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实验2 植物细胞的质壁分离及死活鉴定一、目的1.了解活体染色的基本原理，掌握活体染色技术（作为鉴定细胞死活的一种基本方法）2.观察植物细胞发生质壁分离与复原的动态过程，理解不同形式质壁分离产生的原因3.理解植物细胞发生渗透作用的原理4.学会分析结果和对本实验成败的讨论。
二、原理活体染色是利用某种对植物无害的染料稀溶液对活细胞进行染色技术。
中性红是常用的染料之一，它是一种弱碱性pH6.4～8.0之间（由红变黄），在中性或微碱性环境中，植物的活细胞能大量吸收中性红并向液泡中排泌，由于液泡在一般情况下呈酸性反应，因此，进入液泡的中性红便解离出大量阳离子而呈现桃红色。
在这种情况下，原生质和细胞壁一般不着色。
死细胞由于原生质变性凝固，胞液不能维持在液泡内，因此，用中性红染色后，不产生液泡着色现象，相反，中性红的阳离子却与带有一定负电荷的原生质及细胞核结合，而使原生质与细胞核染色。
植物细胞是一个渗透系统。
当细胞处于比其水势低的变渗溶液中时，则细胞由于失水而使原生质体体积缩小，从而引起质壁分离。
而当提变细胞外溶液的水势使其大于细胞内水势时，或因溶质透入细胞使细胞内的水势小于外界溶液的水势时，则因细胞重新吸水，原生质体体积膨胀，可见质壁分离复原。
活细胞与死细胞膜的透性不同，活细胞在充渗溶液中能产生质壁分离，而死细胞不能产生质壁分离现象，故可以此鉴别。
植物细胞的质壁分离形式，有凸形、帽形、凹形，痉挛形（特别严惩的凹形）等形式。
起初往往是凹形，后来渐渐变为凸形，质壁分离形成的不同往往与原生质的粘性有关。
凡是原生质粘度大的，能维持较长时间的凹形质壁分离，甚至成为痉挛形；原生质的粘性降低时，较快到达凸形质壁分离，甚至不经过凹形阶段。
本实验观察由于Ca2+，K+离子对原生质粘性的不同影响而发生不同形状的质壁分离的现象。
Ca2+离子能降低原生质水合度，使原生质粘性增大，K+离子正好相反。
所以经前者处理后，发生凹形质壁分离，后者则发生凸形质壁分离。
高三生物——活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的质膜和液泡膜及两层膜之间的细胞质具有选择透性，相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。
(3)细胞壁和质膜及其以内部分都有一定的伸缩性，且质膜及其以内部分的伸缩性较大。
2．实验步骤
3．现象与结论
4．质壁分离表现
⎩⎪
⎨
⎪⎧
宏观：坚挺→萎蔫
微观
⎩⎪
⎨
⎪⎧
液泡：大→小
细胞液颜色：浅→深
质膜及其以内部分：与细胞壁分离
1．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色的大液泡，便于观察；根尖分生区的细胞无大液泡，不发生质壁分离，不能作为该实验的材料；紫色洋葱内表皮细胞虽有大液泡，但液泡内不含色素，不易观察，不宜作为该实验的材料。
2．使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)观察质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度。
质壁分离与复原实验的变式及其拓展应用近几年来，实验设计题已成为全国各地高考试题中的热点和常考点。
分析各地实验设计题，我们不难发现：这些题目考查的着力点主要在于, 高中课本上的经典实验和学生实验中所蕴含的实验原理和实验方法。
在平时的复习中，只要我们认真地提练这些实验中的原理和方法，研究它们可能的变式情况，拓宽它们的应用范围，那么，应对高考中的实验设计题，应该会绰绰有余。
质壁分离与复原实验，是考纲要求的十七个学生实验之一，其变式和拓展应用，也常常成为各地出实验设计类题的一个着力点。
一、质壁分离与复原实验的变式【例】植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。
当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。
请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。
要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。
实验材料与主要用具：实验步骤：预测实验结果并作出解释：【解析】本题是2005 年全国卷II 中的一个高考题，重点考查学生的探究创新能力。
仔细分析实验目的和实验原理，我们不难发现，它就是高中生物全一册中的学生实验《质壁分离与复原实验》的一个变式，只要我们牢固掌握《质壁分离与复原实验》的实验原理和方法[ 原理有：植物细胞吸水失水条件，渗透原理等；方法：临时装片制作方法，显微镜使用方法，及引流法] ，本题的答案便可以类比作出。
【答案】实验材料与主要用具：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。
实验步骤：①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。
②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。
（临时装片制作方法）③将临时装片放在显微镜的载物台上，先用低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态。
（显微镜使用方法）④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，再另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复几次。
高三生物一轮复习——(实验)观察植物细胞的质壁分离和复原知识梳理1.实验原理2.实验步骤(1)黑藻叶片叶肉细胞的液泡是无色的，为什么可以作为质壁分离的材料？提示因为原生质层中有叶绿体等带有颜色的结构，能形成明显对比。
(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间是什么样溶液？判断的依据是什么？提示是浓度降低的外界溶液。
这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。
(3)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，为什么？提示以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。
(4)若视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞真的正在进行质壁发离吗？提示不一定，也可能正在进行质壁分离的复原，也可能正在处于水分进出平衡的状态。
1.本实验存在两组对照实验2.质壁分离发生的条件(1)从细胞角度分析：①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析：①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
