本实验是探究植物细胞渗透吸水和失水条件的实验。实验过程包括质壁分离和质壁分离复原现象。 植物细胞发生质壁分离现象是由于渗透失水造成的,而发生质壁分离复原现象则是由于渗透吸水造成的。 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时,植物细胞就会渗透失水,水分子从细胞液经原生质层流向细胞外。此时原生质层和细胞壁都会收缩,但由于原生质层的收缩能力大于细胞壁,故原生质层与细胞壁就会相互分离,从而发生质壁分离现象。内外浓度差越大, 植物细胞质壁分离程度也就越大。但质壁分离程度过大, 渗透失水过度,植物细胞就会死亡。 当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,植物细胞就会渗透吸水,水分子从细胞外经原生质层流向细胞液。此时原生质层会向外扩张,但原生质层不能无限扩张,因植物细胞外面有一层细胞壁,其伸缩能力较小,会限制原生质层的向外扩张,最终会使原生质层与细胞壁重新紧贴在一起,从而发生质壁分离复原现象。因渗透失水过度而死的植物细胞是不能发生质壁分离复原的。 植物细胞渗透吸水和失水的原理可用于指导农业生产实践。
工具/原料
1
显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸、镊子、刀片。
2
紫色洋葱鳞片叶、质量浓度0.3克/mL的蔗糖溶液、清水。
方法步骤:
1
制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片:在载玻片的中央用滴管滴一滴清水,接着用刀片划开洋葱鳞片叶外表皮,再用镊子撕取一薄层洋葱鳞片叶外表皮组织放入水滴中,最后加盖盖玻片,挤出气泡。
2
用低倍显微镜观察初始状态下的细胞:洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的很大,占据细胞大部分中央区域,而原生质层很薄且处于紧贴细胞壁的位置。
3
诱导质壁分离:从盖玻片的一侧滴入质量浓度0.3克/mL的蔗糖溶液,而在另一侧用吸水纸吸引,重复多次即可使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮完全亲润在蔗糖溶液中。
4
用低倍显微镜观察质壁分离现象:紫色中央液泡逐渐变小,原生质层快速收缩并与细胞壁分离而使细胞不断变小。
5
诱导质壁分离复原:从盖玻片的一侧滴入清水,而在其另一侧用吸水纸吸引,重复多次即可使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮完全亲润在清水中。
6
用低倍显微镜观察质壁分离复原现象:紫色中央液泡逐渐变大,原生质层快速扩张并与细胞壁相贴合而使细胞恢复到原来大小。
注意事项
1
所选材料为高等植物细胞,具有中央液泡,且中央液泡中含紫色色素,能起到标记作用,便于观察。
2
质量浓度0.3克/mL的蔗糖溶液不会使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞因渗透失水过度而死亡。
3
质壁分离和质壁分离复原现象是活细胞才能发生的生理现象。
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