Question

如何进行洋葱外表皮细胞的质壁分离及复原实验

Answer 1

“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原实验”的解读 杨重云（舟山中学 316000） 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 把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中，使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 三、方法步骤 项目 实验过程及结果 制作临时装片与观察 制作临 时装片 用镊子撕取紫色洋葱鳞片叶的外表皮约0.5cm2，放在载玻片预先滴的水滴中，展平后盖上盖玻片。注意不要带叶肉部分。 观察 先用低倍镜找到紫色洋葱表皮细胞，并移到视野中央，然后换上高倍镜观察。这时可看到紫色洋葱表皮细胞中紫色的大液泡，还可以看到原生质层（原生质体）与细胞壁紧贴在一起。 细胞质壁分离 滴蔗糖 溶液 在载物台上，从盖玻片的一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复3～4次，洋葱表皮细胞就浸润在蔗糖溶液中。 观察 这时在高倍镜下可以观察到，细胞中的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深，原生质层（原生质体）开始在边角与细胞壁分离，最后完全分离。 质壁分离复原 滴清水 接着在盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，这样重复3～4次，洋葱表皮细胞就浸润在清水中。 观察 这时在高倍镜下可以观察到，细胞中的液泡逐渐胀大，颜色也逐渐变浅，原生质层又逐渐贴着细胞壁。 结 论 上述实验表明：细胞液和外界溶液通过原生质层确实发生了渗透作用。在细胞液的浓度低于外界溶液的浓度时，洋葱鳞片叶表皮细胞就失水，发生质壁分离；在细胞液的浓度高于外界溶液的浓度时，洋葱鳞片叶表皮细胞就吸水，已出现质壁分离的细胞，发生质壁分离复原。细胞能否从外界吸收水分取决于细胞液的浓度和外界溶液浓度的高低。当细胞液的浓度高于外界溶液的浓度时，细胞就吸水，否则就失水。  2 四、成功的关键 1．实验材料的选择：最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，紫色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及复原的过程。所选择材料都必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离和复原的现象。未选择紫色洋葱作材料，实验效果差，原因是由于不具紫色的洋葱，细胞液无颜色，因此分辨不清，并不是不会发生质壁分离和复原。 2．试剂种类的选择：使细胞发生质壁分离的试剂不止一种蔗糖，只要对细胞没有毒害作用即可。常用的试剂是0.3g/mL的蔗糖溶液，用0.3g/mL的蔗糖溶液做分离试剂时，细胞发生质壁分离和复原的速度比较缓慢，便于观察变化过程。用适当浓度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸钾溶液也可以观察到质壁分离现象，但这些物质可以通过原生质层进入细胞，导致细胞液浓度变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原。 3．试剂浓度的选择：试剂的浓度影响细胞质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快，但试剂浓度过高，细胞会过度失水而死亡，无法复原。所用试剂浓度过低，导致质壁分离过慢，影响对实验结果的观察。 4．取材：撕取的鳞片叶颜色越深越容易观察，撕下的表皮能看到紫色，又不带有叶肉细胞时效果最好。 5．引流：在显微镜载物台上进行引流换液操作，不要一次滴液太多，以免污染物镜镜头。 五、拓展应用 1．实验结果说明原生质层是选择透过性膜，成熟的植物细胞处在一定浓度的溶液中就构成了渗透系统。 2．测定细胞液的浓度。原生质层相当于一层半透膜，所以水分子可以自由通过，而蔗糖等大分子物质却不能通过。将细胞放入具有浓度梯度的一系列蔗糖溶液中，观察质壁分离和复原的情况，即可测定该细胞的浓度范围。 3．判断植物细胞的死活。只有活细胞的原生质层才可以看作半透膜，才有质壁分离和复原现象，如细胞死亡，原生质层的结构破坏，半透膜性质消失，不能产生质壁分离和复原现象。 4．显微镜下观察细胞膜。正常植物细胞的细胞膜很薄。又紧贴细胞壁，不易看到，质壁分离后，原生质层的最外面即为细胞膜。 特别提醒：动物细胞也会发生渗透作用，但由于没有细胞壁，不会发生质壁分离和复原。