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质壁分离法测定植物细胞的渗透势

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【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,植物细胞与蔗糖溶液间将达到渗透平衡状态。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ψ p 下降为零。此时细胞液的渗透势ψ s 等于外液的渗透势ψ s0 ,即ψ s =ψ s0 ,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,因此,只要测出植物组织的等渗浓度,即可计算出细胞液的渗透势ψ s 。

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,故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时的渗透势,此种状态下的渗透势称基态渗透势。

【仪器与用具】

显微镜1台;载玻片与盖玻片各若干;温度计1支;尖头镊子1把;刀片1片;小培养皿(直径6cm)9套;试剂瓶若干;烧杯、容量瓶、量筒、吸管等;吸水纸适量。

【试剂】

1mol/kg H 2 O蔗糖溶液 称取预先在60~80℃下烘干的蔗糖34.2g溶于100g蒸馏水中,即为1质量摩尔浓度蔗糖溶液。

蔗糖系列标准液 取干燥洁净的小试剂瓶9支编号,用1mol/kg H 2 O蔗糖溶液依C 1 V 1 =C 2 V 2 公式配制0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70mol/kg H 2 O等一系列不同浓度的蔗糖溶液(具体范围可根据材料不同而加以调整),贮于试剂瓶中,瓶口加塞以防蒸发浓缩。

0.03%中性红溶液。

【方法】

1. 选大葱或洋葱鳞茎内表皮、小麦叶片等作实验材料。

2. 取干燥洁净的培养皿9套编号,将配制好的不同浓度蔗糖溶液按顺序加入各培养皿中使成一薄层,盖好培养皿盖备用。

3. 用镊子剥取供试材料下表皮或用刀片小心刮取小麦叶片上表皮(参考实验1),大小以0.5cm 2 为宜。吸去切片表面水分,立即浸入不同浓度的蔗糖溶液中,每一浓度4~5片。

为便于观察,可先将切片于0.03%中性红内染色5min左右,吸去水分,再浸入蔗糖溶液中,但如不加染色即能区别质壁分离时,仍以不染色为宜。

4. 切片在蔗糖溶液中浸泡20~30min,同时记录室温,取出放在载玻片上,滴一滴相同浓度的糖液,盖好盖玻片,显微镜下观察确定引起50%以上细胞发生初始质壁分离(即原生质体刚从细胞壁的角隅分离)的浓度,每片观察的细胞不应少于100个,观察要迅速。如果在两个相邻浓度的切片中,一个没有发生质壁分离或质壁分离的细胞不足50%,另一个发生质壁分离的细胞数超过50%,则可粗略地将这两个浓度的平均值作为其等渗浓度,也可用插值法更准确地确定等渗浓度。检查时可先从中间浓度开始。

5. 由所得到的等渗浓度和测定的室温,可用下式计算细胞液的渗透势(ψ s ):

Ψ s =﹣iCRT

6. 也可用CaCl 2 或NaCl代替蔗糖,但须改变式中等渗系数。CaCl 2 的i值可用2.6,NaCl一般为1.8。

7. 试比较不同植物材料的渗透势。

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