實(shí)驗(yàn)一植物細(xì)胞滲透勢(shì)與組織水勢(shì)的測(cè)定.ppt

實(shí)驗(yàn)一、植物細(xì)胞滲透勢(shì)與組織水勢(shì)的測(cè)定,植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)(二) 植物生理學(xué)基礎(chǔ)與綜合實(shí)驗(yàn),南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解細(xì)胞滲透勢(shì)與組織水勢(shì)的生理意義及相互關(guān)系； 掌握質(zhì)壁分離法測(cè)細(xì)胞滲透勢(shì)的原理與步驟； 掌握長(zhǎng)度法、小液流法測(cè)組織水勢(shì)的原理和步驟； 了解阿貝折射儀的原理、結(jié)構(gòu)和使用方法； 了解阿貝折射儀法測(cè)定組織水勢(shì)的原理與步驟。,一、實(shí)驗(yàn)原理,基本概念 植物細(xì)胞對(duì)水分的吸收： 擴(kuò)散、集流、滲透（擴(kuò)散+集流的組合） 成熟的植物細(xì)胞以滲透性吸水為主。 決定因素：水勢(shì)高低 滲透作用： 水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)。 植物細(xì)胞的半透膜：原生質(zhì)層（質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜）,實(shí)驗(yàn)原理,水勢(shì)： w=+ p+ g 水勢(shì)=滲透勢(shì)+壓力勢(shì)+重力勢(shì) 壓力勢(shì)：細(xì)胞吸水膨脹時(shí)p0 初始質(zhì)壁分離時(shí)、質(zhì)壁分離后p=0 細(xì)胞劇烈失水初期p0 重力勢(shì)：成熟植物細(xì)胞g0 滲透勢(shì)： = -RTic 滲透勢(shì)= -氣體常數(shù)*絕對(duì)溫度*解離常數(shù)*溶液濃度,滲透作用,如果： 外界溶液水勢(shì)細(xì)胞內(nèi)水勢(shì) 水分移動(dòng)： 細(xì)胞將：,將洋蔥表皮細(xì)胞浸入不同濃度蔗糖溶液后：,質(zhì)壁分離,如果： 外界溶液水勢(shì)細(xì)胞內(nèi)水勢(shì) 水分移動(dòng)： 細(xì)胞將：,臨界狀態(tài),此時(shí)： 外界溶液水勢(shì)=細(xì)胞內(nèi)水勢(shì) 細(xì)胞內(nèi)壓力勢(shì)=0 細(xì)胞內(nèi)重力勢(shì)0 細(xì)胞內(nèi)滲透勢(shì)=細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)=溶液水勢(shì)=溶液滲透勢(shì) 該溶液被稱為：等滲溶液,初始質(zhì)壁分離狀態(tài)： 50%細(xì)胞發(fā)生角隅質(zhì)壁分離。,如何確定質(zhì)壁分離臨界狀態(tài)？,理論上：50%細(xì)胞發(fā)生角隅質(zhì)壁分離。 實(shí)際操作：常以兩個(gè)臨界濃度的平均值作為等滲溶液的濃度： 引起質(zhì)壁分離的最低濃度； 不引起質(zhì)壁分離的最高濃度。,將土豆條浸入不同濃度蔗糖溶液后：,溶液w土豆條w： 土豆條失水，長(zhǎng)度 溶液吸水，C、比重,溶液w 土豆條 w： 土豆條吸水，長(zhǎng)度 溶液失水，C比重,如果,溶液w =土豆條w，則： 土豆條長(zhǎng)度不變，溶液C不變、比重不變。 該溶液也被稱為等滲溶液。,注意,根據(jù)土豆條長(zhǎng)度變化、溶液濃度變化、比重變化，均可判斷等滲溶液。 實(shí)際觀察中，常以引起變化最小的溶液濃度，或者兩個(gè)臨界濃度的平均值作為等滲濃度。 引起土豆條長(zhǎng)度 ，溶液比重、濃度的最低濃度； 引起土豆條長(zhǎng)度 ，溶液比重、濃度的最高濃度。 對(duì)于等滲溶液 溶液滲透勢(shì)=溶液水勢(shì)=組織水勢(shì),三、儀器、藥品與材料,儀器與用品： 顯微鏡、阿貝折射儀； 鑷子、刀片、試管、載玻片、蓋玻片、結(jié)晶皿、溫度計(jì)。 藥品： 1mol/L蔗糖母液：每34.23g蔗糖定容到100mL。保存于4。 