一种简易测定植物细胞液浓度的方法

全日制普通高级中学教科书（必修）第3章第4节“植物对水分的吸收和利用”讲到细胞吸水和失水情况,并通过“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验来判断细胞液与外界溶液浓度的关系。实验操作简单易行、效果明显。但是该实验只能定性地判断细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,不能具体测定细胞液浓度的大小。为更好地培养学生分析综合能力,笔者在指导学生做该实验时,变验证性实验为探究性实验,测定细胞的细胞液浓度。     

细胞液浓度与细胞吸水力的关系

细胞的吸水力主要与细胞的渗透压和膨压有关系,而细胞渗透压的大小决定于细胞液的浓度。当细胞液的浓度大时,渗透压小,细胞的吸水力也就大,细胞液的浓度小时,渗透质小,细胞的吸水力也就小。细胞吸水达到一定程度后可产生膨压,如果膨压与渗透压相等时,水分出入     

深入探究“植物细胞吸水、失水原理”

通过实验得出萝卜细胞液的浓度,以准确的数据作为一个已知条件降低"植物细胞吸水、失水原理"这一知识点的难度,有利于实际教学。学生就能顺理成章地得出结论:细胞液浓度周围溶液浓度时,细胞吸水;细胞液浓度周围溶液浓度时,细胞失水。再借助物理上的"气体扩散",以及实验中盐水溶液的具体配置,帮助学生更好地理解水向浓度"高"处流原因。     

不同光强下单叶蔓荆的光合蒸腾与离子累积的关系

同步分析了生长在滨海滩涂沙地的灌木单叶蔓荆钠和钾离子的累积量与植物的水分累积消耗量与光合产物累积量的日变化特点和累积的关系,并比较了单叶蔓荆在晴天和阴天的木质部溶液离子浓度与植物水势的关系和水分利用效率的差别,结果表明:单叶蔓荆在光强度较高的晴天的水分利用效率高于阴天,在晴天的光合产物累积达到了阴天的约4倍,却只消耗了约为阴天3倍的水。随着植物体水势的降低,单叶蔓荆木质部溶液的钠离子的浓度和钾离子浓度呈降低趋势但不明显。木质部溶液的钾离子浓度和钾离子累积量无论在晴天和阴天都明显低于钠离子的浓度和累积量。单叶蔓荆的高浓度的钠离子吸收有可能在液泡累积并降低细胞的渗透势,增加细胞的吸水能力和植物的抗旱抗盐能力。     

对“水势是水的化学势”说法的商榷

水势是什么?怎样定义的?这是水势讨论的基本问题。一、水势的几种说法:就目前看主要有三种。第一种说法:水势是水的化学势。如: “水势就是水的化学势,衡量用于反应或移动的能量的高低。人们把相同温度下一个系统中一克分子容积的水与一克分子容积纯水之间的自由能差数,叫做水势。”——引自潘瑞炽、董愚得合编植物生理学第8页; “水势是水的化学势,化学势是每克分子的任何物质,不论是纯的,或存在于溶液中时,或存在于任何复杂体系中时的自由能。水势就是水中可用于     

冬小麦叶片气孔导度模型水分响应函数的参数化

植物气孔导度模型的水分响应函数用来模拟水分胁迫对气孔导度的影响过程, 是模拟缺水环境下植物与大气间水、碳交换过程的关键算法。水分响应函数包括空气湿度响应函数和土壤湿度(或植物水势)响应函数, 该研究基于田间实验观测, 分析了冬小麦(Triticum aestivum)叶片气孔导度对不同空气饱和差和不同土壤体积含水量或叶水势的响应规律。一个土壤水分梯度的田间处理在中国科学院禹城综合试验站实施, 不同水分胁迫下的冬小麦叶片气体交换过程和气孔导度以及其他的温湿度数据被观测, 同时观测了土壤含水量和叶水势。实验数据表明, 冬小麦叶片气孔导度对空气饱和差的响应呈现双曲线规律, 变化趋势显示大约1 kPa空气饱和差是一个有用的阈值, 在小于1 kPa时, 冬小麦气孔导度对空气饱和差变化反应敏感, 而大于1 kPa后则反应缓慢; 分析土壤体积含水量与中午叶片气孔导度的关系发现, 中午叶片气孔导度随土壤含水量增加大致呈现线性增加趋势, 但在平均土壤体积含水量大于大约25%以后, 气孔导度不再明显增加, 而是维持在较高导度值上下波动; 冬小麦中午叶片水势与相应的气孔导度之间, 随着叶水势的增加, 气孔导度呈现增加趋势。根据冬小麦气孔导度对空气湿度、土壤湿度和叶水势的响应规律, 研究分别采用双曲线和幂指数形式拟合了水汽响应函数, 用三段线性方程拟合了土壤湿度响应函数和植物水势响应函数, 得到的参数可以为模型模拟冬小麦的各类水、热、碳交换过程采用。     

