植物水分状况的测定
• 水是原生质的主要组成成分,占原生质总 量的70%-90%。植物水分状况对植物生 理活动具有重要影响。植物含水量、水 势、渗透势是植物水分状况的重要指标， 对于植物水分生理的科学研究以及农业 生产实践具有重要指导意义。
1 植物含水量的测定
• 实验原理：
利用水遇热蒸发的原理，加热使植物体内的水 分蒸发，从而测定植物的含水量。
– 将植物材料切成小块，浸泡在不同浓度的蔗糖溶液 中，由于植物材料与蔗糖溶液间水势梯度的存在， 导致蔗糖溶液从植物材料中吸水、失水或保持动态 平衡，从而使蔗糖溶液变稀、变浓或保持浓度不变； 由此可以找到与植物材料水势相当的蔗糖溶液浓度。 算出植物组织的水势。
若组织水势大于蔗糖水势 →组织失水 →蔗糖溶液变稀 →小液流上升
–如果小液流上升，说明组织水势高于蔗糖溶 液水势，组织排水，蔗糖浓度变低；如果小 液流下降，说明组织水势低于蔗糖溶液水势， 组织吸水，蔗糖浓度变大；如果小液流不动， 说明组织水势与蔗糖溶液水势相同，二者间 无水分量的交换。
表：蔗糖溶液浓度与其渗透势
蔗糖溶液浓度(mol/L) 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55水分总是从 水势高的区域向水势低的区域自发迁移。
• 成熟植物细胞水势的组成：
Ψ = Ψs+ Ψp
1. Ψs 溶质势/渗透势
由于溶液中溶质颗粒的存在而使水势降低的值。纯水的 溶质势为0，溶液的渗透势可根据 Van‘t Hoff Equation
计算： Ψs = - CiRT
• 实验材料与试剂
– 中试管； – 青霉素小瓶； – 弯头毛细吸管； – 单面刀片； – 打孔器； – 解剖针； – 移液管； – 镊子； – 蔗糖； – 甲基兰
• 实验步骤
1. 配制一系列不同浓度的蔗糖溶液，浓度分别为 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6M。
2. 取6只中试管编号，分别加入10ml不同浓度的 蔗糖溶液；同时取6个青霉素小瓶，编号后分 别加入1ml不同浓度的蔗糖溶液。
5. 用毛细吸管依次从青霉素小瓶中吸取少量溶 液，小心插入装有相同浓度蔗糖的中试管的 中部，轻轻挤出吸管中的蓝色液体，观察记 录小液流的方向。
• 实验结果
蔗糖 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 浓度
(M) 小液 流方 向
大小 于液 溶流 液上 水升 势，
说
明 组 织
水 势
• 结果分析
渗透势（大气压） -2.64 -3.96 -5.29 -6.70 -8.13 -9.58 -11.11 -12.69 -14.31 -15.99 -17.77 -19.61 -21.49
• 注意
1． 蔗糖溶液用前一定要摇匀，时间放久了的 蔗糖溶液会分层，影响结果。
2． 弯头毛细吸管要各个浓度专用
3 质壁分离法测定植物细胞渗透势
• 成熟植物细胞水势的组成：
Ψ = Ψs+ Ψp
当发生质壁分离时， ψp ＝0，这时Ψ = Ψs
• 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。因此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；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。
含水量（WC）＝（FW－DW）/FW×100%
2 水势的测定
水势的概念
自由能：一个体系中可以用于做功的能量。 化学势：偏摩尔自由能。
化学反应能否进行、或物体能否从一体系转移到 另一体系，要看反应前后或两全体系的自由能 或化学势的变化。
水势是一物理化学概念在植物生理学中的应用， 是指偏摩尔体积水的化学势。单位是压强单位。
2. ψp 压力势
压力势是指外界（如细胞壁）对细胞的压力而使水势 增大的值。一般情况下细胞处于膨胀状态，原生质 体压迫细胞壁产生膨压，而细胞壁反过来反作用于 原生质体使产生压力势。
3. Ψg重力势 由于高度的存在而使水势增加的值。 Ψg＝ρgh，一般 不考虑。
小液流法测水势
• 实验原理
– 水势是指偏摩尔体积水的化学势，规定纯水的水势 为零，水分总是从水势高处流向水势低处，根据这 一原理，可以用小液流法、露点微伏压计法等测定 植物组织的水势。
3. 取植物材料，用打孔器打成直径0.7cm左右的 小条，用单面刀片切成2~3mm厚的小圆周片， 分别加入装有不同浓度蔗糖溶液的青霉素小瓶 中，每个小瓶中放5片(依植物材料的不同可做 不同处理)，加塞，放置30min，其间摇动数次 以加速溶液与植物组织间的水分交换。
4. 打开瓶塞，用解剖针向每个小瓶中挑入少许 甲基兰，摇匀，使溶液呈蓝色。
实验目的
• 渗透势是水势的组分之一，是指由于细 胞内溶质颗粒的存在而使水势下降的数 值，纯水的渗透势为零，溶液的渗透势 为负值。植物细胞的渗透势是植物的一 个重要生理指标，对于植物的水分代谢、 生长及抗性都具有重要的意义。常用于 测定植物细胞与组织水势的方法有质壁 分离法、冰点降低法、蒸汽压降低法等。
•
• 实验步骤：
1. 将待测的植物材料剪成小块，放在称量纸 上迅速称鲜重（ＦＷ）。
2. 将植物材料放入称量瓶或大信封中，放入 烘箱中，在105 ℃下杀青10分钟，然后将 温度调到80 ℃烘至恒重，不同植物材料所 需要的时间不同，时间从10~24小时不等。
3. 称取植物材料的干重（ＤＷ）。
• 实验结果：
质壁分离现象——水分的渗透作用
高渗溶液
• 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
• 实验步骤
1． 配制一系列不同浓度的蔗糖溶液，浓度 分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6M。