摘 要: “植物細胞質壁分離及復原”是高中生物必修Ⅰ中非常重要的實驗,本文從實驗原理、材料、步驟三個方面詳細分析了該實驗的具體內容。由于實驗操作有一定的難度,學生在進行實驗時很難取得令人滿意的效果。經過思考和大量的實踐,作者對這個實驗的部分步驟加以創(chuàng)新,總結了成功的幾個關鍵,在一定程度上提高了實驗效率,增強了實驗效果。
關鍵詞: 質壁分離及復原 原生質層 滲透作用
1.實驗講解
1.1實驗原理
1.1.1質壁分離
把成熟的植物細胞放置在某些對細胞無毒害的物質溶液中,當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時,細胞液中的水分子就透過原生質層進入到外界溶液中,使原生質層和細胞壁都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的收縮性大,當細胞不斷失水時,原生質層就會與細胞壁逐漸分離開來,也就是逐漸發(fā)生了質壁分離。
1.1.2質壁分離復原
當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時,外界溶液中的水分子就通過原生質層進入到細胞液中,發(fā)生質壁分離的細胞的整個原生質層會慢慢恢復成原來的狀態(tài),使植物細胞逐漸發(fā)生質壁分離復原。
1.2實驗材料
該實驗中所用的材料是紫色洋蔥鱗片葉、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、顯微鏡等。
1.3實驗步驟
制作洋蔥鱗片葉表皮細胞臨時裝片
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高倍顯微鏡觀察有一個紫色的中央大液泡原生質層緊貼細胞壁
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滴蔗糖:在載物臺上,從蓋玻片的一側滴入0.3g/mL的蔗糖溶液,在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。這樣重復3~4次,洋蔥表皮細胞就浸潤在蔗糖溶液中。
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高倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變?。ㄗ仙由睿┰|層與細胞壁逐漸分離
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吸水紙吸引:在蓋玻片的一側滴入清水,在另一側用吸水紙吸引,這樣重復3~4次,洋蔥表皮細胞就浸潤在清水中。
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高倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸脹大(紫色變淺)原生質層逐漸貼近細胞壁
2.實驗成功的關鍵
2.1實驗材料的選擇
最常用的實驗材料是紫色洋蔥鱗片葉,因其具有紫色大液泡,能方便地觀察到質壁分離及復原的過程;并且撕取表皮細胞時較為方便,易得單層細胞,較少重疊。
2.2試劑種類的選擇
能夠使細胞發(fā)生質壁分離的試劑有很多種,只要對細胞沒有毒害作用,溶液濃度大于細胞液濃度即可。常用的試劑是0.3g/mL的蔗糖溶液,用0.3g/mL的蔗糖溶液做分離試劑時,細胞發(fā)生質壁分離和復原的速度比較緩慢,便于觀察變化過程。用適當濃度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸鉀溶液也可以觀察到質壁分離現象,但這些物質可以通過原生質層進入細胞,導致細胞液濃度變大,細胞又通過滲透作用吸水,從而發(fā)生自動復原。
2.3試劑濃度的選擇
試劑的濃度影響細胞質壁分離的速度,試劑濃度越高,發(fā)生質壁分離的速度越快,但試劑濃度過高,細胞會過度失水而死亡,無法繼續(xù)后面的質壁分離復原。所用試劑濃度過低,導致質壁分離過慢,影響對實驗結果的觀察。
2.4取材
撕取的鱗片葉顏色越深越容易觀察,撕下的表皮能看到紫色,又不帶有葉肉細胞時效果最好。
2.5引流
在顯微鏡載物臺上進行引流換液操作,不要一次滴液太多,以免污染物鏡鏡頭。建議分離和復原時滴液分別在載玻片兩頭操作,更容易觀察到質壁分離復原。
3.拓展應用
3.1比較不同植物細胞的細胞液濃度
不同植物細胞+同一濃度的蔗糖溶液 剛剛發(fā)生質壁
分離時所需的時間的比較 判斷細胞液濃度大?。磿r間越短,細胞液濃度越?。?/p>
3.2測定細胞液濃度范圍
待測細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛剛發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液的濃度之間
3.3鑒定植物細胞的死活
發(fā)生質壁分離的細胞—活細胞不發(fā)生質壁分離的細胞—死細胞
3.4鑒別不同種類的溶液
只發(fā)生質壁分離—溶質不能通過半透膜的溶液(如蔗糖溶液)發(fā)生質壁分離后又自動復原—溶質能通過半透膜的溶液(如KNO■)