植物组织水势测定实验的改进

植物组织水势的测定是植物生理学中的基础实验,通过小液流移动方向可以直观地表示植物组织与外界溶液之间水分交换的动向,并准确地求出组织的等渗浓度。在教学过程中,我们发现     

土壤不同含水量对棉株叶片组织吸水压的影响

植物与水分的关系是极为密切的。关于代表植物细胞由外界摄取水分的真正能力的概念,十九世纪初Ursprung和Blum曾加研究。他们证明了植物细胞吸取水分的能力受着两个因素的影响:细胞液的渗透壓是水分进入细胞的原因:细胞壁的紧张度(卽由流体静壓力所引起的壁壓)是水分进入细胞的障碍。以吸水壓表示之,它等于细胞液的渗透壓与壁壓之差。     

Tween-80引起玉米气孔夜间开放的机制

在T-80的作用下,与夜间气孔开放、蒸腾提高的同时,玉米叶片含水率及水势明显下降,水分饱和亏缺程度增大,此时,虽然气孔在黑暗中开放,但K~ 并未在保卫细胞内累积,而且,脱落酸也不能阻止这种气孔的夜间开放及蒸腾的提高。在被水蒸汽饱和的环境中,T-80处理与对照一样,蒸腾停止进行,T-80亦不再能使玉米气孔在黑暗中开放,叶片水势下降及水分饱和亏缺度增大的现象均随之消失。 T-80引起玉米气孔在黑暗中开放这一现象,与一般情况下和K~ 主动转移相关联的气孔主动开放运动不同,很可能是T-80改变了角质层的状况,使角质蒸腾大幅度提高,由此引起叶片含水率及水势的下降,进而引起表皮细胞膨压的下降,最终导致气孔的被动开放。     

偏摩尔体积

在讨论植物与水分的关系时,目前普遍认为水势是客观表示细胞水分状况的一个重要量度。它正本清源,恢复了事物的本来性质。它适用范围广泛,能更准确地解释植物水分与土壤水分及大气内水分的能量状况及相互关系。虽然,从能学的范畴来讨论细胞的水分状态,一开始是用水的化学势(μ_w)来标志的。细胞的吸水或失水也是用细胞与环境之间水的化学势差(μ_w-μ_w~0=△μ_w)来讨论的,并且,所用的单位是尔格·摩尔~(-1)。但是,目前通用的水势是指每偏摩尔体积的水的化学势差(φ_w=△μ_w/V_w)。水势与水的化学势的概念是不     

水势单位的换算

水势是相同温度下物系中每偏摩尔体积的水与纯自由水之间的化学势之差［‘j。即：式中：——水势；—水的化学势；。——纯自由水的化学势；——水与纯自由水的化学势差；——水的偏摩尔体积。物质B的化学势的单位是焦［耳」每摩［尔〕（J／mol）．摩尔体积的单位是立方米每摩「尔」（m‘／mol），则水势的单位为：能量／体积单位，与目前所采用的水势单位帕［斯卡」（Pa）的关系为：IPa—IN／m’一IJ’／m””如按VaultHoff公式计算实验温度为25．OC，KCI的浓度c为0．lmol／L溶液的水势：gb—一c。。RT，式中：。、＿物质B的浓度，…     

科尔沁沙地4种植物抗旱性的比较研究

对科尔沁沙地小叶锦鸡儿,紫穗槐,差巴嘎蒿和胡枝子4种植物的若干水分生理生态指标进行了测定。结果表明,小叶锦鸡儿具有低水势,高水力和束缚水／自由水比及水分利用效率,抗旱性强;紫穗槐的各项指标与小叶锦鸡儿相反,抗旱性最差;差巴嘎蒿虽然水势较高,但它的持水力高,束缚水／自由水比和水分利用效率都较高,抗旱性也较强,但次于小叶锦鸡儿;胡枝子的水势和持水力较低,束缚水／自由水比及水分利用效率一般,它的抗旱性强于紫穗槐,但比差巴嘎蒿差。     

高粱幼根细胞膜对于水和电解质的透性

在不同浓度的高渗溶液作用下,两个高粱品种的幼根细胞失水过程的动力模型与实验结果较为符合,相关指数在0.801～0.898之间。水分在这一运输过程中的越膜速度较高,高梁幼根与外界高渗溶液的水分交换在15min(20～22℃)后即接近平衡。另一方面,在相同时时间内,细胞电解质外渗量随着细胞的失水大幅度增加,并与高渗溶液的浓度呈正相关,这与非平衡态热力学理论的结论是一致的。     

