一、实验目的要求

　　1、初步学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。

　　2、理解植物细胞发生渗透作用的原理。

二、实验原理

　　1、当细胞液的浓度<外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。

　　2、当细胞液的浓度>外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

三、实验重难点

1、重点

　　（1）初步学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。

　　（2）理解植物细胞发生渗透作用的原理。

2、难点

　　（1）正确制作植物细胞质壁分离装片。

　　（2）在高倍镜下观察紫色液泡扩大与缩小的过程。

　　（3）进一步熟练掌握高倍显微镜的使用方法,更好地理解植物细胞发生渗透作用的原理,直观感受质壁分离与复原的过程。

　　（4）培养学生独立制作装片和使用显微镜的能力,锻炼学生生物学技能。

四、材料用具

　　紫色的洋葱鳞片叶，质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。

五、实验步骤

细胞失水演示图

细胞吸水演示图

六、实验小结：

　　细胞是—个渗透系统，植物细胞的吸水和失水决定于细胞液与外界溶液的浓度差。

七、实验注意事项：

（1）实验材料的选择

　　最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的过程。如无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。藓类植物的叶片仅一层细胞，每个叶细胞内含多数叶绿体，当浸浴在30%的蔗糖溶液中时，叶绿体随细胞原生质的收缩而聚拢，观察质壁分离极为方便。选择材料必须都是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离及其复原现象。

（2）试剂种类的选择

　　使细胞发生质壁分离的试剂不只一种，只要不伤害细胞即可。常用的试剂：有5%的食盐溶液和30%蔗糖溶液。用5%食盐溶液做分离试剂，细胞质壁分离和复原的速度较快，一般在0.6min内即发生质壁分离现象，在1—2min内即可发生质壁分离的复原。用30%蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。发生质壁分离约需6min，换清水后，发生质壁分离复原约需8～lOmin。如果使用甘油或质量浓度为0.lg/mL的硝酸钾溶液做分离试剂，细胞质壁分离之后又会自动复原，原因是这些物质中的溶质也能通过细胞膜，仅仅是比水的速度慢。

（3）试剂浓度的选择

　　试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快。但试剂浓度过高，细胞也因过度失水而死亡，无法复原。用蔗糖溶液做质壁分离试剂，随着浓度从5%到30%递增，质壁分离所需时间逐渐缩短，但当浓度达到60%以上，一般不能发生质壁分离复原。

　　（4）本实验要求用高倍镜观察，在显微镜载物台上进行引流换液操作，技术要求较高。除按显微镜操作注意事项进行操作外，还要细心，一次滴液不要太多，避免糖液溢至盖玻片上，污染物镜镜头。在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于鳞片叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁复原时，也应如此。

八、实验例题解析

例1、将下列细胞置人30%蔗糖溶液中，能够发生质壁分离现象的是（ ）。

A．人的口腔上皮细胞　　　　　　　　　　B．洋葱根尖生长点细胞

C．干燥的大豆种子细胞　　　　　　　　　D．玉米根毛区细胞

解析：

　　发生质壁分离现象必须具备：大液泡、细胞壁和原生质层（包括细胞膜、细胞质和液泡膜）和外界溶液浓度高于细胞液浓度四个条件。人的口腔上皮细胞无液泡和细胞壁，洋葱根尖生长点细胞和大豆种子细胞的大液泡尚未形成，所以只有具有大液泡的根毛细胞能发生质壁分离。

答案：D

例2、一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是（ ）。

A．根系细胞呼吸过强，影响根对水分的吸收

B．土壤溶液浓度大于细胞液浓度

C．土壤溶液浓度小于细胞液浓度

D．土壤溶液浓度等于细胞液浓度

解析：

　　一次施肥过多，使土壤溶液的浓度升高。当土壤溶液的浓度大于根部表皮细胞的细胞液浓度时，植物的根细胞不但不能从土壤溶液中吸水，反而失水，引起“烧苗”。

答案：B

例3、在植物细胞出现质壁分离过程中，水分子通过细胞结构的顺序是（ ）

　①细胞壁　　②细胞膜　　③细胞质　　④液泡膜　　⑤液泡

A．①②③④⑤　　　　　　　　　　B．①②④⑤③

C．⑤④②③①　　　　　　　　　　D．⑤④③②①

解析：

　　在植物细胞质壁分离时，水分是从液泡向外渗透的。

答案：D

例4、向猪膀胱注入一半30%的溶液，扎紧入口，然后浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，下列坐标图像中，能正确表示测定结果的是（ ）。

解析：

　　猪膀胱壁可以当作一种半透膜来对待，膀胱内30%的蔗糖溶液与浸入的5%的蔗糖溶液存在着浓度差，因膀胱内的蔗糖大分子不能透过膀胱壁而形成渗透压。这时，水分子从5%的蔗糖溶液中进入膀胱内，从而使膀胱的重量增加（外界溶液由于溶剂的减少而蔗糖浓度升高，膀胱内溶液由于溶剂的增加而蔗糖浓度降低），当外界溶液浓度等于膀胱内溶液浓度时，水分的进出达到了相对平衡，膀胱的重量就不再增加了。

