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1、 观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原 2005-3-241实验目的： (1)观察植物细胞壁分离和质壁分离复原的过程。(2)验证和理解具有大的液泡的植物细胞发生渗透作用的原理。2实验原理： 一个成熟的植物细胞内由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质构成的结 构叫做原生质层。由于细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜，因此从整个植物细胞来看，可以把原生 质层看做是一层半透膜，这层膜把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来，而细胞液和外界溶液通 常具有浓度差，所以，当成熟的植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液 发生渗透作用。 当细胞的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液
2、中的水分就会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，这就是质壁分离。已产生质壁分离的细胞移 到水或溶液浓度低于细胞液的外界溶液中，外界溶液中的水分就会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，这叫作植物细胞的质壁分离复原。质壁分离复原可在引 起细胞发生质壁分离的溶液中发生，这是由于溶质逐渐透过原生质层进入细胞，使细胞液浓度大于 外界溶液的浓度，水逐渐进入细胞液，引起质壁分离复原。3实验步骤及方法: (1)配好 03gmL 蔗糖溶液。 (2)选择成熟的紫色
3、洋葱鳞片叶，用 刀片在洋葱鳞片叶的表面划一个小方块，用镊子撕取这一小块洋葱表皮，将它平展放在载玻片中央 的清水滴中，并盖上盖玻片。 (3)先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，可以看到洋葱表皮细胞中 的紫色大液泡，可以看到原生质层紧紧贴着细胞壁。 (4)从盖玻片的一侧滴人蔗糖的质量浓度为 o3gmL 的溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸过量的蔗糖溶液，重复几次后，盖玻片下面的洋 葱表皮就浸入到浓蔗糖溶液中。此时用显微镜观察，可以看到液泡逐渐变小，原生质层与细胞壁逐 渐分离开来。起初只有四角质壁开始分离，逐渐液泡变小，原生质层与细胞壁完全分离开来。(5)从 盖玻片的一侧滴人清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸
4、吸引。这样重复几次，洋葱表皮又浸到水中。 这时用显微镜观察，发现液泡逐渐变大，原生质层和液泡逐渐恢复成原来的状态。4成功关键： 取材原则：活的、有颜色的、有大液泡的植物细胞。5注意事项: (1)滴加蔗糖溶液和清水都在载物台上进行，否则不易观察整个细胞的失水或吸水。(2)质壁分离现象出现后，要立即滴加清水，否则可因细胞长时间缺水死亡而无法复原。6思维拓展：(1)质壁分离及复原可以证明：细胞是活的；大体测定细胞液的浓度；说明细胞 对某些物质的选择性。 (2)可用浓度适当，对细胞无毒害的药品作为分离剂替代蔗糖溶液进行实 验。(3)若外界溶液中的溶质为细胞可吸收的成分，则发生质壁分离后，可自动复原。如
5、适宜浓度的 葡萄糖溶液、乙二醇溶液、硝酸钾溶液、硫酸铵溶液、尿素溶液等。 例例 2: 甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根显红色。将块根切成小块，放在蒸馏水中，水无明 显的颜色变化，但用盐酸处理这些块根后，则能使水变红。这是因为 A.细胞壁被盐酸破坏 B.花青素不溶于水而溶于盐酸 C.盐酸破坏了细胞膜的选择透过性 D.盐酸破坏了原生质层的选择透过性 答案答案 D 例例 3 :请根据下列条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。一瓶 lo的蔗糖溶液、一瓶 30的蔗糖溶液、250mL 烧杯 1 只、半透膜制成的透析袋 1 只、刻度 玻璃管 1 支、细线 l 根、支架
