水變成冰是通過水分子排列的一種物理學變化
水的玻璃態化
水變成冰是通過水分子排列的一種物理學變化，從一個隨機無
序的排列變成一個有序的晶格型排列，密度降低，體積增大，從而
使細胞的各種膜結構發生破裂。水的玻璃態化，則不發生水分子排
列的物理狀態的改變，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。因而它就不會發生體積的膨脹
，對細胞結構不會造成破壞作用。水的玻璃態化是高寒山地植物的
一種適應方式。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，嚴寒驟然降臨，迅速冰凍，于是導致水的
玻璃態化。這是生長在這里的植物在長期適應性演變和選擇中造就
的。
在這種條件下。水不結成冰，而變成玻璃態化，除了是溫度特
殊迅速地降低外，當然還需要有其他的調節因子，較重要的可能是
這些植物合成了某些特殊的溶質，并以適當的濃度積累在細胞內，
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識，成功地配制出一種玻璃化冰凍保護劑，為
植物器官、組織和細胞的種質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”。這種玻璃化保護劑的主要成
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)或培養細
胞放人玻璃化保護劑中，在0℃處理適當時間，使保護劑適當滲入
組織細胞中，并使細胞適當脫水，然后直接投入液氮，即可達到玻
璃態化，其存活率一般在80％以上。
