探究植物细胞的吸水和失水(新)

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1、探究植物细胞的吸水和失水一、学习目标 本实验是探究性实验，要求你尝试从生活现象中提出问题，作出假设；学习进行探究 问题的一般方法和步骤；学会进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计与操作，并具有根 据证据作出合理判断的能力，继续练习显微镜的使用并制作临时装片观察。在高考中主要 侧重对植物细胞吸水失水原理及实验探究能力的考查。二、观察与思考 生活中有这样一些现象： 泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。 做菜馅时加盐后稍等一会儿，蔬菜中的水分会大量浸出。 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。看到这些现象你是否想到了什么呢？请你根据以上现象提出问题和假设、进行探究实 验并对结果进行

2、分析。（一）提出问题（二）猜想与假设（三）交流、讨论（对猜想与假设进行交流讨论）三、设计与交流 （根据实验原理，选择实验器材（仪器和药品），列出具体实验步骤，设计自己或小组的实 验方案）实验方案 实验器材（仪器与药品）实验步骤或实验方案 小组设计 实验器材（仪器与药品）实验步骤四、实验解析（一）探究实验的一般过程如下图：观察提出作出设计*进行-分析得岀表达一进一步现象问题假设实验实验结果结论交流丨探究原材装方预理料置案测1. 观察现象：科学发现离不开观察。科学观察要在自然常态条件下进行，观察要保持客观 的态度，必须周详，并记录，对观察到的现象还要进行客观的描述。如：当你把白菜剁碎准备做馅时，常

3、常要放一些盐，稍等一会儿，就可见到有水分渗出； 将置于空气中刚刚萎蔫的青菜叶片泡在清水中，稍等一会就可看到青菜变得硬挺了。2. 提出问题：通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题。将问题写 出来，与本小组同学交流，看看其他同学能否准确理解你的意思，考虑是否需要对问题的 表述进行修改。小组内讨论各自提出的问题是否有探究价值。确定本小组要探究的问题。小组提出的问题：0 参考问题：（1）成熟的植物细胞能否构成一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？（2）植物细胞在什么条件下吸水和失水？（3）水分是如何进出细胞的？3. 做出假设：（1）提出假设：即依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过创

4、造性思维，提出初步假 定；假定的提出要根据已经掌握的科学知识和生活经验，也离不开逻辑思维、联想和想象 等，而不是无端地猜测。做出的假设应该是可以通过科学探究来检验的。小组做出的假设： 0（2）做出预期（推断）：即依据提出的假说，进行推理，得出假定性的结论。实际上通过 实验直接检验的往往是预期而不是假设。如果实验结果与预期相符，则说明假设是正确的 反之，则说明假设是错误的。小组做出的预期：参考假设：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统当细胞液浓度 外界溶液浓度时，会使植物细胞吸水。当细胞液浓度 外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。水分是通过渗透作用进出成熟的

5、植物细胞的。4. 设计实验： 做出假设和预期后，就需要设计检验假设是否正确的实验方案，具体步骤如下。(1) 确定实验思路：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，会观察到中央液泡变小 再将细胞浸润在清水中，中央液泡会变大。(2) 选择实验材料：0(3) 设计实验步骤，预期实验结果：5. 进行实验：按照实验方案认真操作，仔细观察，记录结果06. 分析结果，得出结论：如果所获得的结构与假设相符，则肯定假设；如果结果与假设不 相符，则否定假设；如果结果与假设无关，则无从判断；最后得出结论0本实验中实验结 果与你的预期吻合吗？它是否支持你的假设？如果有的结果与预期不同，你应当如何进行 解释？如果实验结果

6、与预期的相符，会得出那些结论？参考结论：( 1)水分子是可以出入生物膜(在本实验中是原生质层，下同)的物质；( 2)水分子进出细胞的方向取决于生物膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相 对含量梯度进行跨膜运输的过程0( 3)生物膜是选择透过性膜，因为蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞膜07. 表达和交流：陈述内容：(使用准确的生物学术语和图表将自己的研究方法、结果和观点告知他人)0听取质疑：(对待他人提出的不同意见，既要虚心听取，又要独立思考，不盲从他人，同 时又不能固执己见0)修改完善：要本着实事求是的态度，利用证据和逻辑做出自己的判断，必要时对自己的 结论进行修改和完善0修改后的陈述内

7、容：8. 进一步探究：在以上结论的基础上继续探究其他未知问题。参考探究： 植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？能设计实验测定洋葱表皮细胞的细胞液浓度吗？（二）实验原理1. 成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 水分是通过自由扩散进出成熟的植物细胞的。2. 当细胞液的浓度 外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。（三）主要实验材料紫色的洋葱鳞片叶。 刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。质量分数为 0.3g/mL 的蔗糖溶液，清水。四）方法与步骤实验步骤操作方法观察结果绘图洋葱表皮临 时装片的制 作观察洋葱表 皮细胞观察质壁分 离用纱布清洁载玻片和盖玻片

8、。用滴管在载玻片中央滴 一滴清水。撕取一小片颜色较深的洋葱上表皮。用镊子将 撕下的表皮放在水滴中。用镊子夹起盖玻片，将盖玻片的 一边先接触载玻片上的水滴，然后轻轻盖在水滴上。用吸 水纸洗去多余的水分。将低倍物镜对准通光孔，根据光线选择适当的反光镜 和光圈，获得明亮适宜的视野。把制好的装片放在显微镜 的载物台上，用压片夹夹好，并从侧面观察将镜筒下降到 适当位置。通过目镜观察，旋转粗准焦螺旋使镜筒缓慢上 升，直至看到物像。再旋转细准焦螺旋，进行微调，直至 获得清晰的物像。取下临时装片，水平放在桌上。用滴管在盖玻片的一 边滴加适量的0.3g/mL的蔗糖溶液，同时用吸水纸在盖玻 片另一端吸水；重复上述

