植物细胞渗透势的测定(质壁分离法)

植物细胞是一个渗透体系，当其处于高渗溶液时，细胞失水，原生质体积缩小，发生质壁分离现象。反之，如将已经发生质壁分离的细胞转至低渗溶液中，细胞会重新吸水，质壁分离复原。利用植物活细胞的质壁分离可以测定植物细胞的渗透势。植物细胞的渗透势主要取决于胞液的溶质浓度，因此又称溶质势。渗透势与植物水分代谢、生长及抗性等有密切关系。

已知在干旱、盐渍等条件下，一些植物常在细胞内主动积累溶质，以降低其渗透势，增加吸水能力，而在一定程度上维持膨压，保障细胞的生长和气孔的开放，这种现象叫渗透调节作用。渗透调节能力的大小可以用逆境调节下细胞的渗透势的降低值来表示，在水分生理与抗性生理研究中经常需要测定。

一、原理

植物细胞吸水固然与其细胞液的渗透势有关，但并不完全决定于渗透势，而是由细胞的水势决定。因为原生质体外围还有细胞壁的限制原生质的膨胀，同时细胞内的亲水胶体又有吸水的本领，因此典型细胞水势由三部分组成：ψw=ψπ+ψp+ψM

其中 ψπ为渗透势，即溶液的水势，是由于溶质颗粒的存在导致的自有能降低，一般为负值，主要取决于溶液中溶质颗粒（离子或分子）总数； ψp为压力势，是由于细胞壁压力的存在而增加的水势，一般为正值，在特殊情况下会等于零（质壁分离时）或负值（剧烈蒸腾时）；ψM为衬质势，是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示，为形成液泡的细胞具有一定的衬质势，但已形成液泡的细胞衬质势很小，可忽略不记。

要测定植物细胞的渗透势，可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，植物细胞与蔗糖溶液间将达到渗透平衡态。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，则细胞的压力势将下降为零。

由于衬质势忽略不计，此时细胞液的渗透势 等于外液的渗透势 ψπo，即 ψπ= ψπo。此溶液称为该组织的渗透溶液，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（ψπ ）。

实际测定时，由于临界质壁分离状态难以在显微镜下直接观察到，所以一般均以初始质壁分离作为判断等渗浓度的标准。处于初始质壁分离状态的细胞体积，比吸水饱和时略小，故细胞液浓缩而渗透势略低于吸水饱和状态时的渗透势称基态渗透势。

二、材料、仪器设备和试剂

（一） 材料：洋葱或大葱鳞茎、小麦叶片

（二） 仪器设备：显微镜，载玻片与盖玻片各若干，温度计，尖头镊子，刀片，带塞青霉

素小瓶12个，试剂瓶，烧杯，容量瓶，量筒，吸管等，吸水纸适量

（三） 试剂：

（1）1mol/L蔗糖水溶液。称取预先在60-80℃下烘干的蔗糖34.2g，溶于70ml蒸馏水中，容量瓶定容至100ml，即为1M的蔗糖溶液。

（2）0.03%中性红溶液。