答案：B

九、实验强化训练

1、将洋葱表皮细胞放在一定浓度的尿素溶液中，表皮细胞开始发生质壁分离，然后又自动复原。发生自动复原的原因是（ ）

A．质层破坏　　　　　　　　　　　　　B．尿素分子进入细胞

C．细胞壁破坏　　　　　　　　　　　　D．尿素溶液浓度低于细胞液浓度

2、如图表示多种植物成熟细胞，在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞（ ）

A．细胞液浓度>蔗糖溶液浓度　　　　　 B．细胞液浓度<蔗糖溶液浓度

C．有不同浓度的细胞液　　　　　　　　D．细胞膜有不同的选择透过性

3、若用30%的蔗糖溶液来处理生物细胞，细胞没有出现质壁分离现象，对此合理的解释不可能是（ ）

A．蔗糖溶液有害，杀死细胞　　　　　　B．实验材料是动物细胞

C．实验材料是根尖生长点细胞　　　　　D．实验材料为死细胞

4、植物细胞的质壁分离和复原的实验现象证实了（ ）

A．水分能够渗入或渗出细胞　　　　　　B．细胞液具有一定的浓度

C．原生质层具有选择透过性　　　　　　D．一个植物细胞是个渗透装置

5、通过植物细胞质壁分离与复原实验仍不能证明的是（ ）

A．测定细胞液的浓度大小　　　　　　　B．验证渗透作用

C．鉴定细胞死活　　　　　　　　　　　D．证实渗透吸水是主要方式

6、向猪膀胱注入一半30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，在下图坐标中能正确表示测定结果的是（ ）

7、放在30%蔗糖溶液中会发生质壁分离的细胞是（ ）

A．人的口腔上皮细胞　　　　　　　　　B．洋葱根尖生长点细胞

C．洋葱表皮细胞　　　　　　　　　　　D．干种子细胞

8、在马铃薯中用打孔器打出两块圆柱体槽P和Q，将P在蒸馏水中放置lh，Q在马铃薯细胞液等渗的盐溶液中放置lh，测定处理后的圆柱体与原来的孔（ ）

A．P不合适，但Q刚好合适　　　　　　　B．P不合适，Q也不合适

C．P和Q均精确地合适　　　　　　　　　D．P精确地合适，但Q不精确地合适

9、如图表示处于不同生理状态的三个洋葱表皮细胞，请回答：

　　①图A细胞处于何种生理状态_____________________。

　　②图中各细胞的细胞液浓度依次是_______>_______>_______。

　　③A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中，则图A与图B细胞所处的外界溶液浓度是_______>_______。

　　④假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片并使之处于高浓度溶液中而发生质壁分离。用显微镜观察一个细胞的质壁分离的发展过程，发现该细胞形态的变化顺序将从_______→_______→_______。

　　⑤C图中标号①指的物质是___________________________________。

[答案]

10、把洋葱表皮细胞和人的红细胞分别放入30%的蔗糖溶液和清水中，一会儿后，用显微镜对其进行观察：

　　①在30%的蔗糖溶液中，洋葱表皮细胞_______，红细胞出现____________现象，其原因是____________________________。

　　②在清水中洋葱表皮细胞出现______________现象，其原因是______________。红细胞出现______________现象，其原因是______________；如果要使红细胞保持正常状态，应放入_______的生理盐水中。

[答案]

11、如图是某细胞的亚显微结构示意图，据图回答:

　　（1）此图表示的是_______细胞，该细胞处于_______状态。

　　（2）图中⑥的主要成分是______________。

　　（3）细胞进行生命活动所需的能量主要由[] _______供给。

　　（4）图中⑦处充满_______。

　　（5）图中①的功能是_____________________；③的功能是_____________________。

　　（6）在较强的光照惰况下，[] _______产生的CO2首先扩散到[] _______，因为此处CO2的浓度最低。CO2在此扩散过程中至少要通过_______层膜。

[答案]

12、下面是一组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果，请分析回答：

　　①洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其内部结构基础和外在条件分别是______________。

　　②比较第1和第2组实验结果的差异，说明_____________________。

　　③比较第1和第3组实验结果，出现实验结果差异性的原因是_____________________。

　　④比较第1和第4组实验结果，出现实验结果差异性的原因是_____________________。

[答案]

13、如图是某同学画的几个植物细胞的示意图，请回答：

　　①指明图中各标号所指结构名称：

　　　　1______________；2______________；3______________。

　　②表示质壁分离的正确图解是______________。

　　③发生质壁分离的原因是______________。

　　④发生质壁分离的结构基础是______________。

　　⑤将发生了质壁分离的细胞置于清水中，如果不能质壁分离复原，则说明______________。

　　⑥质壁分离和复原的实验说明：______________可以通过______________（由_______、_______和_______构成）与外界环境的溶液发生渗透作用。成熟的植物细胞可以进行______________。

[答案]

14、用2mol·L－1醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体积变化情况如下图所示，请据图回答：

　　①原生质体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质_________；细胞液浓度_______。

　　②在1分钟后，处于2mol·L－1蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_______，此时在细胞壁和原生质层之间充满了______________，要使该细胞复原，应将其置于______________中。

　　③在1分钟后，处于2mol·L－1乙二醇溶液中的细胞，其原生质的体积的变化是由于______________逐渐进入细胞内，引起细胞液浓度______________。

　　④并不是该植物的所有活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有____________。

[答案]

- 返回 -