植物水分关系测定讲述.ppt

测定时，首先给热电偶施加一个反向电流，使样品室内的热电偶结点降温（Peltier效应），当结点温度降至露点温度以下时，将有少量水凝结在结点表面，此时切断反向电流，记录热电偶结点温度变化（根据热电偶的输出电位）。 开始时，结点温度因热交换平衡而很快上升；随后，因表面水分蒸发带走热量，而使温度保持在露点温度，呈现短时间的恒稳状态；待结点表面水分蒸发完毕后，温度将再次上升，直到恢复原来的温度平衡。 记录恒稳状态的温度（露点），便可将其换算成待测样品的水势或者渗透势。 露点微伏压计测定露点温度的工作原理： Web Figure 3.5.A?? Diagram illustrating the use of isopiestic psychrometry to measure the water potential of a plant tissue. 基本原理： 当植物组织放在空气中，并与气相达成动态水分交换平衡时，组织的水势与气体的水势相等，气相水势与空气相对湿度（或者相对水蒸汽压）的关系如下： 式中：R为气体常数，T为绝对温度， VW是水的偏摩尔体积，P是系统的实际蒸汽压，P0是纯水的蒸汽压。 将植物组织（或者细胞液）放在密闭小室中，平衡后，测定密闭系统中的RH，根据公式即可计算组织的水势。 ψW = ln aw = ln = lnRH RT VW RT VW p p0 四、蒸汽压渗透压计测定组织水势和渗透势 RT VW 四、蒸汽压渗透压计测定组织水势和渗透势（续） 蒸汽压方法的最大优点是它不需要改变样品的物理状态。随之而来的优点还有： 1、样品用量少（10μl体积）； 2、任何生物液体均可进行常规测定，如血液、血清、血浆、 尿、汗以及复杂的组织样品等； 3、样品的物理特性，如粘度、粒子质量、非匀相状态等，在冰点下降法测定过程中都会引起早冻现象，但这些因素对蒸汽压渗透压计不会造成影响 4、由于仪器的机械复杂程度小，测定具有很好的可靠性。 注: 仪器采用标准的国际单位：mmol/kg 第五节 渗透势与水势测定在逆境生理学中的应用 （一）渗透调节能力的测定 在干旱、盐渍、寒冷等条件下，植物细胞内部主动积累一些小分子物质，从而降低细胞液的渗透势，降低水势，增强吸水能力，保持膨压和气孔开放，维持光合作用。这种现象叫做渗透调节作用。积累的物质叫做渗透调节物质，主要有可溶性糖、游离氨基酸、K+、脯氨酸、甜菜碱等。 研究发现，抗旱（抗冷、抗盐）性不同的植物品种的渗透调节能力有差异，植物渗透调节能力的高低是鉴定植物抗旱性强弱的重要指标。 渗透调节能力强的植物或者品种抗旱性强。 （一）渗透调节能力的测定（续） 测定细胞渗透调节能力的方法常用水饱和渗透势法。进行水饱和的目的，是为了消除在干旱过程中细胞体积变小造成的细胞液浓度升高。 榨取汁液之前首先对干旱与正常条件下的细胞进行水分饱和，然后榨取汁液，分别测定细胞液的饱和渗透势，按下式计算渗透调节能力（osmotic adjustment, OA）： OA=ψ100S(T)- ψ100S(CK) 取细胞液时需要将细胞膜冰冻破损，然后榨取汁液。操作过程中，保证细胞液浓度不发生改变，是保证数据准确性的关键。组织表面水分的存在是影响测定结果的关键因素。！！！ （二）压力室P-V技术的应用 用压力室测定组织水势，以每次施加的压力为纵坐标，以相应的体积为横坐标，制作的曲线即压力－容积曲线（P-V曲线）。 通过P-V曲线可以求得多种水分参数，利用这些参数可以推断植物的水分关系状况。 这种技术称为P-V技术。 1.P-V曲线的基本原理（续） 具有大液泡的植物组织的水势可用下式表示：ψW =ψS +ψP 。 当植物组织因失水而发生萎蔫时，细胞的膨压消失（ψP=0），这时细胞的水势等于渗透势（ψW =ψS）。 测定P-V曲线时，首先将植物材料进行水饱和，称鲜重（SW），以后在逐渐增大平衡压力的过程中，将植物材料中的水分逐渐压出来，并将水分称重（FW＝SW－水重量）。 这种情况类似于水饱和的植物组织因失水而转向萎蔫状态（压力势消失），直至严重脱水状态。 当溶液中物质颗粒数目（Ns）不发生变化时。体积与渗透势之间的关系： ψS1V1＝ψS2 V2 实验证明，从木质部压出的植物汁液几乎都是纯净的水。这表明植物细胞膜的半透性并未因加压而受损，细胞中的溶质也没有随水分的外渗而损失. 1.P-V曲线的基本原理（续） 1.P-V曲线的基本原理（续） 根据Van’t Hoff 定律，溶液的渗透势与溶解一定量溶质的体积