朱文雨
植物細胞由于液泡失水而使原生質層與細胞壁分離的現象,叫做質壁分離。進行質壁分離實驗時,通常首選洋蔥紫色的外表皮,但因為它的細胞液濃度較高,在1mol蔗糖溶液下也只會發(fā)生53%的質壁分離現象。
在平常的實驗中,最少會選擇250ml的水作為溶劑,相應則需要85.5g的蔗糖。這樣不僅蔗糖的耗費量較大,要使它完全溶解也很難。
如果換一種實驗材料會怎樣?我想到了之前被選作觀察質壁分離現象的黑藻。如果黑藻只需較低濃度的蔗糖溶液即可發(fā)生質壁分離現象,那么質壁分離和胞質環(huán)流就可用同一物種完成,讓實驗更簡便。
為進一步了解成熟植物細胞的質壁分離現象,掌握植物葉片細胞液的研究方法,作為高中生物學必修課中“探究洋蔥細胞細胞液濃度”的活動延伸,我開展了以下探究實驗。
一、實驗目的
研究蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響。
二、實驗過程
1.稱量17.1g、34.2g、51.3g、68.4g、85.5g蔗糖,分別放入燒杯并溶于少量蒸餾水,用5瓶250ml容量瓶分別配制0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L和1mol/L的蔗糖溶液各250ml,取少量分別加入培養(yǎng)皿并標明,加蓋,以免水分蒸發(fā)而改變溶液濃度。
2.將每份數量為3片的黑藻葉片分別投入5個相應培養(yǎng)皿,使其完全浸入,浸泡時間為12min。
3.從1號培養(yǎng)皿開始,依次取出3片黑藻葉片,分別放在滴加1滴至2滴相應濃度溶液的載玻片上,蓋上蓋玻片,分別制成臨時裝片。
4.調節(jié)粗準焦螺旋,在4倍目鏡、4倍物鏡顯微鏡下找到易于觀察的細胞群,轉換物鏡至40倍,調節(jié)細準焦螺旋至目鏡中呈現清晰的細胞邊界。
5.在目鏡中計數視野內總細胞個數及質壁分離細胞個數,計算質壁分離細胞所占比例。
三、實驗結果
蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響如表1和圖1所示(表中數據為三組數據平均值)。
表1 蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響
隨著溶液濃度的升高,黑藻葉片細胞的質壁分離比例增加。在實驗階段做了 0.2 mol/L 為間隔梯度的實驗。
據試驗分析,0.8mol/L~1.0mol/L的濃度區(qū)間中100%發(fā)生質壁分離現象,如圖2所示。
在 0.6mol/L的濃度中,質壁分離現象降低到88.7%,此時蔗糖所需量較少,且發(fā)生質壁分離現象的與未發(fā)生的同在視野下,易對比觀察。
當濃度為0.4mol/L時,質壁分離比例迅速從 88.7%跌至 40.3%,即細胞發(fā)生不明顯的質壁分離現象。
四、實驗結論
黑藻可作為研究質壁分離的材料,它的優(yōu)點是易發(fā)生質壁分離現象,所需的蔗糖溶液濃度較低,缺點是因為其葉片有雙層細胞,不易計數??傮w而言,可以將質壁分離和胞質環(huán)流統一用黑藻做實驗,節(jié)省原料。(指導老師:魏赫博 殷小霞)endprint