9、操作，使洋葱表皮细胞浸润在 0.3g/mL的蔗糖溶液中。静置片刻，将装片放在显微镜下 观察。0.3 g/mL蔗糖溶液吸水纸观察质壁分 离复原取下临时装片，水平放在桌上。用滴管在盖玻片的一 边滴加适量的清水，同时用吸水纸在盖玻片另一端吸水； 重复进行，使洋葱表皮细胞重新浸润在清水中。静置片刻， 将装片放在显微镜下观察。q备7吸水纸Q（五）注意事项：1. 实验材料的选择（1）本实验用的是紫色的洋葱鳞片叶，原因是它的外表皮细胞的液泡大，细胞液中含有紫 色的花青素，不经染色就能清晰地观察到实验现象。（2）如无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。因为藓类植物的叶片仅一层 细胞，每个细胞内含有多

10、个叶绿体，当浸润在质量分数为 0.3g/mL 的蔗糖溶液中时，叶绿 体随细胞原生质层的收缩而聚拢，观察质壁分离极为方便。（3）选择的材料必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不 会观察到预期的结果。2. 实验现象的观察 细胞在发生质壁分离时，先是从角部分离的，随着水分的不断渗出，质壁分离越来越 大，最后全部分离开来。而发生质壁分离复原时的现象正好相反。3. 实验操作要细心 本实验要在载物台上进行引流换液操作，操作时一定要细心，不要一次滴液太多，避 免试剂污染显微镜的镜头。（六）实验变量分析 在本实验中，质壁分离试剂种类及浓度的选择对实验结果的影响较大。1. 试剂的浓度影

11、响细胞发生质壁分离的速度，浓度越高，发生质壁分离的速度越快。但如 果浓度过高会导致细胞因过度失水而死亡，将无法看到质壁分离复原现象。经实验测定， 本实验选用质量分数为 0.3g/mL 的蔗糖溶液做质壁分离试剂，细胞发生质壁分离和复原的 速度较缓慢，便于观察变化过程。2. 本实验也可使用5%的NaCl溶液作为质壁分离试剂，但质壁分离和复原的速度较快。3. 如果使用甘油或质量分数为 0.1g/mL 的硝酸钾溶液作质壁分离试剂，细胞发生质壁分离 后会自动复原，原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，但比水的速度要慢。五、实验结论及分析1实验结果与预测结果的比较质壁分离 观察结果绘图质壁分离复原 观察结

12、果绘图与预期是否相符误差分析1）质壁分离现象不明显的原因是什么？2）为什么有的细胞发生了质壁分离，但不能复原？备注：遇到的问题可以到http:/ 度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将A. 不变B. 增大C. 减小D. 先增后减答案：B 解析：成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成渗透系统。当细胞液浓度大于 外界溶液浓度时，细胞吸水，质量增加；反之，则细胞失水，质量减少。从题图可看出： a 点表示水分进出细胞达到平衡状态，b点细胞处于失水状态。当把b点溶液中的萝卜条移入 a 浓度溶液中后，细胞吸水，质量将增大。七、知识反馈（一）同步练习1. 植物细胞的相当于一层半透膜，成

13、熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。2. 当细胞液浓度外界溶液浓度时，会使植物细胞吸水。当细胞液浓度外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。3制作洋葱鳞片叶表皮细胞装片时，应撕 的洋葱上表皮，原因 。4观察质壁分离时，应用滴管在盖玻片的一边滴加适量白，同时用吸水纸在盖玻片另一端吸水，重复数次后放在显微镜下观察。5.本实验如果使用质量分数为O.lg/mL的硝酸钾溶液作质壁分离试剂，实验现象将为（二）检测过关1. 以下不能做植物细胞质壁分离和复原的实验材料的是 （ ） 根尖分生区细胞 根毛细胞 种子胚的细胞 洋葱表皮细胞A. B. C. D. 2. 当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于浓度为 0.3g/m

14、L 的蔗糖溶液中，原生质层和细胞壁之 间将 （ ）A. 紧紧贴在一起B.充满细胞液C. 充满蔗糖溶液D. 充满清水3. 用蔗糖腌渍萝卜条，能使萝卜条变甜，这是因为 （ ）A. 蔗糖分子通过渗透作用进入细胞B.蔗糖分子通过主动运输进入细胞C.蔗糖分子进入细胞间隙D.细胞脱水死亡，膜失去了选择透过性4. 田间一次施肥过多会造成农作物枯萎变黄，俗称“烧苗”，其原因是（）A. 根吸收无机盐过多，茎叶细胞失水B. 土壤溶液浓度过高，根细胞不能吸水C.蒸腾作用旺盛，水分散失过多D. 土壤溶液浓度过低，根细胞不能吸水5. 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浓度细胞液浓度小于外界溶液浓度 细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性A. B. C. D. 6. 与植物细胞渗透吸水密切相关的细胞器是（）A. 线粒体B. 叶绿体C. 液泡D. 核糖体八、高考链接（一）高考导航 本实验是高中生物学中一个主要的探究性实验，实验的原理及探究实验的一般方法是 高考的重点考查内容，曾在高考中出现过以考查渗透作用原理及设计实验通过质壁分离复 原证明气孔具有开启和关闭功能的题目。（二）真题解析（