植物组织水势的测定(小液流法)

一、实验原理：

在植物生理学上，水势定义为单位摩尔体积水的化学势（即自由能），是植物水分能量状况的基本度量单位。由于水势的绝对值不易测得，一般以同样温度和大气压下纯水的水势作为零点，其他溶液与纯水相比而测得其相对水势。

植物组织的水势决定着其与外界环境之间水分交换，若植物组织的水势低于外液的渗透势（溶质势，即溶液的水势），组织吸水从而使得外液的浓度变大，比重增加；反之，若植物组织的水势高于外液的渗透势，即组织失水使得外液浓度变小，比重降低；若两者相等，则水分交换保持动态平衡，外液浓度、比重保持不变。

因此，要测定植物组织的水势，可将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，若找到某一浓度的溶液在放入植物组织前后的比重不变，则可认为其与植物组织之间水分保持动态平衡，该溶液的渗透势等于植物组织的水势。因溶液的浓度是已知的，可根据公式算出其渗透压，取其负值即为溶液的渗透势（ψπ），代表植物的水势（ψw ）。ψw ＝ψπ ＝－P＝－CRT

二、材料、仪器设备和试剂

（一） 材料：小白菜或其他作物叶片

（二） 仪器设备：带塞青霉素小瓶12个，带针头的注射器，镊子，打孔器，记号笔，培养皿

（三） 试剂：

（1）蔗糖系列标准溶液：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，得到1mol/L标准蔗糖溶液。然后用1mol/L标准蔗糖溶液分别稀释成为0.10mol/L、0.20mol/L、0.30mol/L、0.40mol/L、0.50mol/L、 0.60mol/L蔗糖溶液。

（2）甲烯蓝粉末

三、 实验步骤

（1） 取干燥洁净的青霉素瓶9个为甲组，各瓶中分别加入0.10-0.60mol/L蔗糖溶液约4ml（约为青霉素小瓶的2/3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入 0.10-0.60mol/L蔗糖溶液4ml和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶用记号笔注明浓度。

（2） 取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。用镊子分别夹入5-8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约40min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。

（3）经一定时间后，用注射器针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量流液，观察蓝色液流的升降方向（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。

如此方法检查各瓶中液流的升降动向。若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水），表明叶片组织的水势高于该浓度溶液的渗透势；如果蓝色液流下降，则说明叶片组织的水势低于该浓度的渗透势；若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该浓度溶液的渗透势；如果在前一浓度溶液中下降，而在后一浓度溶液中上升，则叶片组织的水势即为二种浓度溶液的渗透势的平均值。

四、计算结果

根据下列公式计算叶片组织的水势：ψw＝ψπ ＝－CRTi（MPa）式中：ψw为植物组织的水势（MPa）； ψπ为溶液的渗透势（MPa）； R为气体常数，0.008 314L·Pa/（mol·K）；T为绝对温度（273+ t ℃）K；i为解离系数（蔗糖=1，CaCl 2 =2.60）

五、注意

1. 叶片大小、数目要相等，否则易产生小液流移动方向在不同浓度下波动的结果，以至无法确定植物组织水势。

2. 甲烯蓝不宜加得过多（溶液呈稍深的蓝色即可），否则将使实验组各管中溶液的比重均加大。

3. 如果溶液的浓度范围不够，可以在本系列前后递增几个蔗糖溶液