植物细胞质膜透性的测定原理以及步骤.docx

植物细胞质膜透性的测定
一、原理
植物细胞质膜：是指植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜。这层膜主要由磷脂和蛋白质组成，具有选着透过性。但是，在各种不良的外环境下，比如极端温度、干旱、重金属离子、大气污染物质等都会作用于这层膜，使膜受到不同程度的损伤。这种损伤一般表现在膜的透性变大，使细胞内的电解质外渗，引起外液的电导率增大。所以可以通过测定电导率的大小，推断外条件作用下膜透性变化的大小，间接反映植物细胞膜的受伤程度。如果植物的抗性强，那么其在外条件作用下细胞膜的受伤害程度就小，膜的透性变化就越小，泡内电介质外渗就越少，外液的电导率就越小，反之越大。

生物膜：除了细胞质膜，还包括核膜、叶绿体膜、线粒体膜等细胞器的膜，统称为生物膜。

细胞质膜的作用：细胞质膜不仅仅是一种物理界线，还起着屏障作用，维持稳定的内环境，有选着地使物质进入或排除细胞质。胞饮作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬液体的过程。吞噬作用，即通过质膜向细胞内凹陷，而吞噬固体小颗粒的过程。

扩散作用：是指物质从高浓度向低浓度自发移动的现象。

渗透作用：是指水分子通过选择透过性膜的扩散作用。

菲克第一定律
扩散速度与距离为∆x的两点之间不同物质的浓度差∆cs成正比。公式如下：
Js=-Ds∆cs∆x
Js：扩散速度，也叫转运速度、流量密度。指单位时间内通过单位面积的物质的量
单位为mol/m2∙s
Ds:扩散系数,用来衡量物质通过某种特定介质的难易程度。跟扩散物本身的大小、扩散介质和扩散体系的温度有关。
注意：负号表示运动方向顺着浓度梯度方向进行的。

电导

指电阻的倒数，可以用来表示导体的导电能力。公式如下：
G=1R=1UI=IU
单位为Ω-1

电阻率

是指用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米（m2）的导线在常温下（20℃时）的电阻，叫做这种材料的电阻率。公式为：
R=ρls
其中，R：电阻；ρ：电阻率；l：导线的长度；s：导线的横截面积
电阻率的单位是欧姆·米（Ω∙s）。

电导率

指电阻率的倒数。即当导线的面积为1m2、长度为1m时具有的电导。公式为：
κ=1ρ=1Rsl=lRs=Gls
κ：电导率；G：电导

摩尔电导率
在相距为1 m的两个平行电极之间，放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率。公式为：
Λ=κn=vκc
Λ：摩尔电导率；κ：电导率；n：电解质的物质的量；c：溶液中电解质的浓度（mol∙m3）
V：电解质溶液的体积（m3）

影响电阻率的因素
电解质溶液的电导率的大小主要取决于两方面：
1、 离子的多少（mol）
2、 离子的运动速度（V）
注：温度：通过影响离子的运动速率V来影响电导率：温度越大，离子速度V越大，电导率越大。
溶液的粘性：粘性大，速度V越小，电导率越小。
水化离子半径：半径越大，运动受到的阻力越大，运动速度越小，电导率越小。
离子价数：离子价数越大，运动速度V越大，电导率越大。

电导率与浓度的关系
1、 强电解质
强电解质溶液的电导率随着浓度的增加，首先是增加，达到一极大值，然后随着浓度的增加反而下降。这是因为开始浓度增加时电解质的离子数数目增多引起电导率增加，当浓度增加到一定程度后，离子间的相互作用增强，使离子运动的速度降低，其电导率反而下降。
2、 弱电解质
弱电解质溶液的电导率随着浓度变化不明显，因为浓度增加时弱电解质的电离度减少，溶液中起导电作用的粒子数目变化不大。
3、 中性盐
中性盐由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高。

二、仪器

电导仪、电子电平、真空泵、干燥器、恒温培养箱、电子炉、剪刀、烧杯、小镊子等
三、步骤
1、清洗所有要用到的玻璃用具，先用洗衣液或是洗衣粉清洗干净，然后用蒸馏水冲洗3次，干燥后再用。
2、如果做的是对比实验，则采样时，应该采叶龄一样的、大小一样的、颜色一样的、健康不感虫的叶片。
3、采集的样本叶片要及时清除掉表面的脏污物，具体操作是：先用自来水清洗干净，清洗时要小心，最好不要刮烂叶片；接着用蒸馏水冲洗3次；最后常温晾干。
4、去除叶片的大叶脉，这是因为叶脉是死细胞，细胞中已经没有电解质；假如用含有叶脉的叶片来做试验，如果做实验用的处理间的叶片含有的叶脉量一样，那么试验的结果还是可靠的、也可比的，但万一处理间的叶片含有的叶脉量不一样，那么试验的结果就是不可靠的、不可比的；所以为了可靠性和可比性，最好是不用带有叶脉的叶片做实验。
5、把叶片剪碎成1m2的碎片，混匀碎片。
6、每种处理称取1-4g放入烧杯中，烧杯要大于50ml但也不要太大，不然不易电导率的测定，烧杯标签要和处理对应上，不要弄混。
7、向烧杯中加入50ml蒸馏水。
8、把烧杯放入真空泵中抽气15-30 min，然后缓慢放入空气。
9、取出烧杯，直接测定电导率。
注意：
1 空白对照必须做，具体操作：在烧杯中加入50ml蒸馏水，但不加入样品，接着进行第8、9步操作。

2、如果要计算相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对值，则要对相应的处理做煮沸处理，具体操作是：称取同样重量的样品，放入烧杯中，加入50ml蒸馏水，称量此时的烧杯重量，然后把烧杯置于电炉上加热至沸腾，沸腾10-15min后停止加热，待冷却后，称量烧杯的重量并用蒸馏水补加到原来的重量，接着进行第8、9步的操作。
3、处理对照，即如果要计算样品的不同处理（比如感病植株叶片、转基因植株叶片）相对于样品的正常处理（比如健康植株叶片）的相对电导率，则这里的处理对照就是正常植株叶片，具体操作：按照上面的1至9步骤进行。

四、数据处理

这里包括数据的记录，以及数据的一些简单计算处理。

数据记录表

处理
观测电导率
实际电导率
相对外渗率（%）
空白对照

处理1

处理2

处理3

……

……

……

……

……

煮沸对照

处理对照（健康、正常植株）

计算公式
实际电导率

实际电导率=处理的观测电导率-空白对照的观测电导率

相对于植物细胞全部电解质外渗时的电导率的相对外渗率
相对外渗率=处理电导率-空白对照电导率煮沸电导率-空白对照电导率
样品的不同处理（比如感病植株叶片、转基因植株叶片）相对于样品的正常处理（比如健康植株叶片）的相对外渗率
相对外渗率=处理电导率-空白对照电导率处理对照电导率-空白对照电导率