3.植物细胞质壁分离及复原的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞：(2)测定细胞液浓度范围：(3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度：(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)：围绕植物细胞的质壁分离与复原的拓展实验考查科学探究的能力1.(2018·海南卷，5)在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是()A.紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞B.紫色洋葱根尖分生区细胞C.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞D.紫色洋葱根尖伸长区细胞解析紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞会因细胞重叠而难以观察到质壁分离现象，A错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，不用染色即可清楚观察到紫色中央液泡的变化现象，最适合作为观察材料，C正确；紫色洋葱根尖分生区细。
实验专题三——探究植物细胞的吸水和失水一、植物细胞的质壁分离和复原实验：1.实验原理：2.实验材料的选择：（1）选择的细胞：具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象，如：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，与无色透明的细胞壁易区分；（2）不能选择的细胞：死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象；（3）一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显；3.实验步骤：4.试剂的使用：（1）0.3g/mL的蔗糖溶液，清水；（2）溶质不能透过半透膜：在一定浓度的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。
（3）溶质可透过半透膜：在一定浓度的溶液（如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等）中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO－3、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
（4）浓度过高的蔗糖溶液：如：0.8 g/mL，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞因过度失水而死亡。
（5）盐酸、酒精、醋酸等溶液：能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。
5.实验注意事项：（1）发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。
（2）“质”指原生质层；“壁”指细胞壁；（3）质壁分离不久就得做复原实验，因为细胞过度失水会导致细胞死亡；6.本实验存在两组对照实验：本实验的两组实验均为自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
二、实验拓展应用：1.判断成熟植物细胞的死活：2.测定细胞液浓度范围：3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小：4.比较未知浓度溶液的浓度大小：(如KNO3溶液和蔗糖溶液)：课后·限时训练(时间：20分钟)1.水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。
如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线(O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。
植物生理学实验植物细胞死活的鉴定和植物组织渗透势的测定------质壁分离法摘要：植物活细胞是一个渗透系统，当其处于高渗溶液中时，细胞失水，原生质体体积缩小，发生质壁分离现象。
若将发生质壁分离的细胞转移至低渗溶液中，细胞会重新吸水，原生质体膨胀，质壁分离复原。
由于死细胞的质膜失去半渗透性，不能发生质壁分离复原现象。
因此质壁分离法可用于鉴定植物细胞的死活。
利用植物活细胞的质壁分离及其复原现象，可测定植物组织的渗透势。
当植物细胞或组织放在外界等渗溶液中时，组织与外界溶液的水分交换达到动态平衡，植物细胞处于初始质壁分离状态，细胞压力势为零，溶液的渗透势即等于所测植物的渗透势(压力势为零的水势)。
用一系列梯度浓度溶液浸泡组织，并观察细胞质壁分离现象。
能引起植物组织细胞发生初始质壁分离的溶液浓度或介于发生质壁分离的溶液和相邻没有发生质壁分离的溶液之间的浓度，即为等渗浓度。
根据公式计算植物组织的渗透势。
Part I 植物细胞死活的鉴定一、实验原理与实验目的实验原理植物细胞是一个渗透系统。
当细胞处于比其水势低的高渗透溶液中时，细胞由于失水而使原生质体体积缩小，从而引起质壁分离。
当提高细胞外溶液的水势，使其大于细胞内的水势时，细胞重新吸水，原生质体体积膨胀，可见质壁分离复原。
活细胞与死细胞的膜在性质上有许多差别，特别是透性的变化最为明显；因此活细胞在高渗溶液中能产生质壁分离，而死细胞不能产生质壁分离现象，即可以此鉴定。
实验目的利用质壁分离现象验证植物细胞的死活。
二、材料和方法植物材料:洋葱鳞茎实验器材:显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、刀片、酒精灯、滤纸、滴管、移液管、小培养皿实验试剂:1mol/L蔗糖溶液实验方法：质壁分离法三、实验步骤1取洋葱鳞片内表皮一小块，放在有1-2滴蒸馏水的载玻片上，盖上盖玻片并在显微镜下观察其自然状态，并绘图示细胞状态。
2在盖玻片的一边加上2-3滴1mol/L的蔗糖溶液，同时在对边用滤纸片吸去水分，使植物材料换入蔗糖溶液中。
考点三（实验）观察植物细胞的质壁分离和复原1.实验原理(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。
(3)引发质壁分离的两种原因2.实验步骤3.实验结论【特别提醒】(1)本实验存在两组对照实验(2)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。
(3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。
这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。
将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度的溶液(即0.3 g/mL蔗糖溶液，0.3 g/mLKNO3溶液及0.5 g/mL蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。
请思考：(1)依据图示四条曲线变动趋势，推测a～d依次为哪种溶液？(2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么？(3)b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是什么？与之相关的细胞器有哪些？[慧眼识图获取信息]提示(1)a.清水b.0.3 g/mLKNO3溶液c.0.3 g/mL蔗糖溶液d.0.5 g/mL蔗糖溶液。
(2)细胞壁伸缩性较小，限制细胞胀大。
(3)K＋、NO－3离子透过原生质层进入细胞液；与之相关的细胞器有核糖体、线粒体、液泡。
1.(2014·课标Ⅰ，4)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察解析黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，故B错误。
答案 B2.将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。
