自由水與束縛水測定 下載本文

實驗 2 植物組織中自由水和束縛水含量的測定

植物組織中的水分以自由水和束縛水兩種不同的狀態存在。自由水與束縛水含量的高低與植物的生長及抗性有密切關系。自由水/束縛水比值高時,植物組織或器官的代謝活動旺盛,生長也較快,抗逆性較弱;反之,則生長較緩慢,但抗性較強。因此,自由水和束縛水的相對含量可以作為植物組織代謝活動及抗逆性強弱的重要指標。 一、原理

自由水未被細胞原生質膠體顆粒吸附而可以自由移動、蒸發和結冰,也可以作為溶劑。束縛水則被細胞原生質膠體顆粒吸附而不易移動,因而不易被奪取,也不能作為溶劑。基于上述特點以及水分依據水勢差而移動的原理,將植物組織浸入高濃度(低水勢)的糖溶液中一定時間后,自由水可全部擴散到糖液中,組織中便留下束縛水。自由水擴散到糖液后(相當于增加了溶液中溶劑)便增加了糖液的重量,同時降低了糖液的濃度。測定此降低了的糖液的濃度,再根據原先已知的高濃度糖液的濃度及重量,可求出濃度降低了的糖液的重量。用濃度降低了的糖液的重量減去原來高濃度糖液的重量,即為植物組織中的自由水的重量(即擴散到高濃度糖液中的水的重量)。最后,用同樣的植物組織的總含水量減去此自由水的含量即是植物組織中束縛水的含量。 二、試劑與儀器設備 (一)試劑

重量百分濃度為 60 %~ 65 %的蔗糖溶液:用托盤天平稱取蔗糖 60 ~ 65 g ,置于燒杯中,加蒸餾水 40 ~ 35 g ,使溶液總重量為 100 g ,溶解后備用。 (二)儀器設備

阿貝折射儀,分析天平或電子天平(感量 0.1 mg ),烘箱,干燥器,稱量瓶,打孔器(面積 0.5 cm 2 左右),燒杯,瓷盤,托盤天平(感量 0.1 g ),量筒。 三、實驗步驟

1. 植物組織中自由水含量的測定

( 1 )取稱量瓶 3 個,編號并分別準確稱重。

( 2 )在田間選取生長一致的待測植物數株,各選部位、長勢、葉齡一致有代表性的葉片數片,用打孔器打取小圓片 150 片(注意避開粗大的葉脈),立即裝到稱量瓶中(每瓶隨機裝入 50 片),蓋緊瓶蓋并精確稱重。

( 3 ) 3 個稱量瓶中各加入 60 %~ 65 %的蔗糖溶液 5 mL 左右,再分別準確稱重。 ( 4 )各瓶于暗處放置 4 ~ 6 h (經減壓處理后,只需在暗處放置 1 h ),其間不時輕輕搖動。到預定的時間后,充分搖動溶液。用阿貝折射儀(見附注)分別測定各瓶糖液濃度,同時測定原來的糖液濃度。

設稱量瓶重量為 W 1 ,稱量瓶與小圓片的總重量為 W 2 ,稱量瓶與小圓片及糖液的總重量為 W 3 ,糖液原來的濃度為 C 1 ,浸過植物組織后的糖液的濃度為 C 2 。則植物組織中自由水的百

分含量可由下式算出:

根據上式同樣可求出三個不同的測定值,并進一步求出其平均值。 2. 植物組織中束縛水含量的計算

按實驗 1 的方法測出組織中總含水量,減去上述自由水的含量,即得植物組織中束縛水的含量。 植物組織中束縛水的含量 = 組織中總含水量 – 組織中自由水含量

[ 思考題 ]

1 .測定植物組織中自由水和束縛水含量有何意義 ?

2 .自由水/束縛水比值的大小與植物生長、代謝活動及抗性關系如何 ?

