实验一 植物水分生理研究(综合实验)

实验目标:
  
理解自由水和束缚水、水势、含水量的概念;掌握测定渗透势的方法;学会使用折射仪测糖浓度;学会使用称量工具;学会配制不同浓度试剂;学会判断等势浓度;学会测定植物组织中自由水、束缚水、总含水量和植物组织平均水势的方法。

实验原理:
  
植物组织中的水分是由被胶粒所固着的束缚水和不被胶粒所固着的自由水两部分组成。束缚水不易蒸发和结冰,不能作为溶剂,也不易被溶质夺取,所以当植物组织被浸入较浓的糖溶液中脱水时,一定时间后仍未被夺取的水分作为束缚水,而被夺取的水分作为自由水。自由水的量可根据所加糖液浓度的降低量来计算。束缚水的量可由总含水量减去自由水的量来计算。
植物组织的水分状况可用水势来表示。植物组织之间、细胞之间、以及植物体与环境之间的水分移动方向都由水势差来决定。将植物组织放在已知水势的一系列溶液中,如果植物组织的水势小于某一溶液的水势,则植物组织吸水,反之植物组织失水。若两者相等,水分交换保持动态平衡。组织的吸水或失水会使溶液的浓度、密度、电导度以及植物本身的体积与质量发生变化。根据这些参数的变化情况可以确定与植物组织等水势的溶液。
实验用具:
  
电子天平,折射仪,打孔器,电热恒温干燥箱,移液管,青霉素小瓶(或具塞试管),橡皮塞,1Mol/L蔗糖溶液,60%(M/V)蔗糖溶液

实验材料:
菠菜叶片

实验步骤:

  (1) 每组取小瓶2个,分别编号为Ⅰ、Ⅱ。
  (2) Ⅰ瓶Ⅱ瓶分别称重。
  (3) 取材;选取生长比较一致的对称性良好的叶片,用打孔器在主脉两侧打取叶圆片,分别置入两瓶中。称重,记录Mf(鲜重)
  (4) Ⅰ瓶置烘箱中105℃烘干至恒重,称重,记录Md(干重)
  (5) Ⅱ瓶中用移液管加入5ml浓蔗糖溶液,称重,记录Mb(糖液重量),加上瓶塞,放置4~5小时,中间摇动几次,使材料同糖液充分进行水分交换
  (6) 用阿贝折射仪测定作用前后糖液准确浓度,计为B1、B2
  (7) 每组取小瓶6个,编号1~6
  (8) 取材;取生长比较一致的叶片,用打孔器在主脉两侧打取叶圆片,1~6号每瓶中放入叶圆片(15~30片)
  (9) 将1Mol/L的蔗糖溶液,稀释成0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6Mol/L的溶液,分别测定其折光系数,计为N1, N2, N3,N4,N5,N6
  (10) 在1~6号小瓶中分别加入不同浓度蔗糖溶液约8ml,摇匀,放置3小时。(中间摇动数次,使材料同糖液充分进行水分交换)分别测定其折光系数,计为N1’, N2’, N3’,N4’,N5’,N6’
  瓶号 1 2 3 4 5 6
  折射率N      
  折射率N’      

  结果计算:确定折光系数不变或变化很小的浓度为等势浓度。
  总含水量=(Mf-Md)/Mf*100%
  自由水含量=Mb*(B1-B2)/ B2*Mf
  束缚水含量=总含水量-自由水含量
  植物组织平均水势=-ICRT
  R为气体常数,为0.083*105L•Pa/mol•K;T为绝对温度,T=273+t℃,C为等势浓度;I为解离系数,蔗糖的解离系数为1。

思考题:
  
1。植物组织平均水势同植物的水分状态有否关系?
  2。束缚水含量同植物的抗逆性有什么关系?如果对植物进行干旱处理,你认为束缚水含量会否有变化?  
  3。使用折射仪时,为什么要接恒温水浴?

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