6、1 个。(1)实验步骤。答案答案 ： (1)实验步骤：实验步骤： 将一瓶中的溶液倒入烧杯中。将一瓶中的溶液倒入烧杯中。 将另一瓶中的溶将另一瓶中的溶 液装入透析袋，再用刻度玻璃管插入透析袋，用细线将袋口和玻璃管捆住扎紧。液装入透析袋，再用刻度玻璃管插入透析袋，用细线将袋口和玻璃管捆住扎紧。将插有玻璃管的将插有玻璃管的 透析袋放入有溶液的烧杯中，垂直固定在支架上，注意记录玻璃管液面刻度。透析袋放入有溶液的烧杯中，垂直固定在支架上，注意记录玻璃管液面刻度。 过一段时间，细过一段时间，细 心观察液面刻度的升降。心观察液面刻度的升降。(2)结果分析。(2)结果分析：结果分析： 如果液面升高，那么透析袋
7、中的蔗糖溶液应是高浓度如果液面升高，那么透析袋中的蔗糖溶液应是高浓度 30的溶液，烧杯中应是的溶液，烧杯中应是 10的低浓度的蔗糖溶液；如果液面降低，烧杯中应是的低浓度的蔗糖溶液；如果液面降低，烧杯中应是 30的蔗糖溶液，透析袋中是的蔗糖溶液，透析袋中是 10的蔗糖的蔗糖 溶液。溶液。 例例 4： 作质壁分离和复原的实验，选用洋葱表皮细胞是因为其具有 ，便于观察。不能 用 50的蔗糖溶液，是因为细胞在该溶液中会 ，影响实验效果。当质壁分离发生时， 细胞的吸水力比正常状态 。 答案：答案： 较大的紫色液泡较大的紫色液泡 因失水过多而死亡因失水过多而死亡 大大 例例 5： 为测定洋葱表皮组织的渗透
8、压，某学生设计了以下实验：(1)实验目的：(略) (2)实验用具和材料：(略)(3)实验原理：当外界溶液浓度等于植物细胞液浓度时，细胞既不会失去水分，也不会吸收水分。 在光学显微镜下观察，将发现植物细胞不发生质壁分离。(4)实验步骤： 配制浓度分别为 5、10、15、20、25、30的系列浓度 CaCl2 溶 液。撕取洋葱表皮组织，分别用清水制作成临时装片，并分别编号(16 号)。 分别用不同浓 度(注意按顺序从低到高)的已知溶液渗入表皮组织临时装片中，方法是：从临时装片上的盖玻片的 一侧滴入溶液，在另一侧用吸水纸吸引。 马上放在低倍镜下观察。先寻找紫色表皮细胞，再观 察质壁分离情况。 当发现
9、某一浓度下的表皮组织中，全部细胞都发生了质壁分离，而前一个溶 液浓度下，细胞不发生质壁分离，则可以认为：细胞液浓度介于前一溶液浓度和后一溶液浓度之间。请回答以下问题： (1)指出该学生对实验原理的理解的错误，并分析原因。 对实验原理理解的错误及原因答案：错误的第一点是当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞不失对实验原理理解的错误及原因答案：错误的第一点是当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞不失 去水分也不吸收水分，因为此时的水分子是不停地运动的，向细胞内运动的数目与向细胞外运动的去水分也不吸收水分，因为此时的水分子是不停地运动的，向细胞内运动的数目与向细胞外运动的 数目相同而达到平衡；第二点错误
10、是：数目相同而达到平衡；第二点错误是：“细胞不发生质壁分离细胞不发生质壁分离” ，因为细胞外浓度小于细胞液的浓，因为细胞外浓度小于细胞液的浓 度，细胞也不发生质壁分离。正确的标志是：表皮组织有一部分细胞发生了质壁分离，一部分不发度，细胞也不发生质壁分离。正确的标志是：表皮组织有一部分细胞发生了质壁分离，一部分不发 生质壁分离，此时的溶液浓度是该组织全部细胞液浓度的平均值。生质壁分离，此时的溶液浓度是该组织全部细胞液浓度的平均值。(2)指出“实验步骤”设计中的错误，并分析原因。 对实验步骤中设计的错误及原因答案：对实验步骤中设计的错误及原因答案：不应选用氯化钙溶液，氯离子和钙离子可以通过主动不应
