【正确答案】水势是指偏摩尔体积水的化学势,规定纯水的水势为零,水分总是从水势高处流向水势低处。根据这一原理,可以设想当植物组织的水势与其环境的水势(外界溶液)相等时,在组织与环境间便不发生水分交换;当组织水势大于外界环境水势时,组织失水,反之组织吸水。常用的测定植物水势的方法有:
(1)组织体积法
把植物的组织放入一系列已知不同浓度的溶液中(如蔗糖),经过一段时间后,找出其中组织体积不发生变化的溶液。它表明组织与溶液间没有水分的净交换,即二者的水势相等。因溶液的压力势为O,其水势就等于渗透势,故可利用计算渗透压的公式计算出溶液的渗透势,即水势。有时为方便起见,也可以用测定组织重量的变化来代替。
(2)小液流法
将植物材料切成小块,浸泡在一系列不同浓度的蔗糖溶液中一定时间,由于植物材料与蔗糖溶液间水势梯度的存在,导致蔗糖溶液从植物材料中吸水、失水或保持动态平衡,从而使蔗糖溶液变稀、变浓或保持浓度不变;然后向蔗糖溶液中加入少量染料如甲基蓝,用弯头吸管吸入少量加入到原浓度的蔗糖溶液中。如果小液流上升,说明组织水势高于蔗糖溶液水势,组织排水,蔗糖浓度变低;如果小液流下降,说明组织水势低于蔗糖溶液水势,组织吸水,蔗糖浓度变大;如果小液流不动,说明组织水势与蔗糖溶液水势相同,二者间无水分量的交换。由此可以找到与植物材料水势相当的蔗糖溶液浓度。算出植物组织的水势。
(3)热电偶法
把植物组织样品封入到小室中,小室内装有热电偶,热电偶上带一滴水或一定浓度的水溶液。开始时,水分同时从组织和液滴蒸发,使小室内的湿度升高,直至小室中空气被水蒸气饱和或接近饱和。此时,如果植物组织与液滴的水势相同,则在组织与液滴间没有水分的迁移,液滴的温度将与环境温度相同,如果组织的水势低于液滴的水势,那么水分将从液滴蒸发,通过空气扩散,最后被组织吸收。液滴水分蒸发的结果是使其温度降低,蒸发得越迅速(即组织与液滴间的水势差越大),温度降得越低;反过来,如果液滴的水势低于组织的水势,水分将从组织通过空气扩散,在液滴上凝结,使液滴的温度升高。根据温度升降的幅度,就可以测定组织的水势。
(4)压力室法
压力室法是一种可以快速测定植物某一部分,如枝条、完整叶、根系的水势的方法。其基本原理和操作方法是:将欲测定的部分从植株上取下,密封于钢制压力室内,使茎的切割端或叶柄伸出压力室。切断后水柱会从切口上被拉入导管分子中,测定时向压力室缓慢通入压缩空气(或氮气),直至水分恰好重新回到切口上。使水分重新回到切面所需的压力称为平衡压,可通过仪器的压力表显示,可以直接用测得的平衡压来代表组织或器官的水势。
【答案解析】