蔗糖梯度濃度溶液：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于中試管中。 實(shí)驗(yàn)材料： 洋蔥、土豆。,四、實(shí)驗(yàn)步驟,（一）質(zhì)壁分離法測(cè)定組織滲透勢(shì)。 取5套潔凈的結(jié)晶皿或培養(yǎng)皿,編號(hào)。將蔗糖梯度濃度溶液按順序分別倒入，加蓋； 用刀片在洋蔥鱗片外表皮上縱橫劃成0.5cm2的小塊，用尖頭鑷子輕輕撕下，將內(nèi)側(cè)面朝下，迅速投入蔗糖梯度濃度溶液中。每個(gè)濃度中投入5片，使之完全浸入并立即加蓋。,3、靜置1015min后，從最高濃度溶液開始依次取出表皮薄片放在滴有同樣濃度溶液的載玻片上，加蓋玻片，于低倍顯微鏡下觀察細(xì)胞的狀態(tài)。,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,實(shí)驗(yàn)步驟,4，確定兩個(gè)臨界濃度： 引起半數(shù)以上細(xì)胞原生質(zhì)體發(fā)生角隅質(zhì)壁分離的最低濃度 不引起質(zhì)壁分離的最高濃度 5，判斷等滲濃度，代入公式計(jì)算洋蔥表皮細(xì)胞的滲透勢(shì)。 = -RTic = -0.008314*（273+t）*1*c（MPa）,（二）植物組織水勢(shì)的測(cè)定,1.配制蔗糖梯度濃度溶液各10mL，注入5支試管，加塞并編號(hào)，作為對(duì)照組； 2.另取5支試管，編號(hào)，作為實(shí)驗(yàn)組； 3.從對(duì)照組的試管中各取4mL溶液移入相應(yīng)編號(hào)的實(shí)驗(yàn)組試管中，加塞； 4.洗凈土豆塊莖，迅速切取土豆條25根（長(zhǎng)度45cm，長(zhǎng)度厚度盡量一致）。5根一組，首尾相連，準(zhǔn)確量取總長(zhǎng)度并記錄。 5.各組土豆條放入實(shí)驗(yàn)組5支試管，每管5支。浸泡30min，期間搖動(dòng)數(shù)次。,I、長(zhǎng)度法,6.取出土豆條，立即重新測(cè)量每組5根土豆條的總長(zhǎng)。 7.比較實(shí)驗(yàn)前后土豆條總長(zhǎng)度的變化，判斷與確定等滲濃度。 8.計(jì)算植物組織水勢(shì)。 w= -RTic = -0.008314*（273+t）*1*c（MPa）,II、阿貝折射儀法（演示）,6.取出土豆條，利用阿貝折射儀分別測(cè)定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中蔗糖溶液的百分比濃度。 7.比較實(shí)驗(yàn)前后蔗糖濃度變化，判斷等滲濃度。 8.計(jì)算組織水勢(shì)。 w= -RTic = -0.008314*（273+t）*1*c（MPa）,III、小液流法,6.向每一實(shí)驗(yàn)組試管中加入亞甲基藍(lán)粉末少許，震蕩，使溶液變?yōu)榫鶆虻乃{(lán)色； 7.用長(zhǎng)滴管從實(shí)驗(yàn)組各管吸取少許有色溶液，深入相應(yīng)編號(hào)的對(duì)照管中部，緩慢放出一滴，小心取出滴管，觀察有色液滴的移動(dòng)方向。 8.根據(jù)液流方向判斷與確定等滲濃度。 9.計(jì)算植物組織水勢(shì)。,五、思考題,為何為什么要選擇洋蔥外表皮或帶有色素的組織表皮測(cè)定植物組織細(xì)胞的滲透勢(shì)？ 要將洋蔥外表皮內(nèi)側(cè)面向下浸入蔗糖液中？ 把一個(gè)剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入純水中，其體積和水勢(shì)各組分將如何變化？ 用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定植物組織水勢(shì)時(shí)，為什么應(yīng)強(qiáng)調(diào)所用試管、毛吸管應(yīng)保持干燥？在切取土豆條，投入試管中時(shí)，動(dòng)作應(yīng)迅速？加入亞甲基藍(lán)不能太多？,5.試比較兩種方法的測(cè)定水勢(shì)結(jié)果是否相同？如果測(cè)定材料為葉片時(shí)，該采用什么方法測(cè)定葉片組織的水勢(shì)？ 6.植物