《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验归纳及其拓展
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1 灵丘一中高三生物复习
《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验归纳及其拓展
编写人:费兴梅
一 、植物细胞质壁分离与复原的实验
（一）、几个概念
1．半透膜：是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜，如玻璃纸可以让水分子透过，蔗糖分子则不能。
2．渗透作用：是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用产生必须具备两个条件：半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差。
3．原生质层：是指细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。由于膜具有选择透过性，所以原生质层相当于一层半透膜，并且原生质层两测的溶液通常具有浓度差，因此，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。
（二）实验原理——内外因法
内部原因：构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性，但细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。
外部原因：与外界溶液有关。外界溶液的浓度＞细胞液的浓度 质壁分离
外界溶液的浓度＜细胞液的浓度 质壁分离复原
（三）实验步骤——自身对照
例1、按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。 细胞失水
细胞吸水 2 步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。 这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。
步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。
①图中A、B处的颜色分别是 。
②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3g／mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别 。
③如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是 、
。如果A处呈绿色，可能的原因是 。
二、植物细胞质壁分离与复原的“拓展”实验
（一）判断细胞的死活
待测细胞+蔗糖溶液 发生质壁分离和复原活细胞
不发生质壁分离死亡细胞
6．(2013·苏北四市调研)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明( )
A．洋葱表皮细胞是活细胞
B．细胞液的溶质透出细胞
C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
6．选A 活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透过性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小。
例2：根据下列实验材料和用具，设计试验验证死的植物细胞不能发生质壁分离和复原现象。 3 （1）材料与用具
新鲜的紫色洋葱鳞片叶、煮过的紫色洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3g·ml-1的蔗糖溶液、清水。
（2）实验原理：
。
（3）实验步骤：
①分别取 制成临时装片；
②把上述装片放在
，找到 ；
③分别从两载玻片的 一侧滴入 ，用吸水纸从
吸引，重复几次，在高倍镜下观察两装片中细胞的 情况；
④
。（4）实验结果预测：新鲜的 ；煮过的 。
(5)实验结论：
。
2、（2）活的成熟植物细胞原生质层相当于一层半透膜，细胞液和外界溶液存在浓度差时，就会发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞原生质层已失去选择透过性变为全透性，不能发生质壁分离和复原现象(3)1、新鲜的紫色洋葱鳞片叶表皮和煮过的紫色洋葱鳞片叶表皮2、显微镜 紫色的中央液泡 3、盖玻片 0.3g/ml的蔗糖溶液 另一侧
质壁分离 4、分别从两载玻片的盖玻片一侧滴入清水，用吸水纸从另一侧吸引，这样重复几次。在高倍镜下观察两装片中细胞的质壁分离复原情况（4）紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3g/ml的蔗糖溶液中能发生质壁分离复，在清水中又能复原 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3g/ml的蔗糖溶液不能发生质壁分离复，在清水中也不能复原 （5）活的植物细胞能发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞不能发生质壁分离和复原现象
4
（二）测定细胞液浓度范围
待测细胞十一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
例3：引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，我们称之为细胞液的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱表皮细胞（等量）依次放入下面各组溶液中，并记录结果如下表：
培
养
皿 蔗糖溶液
（mol/L） 发生初始质壁分离细胞占观察细胞数目的百分比 培
养
皿 蔗糖溶液
（mol/L） 发生初始质壁分离细胞占观察细胞数目的百分比
1 0．2 无 5 0．6 80%
2 0．3 无 6 0．7 99%
3 0．4 15% 7 0．8
100%
4 0．5 40%
（1）该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度为 。
（2）如果再给你4组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞细胞液等渗浓度的方法。（保留2位小数）
3、（1）0．5-0．6 mol/L（2）分别配制浓度为0．52 mol/L、0．54 mol/L、0．56 mol/L、0．58 mol/L的4组蔗糖溶液，进行类似的实验（或：先配制浓度为0．55 mol/L的蔗糖溶液，进行实验，如果发生初始质壁分离的超过50%，则再配制浓度为0．53 mol/L的蔗糖溶液；如果没有达到50%，则再配制浓度为0．58 mol/L的蔗糖溶液；依次类推，共进行4次实验操作。）]
变式训练：
5．为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：
浓度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3 5 质壁分离状况 不分离 刚分离 显著 显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液的浓度最可能是( )
A．≥0.2 B．≤0.2
C．＜0.2 D．0.15＜土壤溶液＜0.3
5．选C 由表格信息知：该植物细胞液浓度为0.2 mol/L，该植物要能在乙地生长，则必须保证能正常吸水，即土壤溶液浓度小于细胞液浓度。
（三）．比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
例4．右图所示为在植物细胞吸水和失水的实验中，植物细胞经过了0.3 g／mL蔗糖溶液的处理后的变化示意图，正确的变化顺序是( )
A．①②③ B．②③①
C．③②① D．①③②
（四）．鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液) 成熟的植物细胞十不同种类溶液
只发生质壁分离现象溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖)
质壁分离后自动复原溶质能通过半透膜的溶液(如KN03溶液)
例5、．某同学在做“观察植物细胞质壁分离和复原”实验的过程中，进行了大胆的创新，分别采用0.3g/ml的蔗糖溶液、0.5g/ml的蔗糖溶液、1mol/L的KNO3溶液和1mol/L醋酸溶液制作了四组临时装片，并用显微镜随时观察。发现前三组在2-3分钟后发生了部分质壁分离，5分钟后质壁分离现象明显，而第四组无质壁分离现象发生。 6 对前三组在观察到明显质壁分离现象后，再过5分钟观察，发观第1、2组无变化，而第3组却发生了自动复原现象。然后对前2组装片滴加清水，用显微镜观察，发现第1组4-5分钟后复原，而第2组无变化，不能发生复原。
请分析各组装片发生变化的原因。
5．验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞+蔗糖溶液
发生质壁分离现象细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
不发生质壁分离细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的伸缩性
例6、见4.1高效达标训练15
参考答案：
1、①无色、绿色 ②红色、绿色
③改变光圈大小 调节反光镜
高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处
2、（2）活的成熟植物细胞原生质层相当于一层半透膜，细胞液和外界溶液存在浓度差时，就会发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞原生质层已失去选择透过性变为全透性，不能发生质壁分离和复原现象(3)1、新鲜的紫色洋葱鳞片叶表皮和煮过的紫色洋葱鳞片叶表皮2、显微镜 紫色的中央液泡 3、盖玻片 0.3g/ml的蔗糖溶液 另一侧 7 质壁分离 4、分别从两载玻片的盖玻片一侧滴入清水，用吸水纸从另一侧吸引，这样重复几次。在高倍镜下观察两装片中细胞的质壁分离复原情况（4）紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3g/ml的蔗糖溶液中能发生质壁分离复，在清水中又能复原 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3g/ml的蔗糖溶液不能发生质壁分离复，在清水中也不能复原 （5）活的植物细胞能发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞不能发生质壁分离和复原现象
3、（1）0．5-0．6 mol/L（2）分别配制浓度为0．52 mol/L、0．54 mol/L、0．56 mol/L、0．58 mol/L的4组蔗糖溶液，进行类似的实验（或：先配制浓度为0．55 mol/L的蔗糖溶液，进行实验，如果发生初始质壁分离的超过50%，则再配制浓度为0．53 mol/L的蔗糖溶液；如果没有达到50%，则再配制浓度为0．58 mol/L的蔗糖溶液；依次类推，共进行4次实验操作。）]
