水的玻璃態(tài)化

  水變成冰是通過水分子排列的一種物理學(xué)變化，從一個(gè)隨機(jī)無
序的排列變成一個(gè)有序的晶格型排列，密度降低，體積增大，從而
使細(xì)胞的各種膜結(jié)構(gòu)發(fā)生破裂。水的玻璃態(tài)化，則不發(fā)生水分子排
列的物理狀態(tài)的改變，而是在溫度迅速降低的情況下，水分子即在
原位固化，形成透明的玻璃化狀態(tài)。因而它就不會發(fā)生體積的膨脹
，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)不會造成破壞作用。水的玻璃態(tài)化是高寒山地植物的
一種適應(yīng)方式。這里的天氣變化無常，一會兒陽光曝曬，溫度急劇
上升；一會兒陰云密布，嚴(yán)寒驟然降臨，迅速冰凍，于是導(dǎo)致水的
玻璃態(tài)化。這是生長在這里的植物在長期適應(yīng)性演變和選擇中造就
的。
  在這種條件下。水不結(jié)成冰，而變成玻璃態(tài)化，除了是溫度特
殊迅速地降低外，當(dāng)然還需要有其他的調(diào)節(jié)因子，最重要的可能是
這些植物合成了某些特殊的溶質(zhì)，并以適當(dāng)?shù)臐舛确e累在細(xì)胞內(nèi)，
尤其是液泡中，然而這方面的深入研究尚很缺乏。有意義的是，一
些研究者基于這種認(rèn)識，成功地配制出一種玻璃化冰凍保護(hù)劑，為
植物器官、組織和細(xì)胞的種質(zhì)保存建立了一種高效的，并且又是簡
便易行的“玻璃化超低溫保存技術(shù)”。這種玻璃化保護(hù)劑的主要成
分是30％(m／V)甘油、15％(m／V)乙二醇和15％(m／V)二甲亞砜(D
MS0)。將切割下來的器官、組織(如幼芽或芽尖分生組織)或培養(yǎng)細(xì)
胞放人玻璃化保護(hù)劑中，在0℃處理適當(dāng)時(shí)間，使保護(hù)劑適當(dāng)滲入
組織細(xì)胞中，并使細(xì)胞適當(dāng)脫水，然后直接投入液氮，即可達(dá)到玻
璃態(tài)化，其存活率一般在80％以上。

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