水变成冰是通过水分子排列的一种物理学变化

水的玻璃态化

  水变成冰是通过水分子排列的一种物理学变化，从一个随机无
序的排列变成一个有序的晶格型排列，密度降低，体积增大，从而
使细胞的各种膜结构发生破裂。水的玻璃态化，则不发生水分子排
列的物理状态的改变，而是在温度迅速降低的情况下，水分子即在
原位固化，形成透明的玻璃化状态。因而它就不会发生体积的膨胀
，对细胞结构不会造成破坏作用。水的玻璃态化是高寒山地植物的
一种适应方式。这里的天气变化无常，一会儿阳光曝晒，温度急剧
上升；一会儿阴云密布，严寒骤然降临，迅速冰冻，于是导致水的
玻璃态化。这是生长在这里的植物在长期适应性演变和选择中造就
的。
  在这种条件下。水不结成冰，而变成玻璃态化，除了是温度特
殊迅速地降低外，当然还需要有其他的调节因子，最重要的可能是
这些植物合成了某些特殊的溶质，并以适当的浓度积累在细胞内，
尤其是液泡中，然而这方面的深入研究尚很缺乏。有意义的是，一
些研究者基于这种认识，成功地配制出一种玻璃化冰冻保护剂，为
植物器官、组织和细胞的种质保存建立了一种高效的，并且又是简
便易行的“玻璃化超低温保存技术”。这种玻璃化保护剂的主要成
分是30％(m／V)甘油、15％(m／V)乙二醇和15％(m／V)二甲亚砜(D
MS0)。将切割下来的器官、组织(如幼芽或芽尖分生组织)或培养细
胞放人玻璃化保护剂中，在0℃处理适当时间，使保护剂适当渗入
组织细胞中，并使细胞适当脱水，然后直接投入液氮，即可达到玻
璃态化，其存活率一般在80％以上。

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