对《关于渗透势与渗透压,压力势与压力问题的一些看法》的意见

“渗透压(π)在数值上等于渗透系统中(两种不同有效浓度的)溶液的渗透势(ψ_x)的差值。……由π=⊿ψx=ψx-ψxB可见,渗透压表示了溶液B的渗透势比溶液A的渗透势要低π这样大的值。……(一个溶液的渗透势)ψx≤0……渗透压等于两溶液的水势之差值。”引文中的“两溶液”,不妥。一溶液的渗透压是该溶液与纯水达成渗透平衡时,溶液一方所承受的外压(差),不是两溶液的渗透平衡时的外压(差)。     

土壤-植物系统水分运移过程的阻容电模拟

把土壤-植物系统水分运移作为一维水流运动由阻容电路进行模拟,在于将D arcy-R ichards方程从对单点的描述扩展到对一段流路的描述。由此出发,考虑到水流的非稳态性,某一流路的水阻定义为其水势差与平均流量之比,水容为其贮水量对平均水势的导数。与D arcy-R ichards方程相对应,水阻、时间常数分别为导水度、水分扩散度的倒数,相应地单位化的水阻率、比时间常数分别为导水率、水分扩散率的倒数。把SP系统沿水流通道分为若干部分,每一局部的水阻与其水容相并联,各局部间相串联。在此基础上,文章给出了土壤-植物系统水流模拟通式、总水容与分水容间的关系式、总水阻与分水阻间的关系式及特定条件下叶水势随时间变化的关系式。     

探究质壁分离法测定植物表皮细胞液浓度范围的实验

植物细胞液浓度的测定在生物学研究上有着重要意义。使用质壁分离法,尝试不同浓度的蔗糖、氯化钠、氯化钾溶液研究紫色洋葱表皮、黑藻叶片等植物细胞的细胞液浓度范围和分离时间,从而总结出影响其质壁分离的因素。实验表明,在针对不同种类溶液的实验中,使用蔗糖溶液进行质壁分离梯度最易于观察;在针对不同种类细胞的实验中,紫色洋葱表皮细胞的质壁分离现象最明显;同一浓度的蔗糖溶液中,浸泡10 min质壁分离的效果最为明显。     

水分胁迫和胁迫后复水对玉米叶片生长速率的影响

玉米叶片延伸速率(LER)对水分状况的变化很敏感。快速干旱处理,水分消耗迅速,LER从最大到零需5h,叶水势改变0.5～0.6 MPa,缓慢干旱处理,水分消耗较慢,LER从最大到零需20h,叶水势改变1 MPa。缓慢干旱植株叶片成熟部位的渗透势,在任何LER下,均比快速干旱叶片更负。LER为零时,快速干旱叶渗透势为-1.3 MPa,缓慢干旱为一1.6MPa左右。短时间水分胁迫后复水,LER迅速增加,有部分补偿前期胁迫减少的生长量能力;长时间水分胁迫后复水,LER在6 h内不可能恢复到正常水平。     

白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光特性的研究

采用L I-COR 6400便携式光合测定系统测定并研究了乌兰布和沙漠白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光参数的变化特征.结果表明,随着白刺水势降低其净光合速率和气孔导度快速下降,当水势降低到一定值时,净光合速率、气孔导度几乎不变;而叶绿素荧光指标与叶水势关系在高水势时随着叶水势下降叶绿素荧光指标值近似不变,当水势下降到一定值时近似呈直线下降.白刺水饱和状况下的光补偿点为(43.1±4.8)μm o l.m-2.-s 1,光饱和点为(676±150)μm o l.m-2.-s 1;叶生长初期和叶成熟期净光合速率水势补偿点(净光合速率为0时的水势)分别为-3.65 M Pa和-5.76 M Pa,NPQ初始水分胁迫水势分别为-2.20 M Pa和-6.63 M Pa.研究指出运用净光合速率水势补偿点和非光化学猝灭初始水分胁迫水势可评价白刺对干旱环境的适应性.     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

水势问题

在日常生活中,人人可见水往低处流。可是,在植物生理学上,一个相当长的历史时期中,人们是用“水往高处流”的观点来描述水分运动的。一、沿革植物体与其环境的水分关系问题的基础是细胞与其环境的水分关系问题。细胞水分关系问题的理论基础是渗透原理。这个理论的发展,经历了压力概念体系和势能概念体系两个时期。