11、选用氯化钙溶液，氯离子和钙离子可以通过主动 运输进入细胞，改变细胞液的浓度，影响实验。应选择不能通过半透膜的溶液如：蔗糖。运输进入细胞，改变细胞液的浓度，影响实验。应选择不能通过半透膜的溶液如：蔗糖。应将撕应将撕 取的洋葱表皮组织，切成大小一致的小块材料，因为材料制作会对细胞产生伤害，使细胞液流出，取的洋葱表皮组织，切成大小一致的小块材料，因为材料制作会对细胞产生伤害，使细胞液流出， 这样会尽可能减少误差。制作临时装片，不应用清水，清水会导致误差，应将切好的材料先放入溶这样会尽可能减少误差。制作临时装片，不应用清水，清水会导致误差，应将切好的材料先放入溶 液中，处理后，再用溶液把组织块制成临时
12、装片。液中，处理后，再用溶液把组织块制成临时装片。操作的第三步不必进行。操作的第三步不必进行。不能用低倍镜观察不能用低倍镜观察 组织细胞的质壁分离，因为处理组织不一定含有紫色液泡，观察无色细胞，最好用高倍镜，这样观组织细胞的质壁分离，因为处理组织不一定含有紫色液泡，观察无色细胞，最好用高倍镜，这样观 察清楚些。察清楚些。确定溶液浓度和细胞液的标准不应是凭细胞是否发生质壁分离，因为当溶液浓度接近确定溶液浓度和细胞液的标准不应是凭细胞是否发生质壁分离，因为当溶液浓度接近 细胞渗透压时，它的浓度是高于组织块的一部分细胞，又低于组织块的另一部分细胞，这时的溶液细胞渗透压时，它的浓度是高于组织块的一部分
13、细胞，又低于组织块的另一部分细胞，这时的溶液 浓度代表组织细胞的平均渗透压。当全部细胞都发生了质壁分离时，溶液的浓度已经远远超过细胞浓度代表组织细胞的平均渗透压。当全部细胞都发生了质壁分离时，溶液的浓度已经远远超过细胞 液了。液了。1一个典型的渗透系统必须具备的两个条件是 ( )A.半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 B.全透膜 膜两侧溶液具有浓度差C.半透膜 膜两侧溶液的浓度相等 D.全透膜 膜两侧溶液的浓度相等2盛夏季节，在炎炎烈日下，人们闷热难耐，此时若来到浓荫蔽日的树下会顿觉凉爽。下列事实 中，可以用来解释其原因的是 ( ) 植物进行蒸腾作用 植物进行呼吸作用 人靠出汗来调节体温 植物在强光
14、直射时吸收热 量较多 A. B. C D. 3假定将甲、乙两个某种植物的表皮细胞装片分别放人较高浓度的蔗糖溶液和甘油溶液中。蔗糖 分子不能透过半透膜，而甘油分子可以透过半透膜。在显微镜下连续观察，细胞的变化是 ( )A.甲、乙两个细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.甲、乙两个细胞发生质壁分离后，乙细胞发生质壁分离复原C.甲、乙两个细胞发生质壁分离后，甲细胞发生质壁分离复原D.甲、乙两个细胞发生质壁分离后，均发生质壁分离复原 4下列哪组是植物细胞发生质壁分离的原因 外界溶液浓度小于细胞液浓度 细胞液浓度 大于外界溶液浓度 细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性原生质的伸缩性大于细胞壁的伸缩 性
15、 A. B. C. D. 5一个成熟的植物细胞，它的渗透系统是指 ( ) A.细胞壁、细胞膜、细胞质 B.细胞膜、液泡壁、液泡 C.原生质层、细胞液 D.细胞膜、细胞液、液泡壁 6关于植物细胞渗透作用的叙述中，正确的是 ( ) A.细胞内外浓度相等，水分子停止进出 B.细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞不断吸水 C.细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞不断失水 D.细胞浓度低于外界溶液浓度，水分不能进入细 胞 7植物细胞的细胞膜紧贴细胞壁，光镜下一般不易分辨出来，但以下哪项时期除外 A.有丝分裂间期 B.有丝分裂中期 C.渗透吸水时期 D.质壁分离时期 8下列能发生渗透现象的是 ( ) A.腌过的萝卜条放在清水中 B.将菠菜叶放在高于其细胞液浓度的溶液中 C.煮过的萝卜条放在清水中 D.干菜放在清水中 9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。对此合理的解释可能是 ( )A.实验材料是根尖分生区细胞 B.实验材料是动物细胞C.实验材料是死细胞 D.经纤维素酶处理的植物细胞 10洋葱表皮细胞在一定浓度的尿素溶液中，发生质壁分离现象后
