前言植物的生长代谢活性及其最终产量-屏东科技大学农学院.PDF

植物生理學實驗 一、前言 植物的生長、代謝活性及其最終產量，明顯受植株水分狀態的影響，能夠方 便而確實的測定水勢及其組成要素十分重要。水勢（water potential,Ψ）是指水的 化學勢，植物體細胞之間以及植物細胞與外界環境之間水分的移動，受細胞水勢 的大小而決定，水總是從水勢高的區域向水勢低的區域移動。當植物組織與外界 溶液接觸時，如果植物的水勢低於外界的水勢，則外界的水流向植物細胞，細胞 之膨壓將增大，反之植物組織失水而使膨壓變小；若兩者相等，則流入細胞的水 量，等於流出細胞的水量，達到動態平衡 ，此時外界溶液的水勢等於植物組織的 水勢。水勢與滲透勢（osmotic potential,Ψs ），壓力勢（pressure potential,Ψp ）的關 係為 Ψ＝Ψs ＋Ψp 。溶液的滲透勢可用 Vant’s Hoff 公式來計算： Ψs ＝－CγRT C ：重量莫爾濃度(每 1000 公克水中之溶質莫耳數) γ ：活性係數，指溶質(solute)離子化或理想溶質的其它偏差 R ：氣體常數(0.00831 kg MPa mol-1 K-1) T ：絕對溫度(K ＝°C ＋273) 如果已知 C 、γ及 T 值，即可將水勢計算出來。γ值是變化較小的項目，中性 溶質例如山梨聚糖醇(sorbitol) 、甘露醇(mannitol)或蔗糖(sucrose)的稀釋溶液，γ 值 可推測為 1.0 。因此在20°C 時 1.0 重量莫耳濃度(molality; m)的山梨聚糖醇溶液， 滲透勢可如下計算： 1 實驗一 利用重量比較法測量植物組織水勢 Ψs ＝－CγRT ＝－(1.0 mol kg-1 ) (1.0) (0.00831 kg MPa mol-1 K-1) (293 K) ＝－2.43MPa 準備同樣大小的樣品，秤重後置於已知濃度的溶液中(圖 1-1) ，在試驗過程中 溶液的濃度以及滲透勢不會有明顯的變化 ，溶質種類應取不易被組織吸收者，例 如蔗糖、山梨聚糖醇、甘露醇及聚乙二醇(polyethylene glycol ，PEG)等。當外界溶 液的水勢高於或低於樣品組織的水勢，組織的重量會增加或降低，當二者水勢相 等時組織重量不變。 本實驗的目的是教導學生用簡單的材料設備，以重量比較法測定植物組織的 水勢。 二、材料與藥品 馬鈴薯塊莖 1 個 蒸餾水 10mL 下列不同濃度(molality)之蔗糖溶液各 10 mL 0.05 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 鑽 孔 器 1 組 濾 紙 4 張 精密天秤 1 台 鋁箔紙 8×8 公分 刀 片 1 支 試 管 11 支 三、實驗方法 (一) 取 11 支乾淨試管或小燒杯；每支試管內分別加入 10mL 下列溶液：蒸餾 水、0.05 、0.15 、0.20 、0.25 、0.30 、0.35 、0.40 、0.45 、0.50 、0.55molal 2 植物生理學實驗 等 11 種不同濃度的蔗糖溶液。 (二) 用直徑約 0.5cm 之鑽孔器切下 11