【附注】阿貝折射儀的構造及使用方法

根據光學原理,當光線從某種透光介質射入密度不同的另一介質時,其行進方向即發生改變,這種現象稱為折射或折光,入射角正弦與出射角正弦之比稱為折光率或折光系數。折光系數視介質的種類及濃度而異,亦隨溫度而變化,因此在同一溫度之下,可以鑒別不同物質或同一物質的不同濃度。阿貝折射儀的構造,如圖 3-1 ( a ),使用時把儀器放在光

圖 3-1 阿貝折射儀

1. 望遠鏡 2. 標尺鏡 3 、 4. 棱鏡 5. 轉動螺旋 6. 反光鏡 7. 補償棱鏡調節器

8. 溫度計 9. 校正螺絲 10 、 11. 通水保溫裝置

亮處,調節反光鏡、轉動棱鏡手輪,使望遠鏡中光線明亮,打開棱鏡,滴上測定液 2 ~ 3 滴,將棱鏡鎖緊,使溶液在兩個棱鏡間成一薄層 , 無氣泡,此時望遠鏡視野中可見到明暗不同的兩個半圓,調節阿米西棱鏡手輪,消除因色散而產生的虹彩,只余黑白二色,再調節棱鏡轉動手輪,使明暗交界線正通過十字交叉線的交點,如圖 3-1 ( b )。此時十字線如不清晰,可轉動望遠鏡上的目鏡,至清晰為止。然后從標尺鏡中讀出折光系數或相當于含糖量的百分數如圖 3-1 ( c )。查表 3-1 求出溫度在 20 ℃時的含糖百分率,如溫度不是 20 ℃,則應查表 3-2 加以校正。

表 3-1 根據溫度 20 ℃時折光系數測定糖液中含糖量的百分數

折光系數 糖 折光系數 糖 折光系數 糖 折光系數 糖 ( 20 ℃) ( % ) ( 20 ℃) ( % ) ( 20 ℃) ( % ) ( 20 ℃) ( % ) 1.3330 1.3337 1.3344 0 0.5 1.0 1.3460 1.3468 1.3475 9.0 9.5 10.0 1.3604 1.3612 1.3620 18.0 18.5 19.0 1.3757 1.3766 1.3774 27.0 27.5 28.0 1.3351 1.3358 1.3365 1.3372 1.3379 1.3386 1.3393 1.3400 1.3408 1.3415 1.3423 1.3430 1.3438 1.3445 1.3453 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 1.3483 1.3491 1.3499 1.3507 1.3515 1.3522 1.3530 1.3538 1.3546 1.3554 1.3562 1.3571 1.3579 1.3587 1.3596 10.5 1.3629 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 1.3783 1.3792 1.3801 1.3810 1.3819 1.3828 1.3838 1.3847 1.3856 1.3865 1.3874 1.3884 1.3893 28.5 29.0 29.5 30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 33.0 33.5 34.0 34.5 11.0 1.3637 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5

1.3645 1.3654 1.3662 1.3671 1.3679 1.3687 1.3696 1.3704 1.3713 1.3721 1.3730 1.3739 1.3748 表 3-2 溫度不是 20 ℃時折射儀的讀數校正數

5 溫度(℃) 15 減 0.25 10 15 試樣中糖分含量(%) 20 30 40 50 60 70 80 含糖百分數中減去(或增加)以下數值 0.27 0.31 0.31 0.34 0.35 0.36 0.37 0.36 0.36 0.23 0.26 0.27 0.29 0.31 0.31 0.32 0.31 0.29 0.18 0.20 0.20 0.22 0.23 0.23 0.23 0.20 0.17 0.14 0.14 0.14 0.15 0.16 0.16 0.15 0.12 0.09 0.08 0.08 0.08 0.08 0.09 0.09 0.08 0.07 0.05 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.20 0.20 0.21 0.21 0.21 0.23 0.21 0.22 0.22 0.26 0.26 0.27 0.28 0.28 0.30 0.28 0.29 0.29 0.32 0.32 0.31 0.36 0.36 0.38 0.36 0.36 0.37 0.39 0.39 0.41 0.41 0.43 0.46 0.44 0.43 0.44 0.46 0.46 0.48 0.50 0.51 0.55 0.52 0.50 0.51 0.53 0.53 0.55 0.58 0.58 0.63 0.60 0.57 0.59 0.60 0.61 0.62 0.66 0.66 0.71 0.68 0.65 0.67 0.67 0.70 0.71 0.74 0.75 0.80 0.76 0.73 0.75 16 去 0.21 17 18 19 21 增 0.16 0.11 0.06 0.06 22 加 0.12 23 24 25 26 27 28 29 30 0.18 0.24 0.30 0.36 0.43 0.50 0.57 0.64





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