究作者:高磊来源:《农家科技中旬刊》2019年第01期[摘要]本文对2007年4月沈阳天柱山生长的山杏进行冻害调查。
测定各类型的自由水含量/束缚水含量,分析統计数据并进行抗寒性分析,比较各类型的抗寒性差异。
[关键词]花期冻害;低温胁迫;抗寒性山杏蔷薇科、李属,是亚洲的特有生态经济型树种,主要分布于俄罗斯的西伯利亚,蒙古东部、东南部以及我国北纬40°度以南的辽宁、河北、内蒙古自治区、陕西、山西、新疆等省区海拔300—1500米的山地丘陵区,是今年来包括辽西在内的干旱半干旱地区退耕还林的主要树种。
调查中选取形态特征趋向于抗性强的类型的山杏(设为C型)和抗性较弱的类型(设为B 型),另外再选取两种类型的中间类型(设为A型),即形态特征介于上述两种类型之间类型,在大蕾期采取三种类型花枝运往实验室进行培养,待盛花期进行低温胁迫处理,并测定各类型的抗寒性指标(自由水/束缚水含量的比值、SOD活性、可溶性糖含量、相对电导率,这四个指标与其它诸多抗寒性指标的相关性较好,可作为单一指标衡量抗寒性强弱),验证三种类型的抗寒性强弱。
1材料和方法1.1材料材料采自沈阳天柱山,2007年4月28日分别从20—30年生三种不同类型(设为A型、B 型、C型)的山杏树冠周围随机采取正常生长的一年生枝剪取10—20cm的大蕾期枝条200个,在实验室用5%的蔗糖溶液进行培养,待盛花期进行处理(2007年5月1日)1.2方法1.2.1冷冻处理每一处理3枝,每枝保证多于10朵花,放入超低温冰箱中利用点温计进行人工低温处理,处理温度为0°C、-2°C、-4°C、-6°C、-8°C。
对照温度为室温(18-20°C)。
当达到所需冷冻温度后,维持时间剃度2h、3h、6h、8h,顺次取出样品,与室内静置10小时后进行观察和提取酶液并测定各项指标。
1.2.2各类型山杏花器官组织含水量和自由水/束缚水值的测定1.2.2.1组织含水量的测定取称量瓶3只(三次重复),依次编号并准确称重。
