观察成熟植物细胞的质壁分离和复原演示实验.doc

观察成熟植物细胞的质壁分离和复原演示实验作者：杨亮亮实验原理：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层性较大，从而使二者分开；反之，外界溶液浓度小于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。目的要求：1初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法；2理解植物细胞发生质壁分离和复原的原理。重点和难点：1初步掌握植物细胞质壁分离和复原的实验方法；2临时装片的制作；3高倍显微镜的使用。实验器材：紫色洋葱的鳞片叶、刀子、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜；质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水；实验导入：1植物细胞最外层是什么？它有什么特性？2紧贴细胞壁的是什么结构，它有什么特性？3原生质层有哪几层构成，它有什么特性？ 方法步骤：一 临时装片制作：1选材：（1）选用紫色特别深的洋葱外表皮；说明：在实验之前，最好将洋葱放在水中浸泡一下，可以使洋葱吸水多一些，而且代谢也比较旺盛，实验效果明显。将洋葱的外层剥去两层，因为处于最外的可能已经死亡。提问：对实验材料有何要求？什么样的细胞可以发生质壁分离？（2）取表皮：在洋葱的外表皮上，用刀片划“井”字，用镊子轻轻撕取一小块；关键：最好撕取单层细胞，如果撕的太厚，则会使细胞重叠，严重影响实验效果；2制片：在载玻片中央滴一滴清水，然后将取下的洋葱表皮放在水中平展开来；加上盖玻片。注意：洋葱表皮不能卷曲起来；不能带有气泡；加盖玻片时，要从一侧大约45角放下，在载玻片和盖玻片之间充满了清水，以便挤出空气。二 观察：低倍镜观察：找到洋葱表皮细胞。高倍镜观察观察正常细胞形态。在高倍镜下主要要注意以下几个结构：紫色的大液泡，几乎充满了整个细胞；注意观察原生质层和细胞壁紧紧地贴在一起。找到细胞核，它是判断液泡膜还是细胞膜的关键。指导学生绘一个正常状态下的成熟植物细胞结构图应指导学生多移动临时装片，找到呈单层的地方，然后调节清晰；质壁分离实验：1处理：从载物台上取下装片，在盖玻片一侧滴0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸重复吸引几次。实验成功关键：最好多重复几次，因为在洋葱表皮周围充满的是清水，如果不多重复几次，洋葱表皮周围的蔗糖溶液浓度太低，质壁分离效果不明显。提问：对所用的溶液有何要求？答：不能是对植物细胞有伤害作用的物质，如强酸强碱，因为它们会使细胞致死，而死亡的细胞内的膜便失去了选择透过性，而成了全透性；外界溶液中的物质必须是不可以被植物细胞吸收的物质，如硝酸钾、碳酸铵等等，因为这些物质会被植物细胞所吸收，而使质壁分离后的植物细胞自动发生质壁分离复原；溶液的浓度要适中，太大会使细胞失水过多或过快而导致细胞死亡，而浓度太小又现象不明显；2观察：在高倍镜下观察，可见到本来在各个细胞交界的地方都是紫色的，此时可见在细胞的角落处开始变淡，随着可见液泡变小，颜色变深，慢慢的从边角到四周完全分离开来。说明：所谓的质壁分离要让学生清楚其真实含义，是指原生质层和细胞壁的分离，不是细胞壁和细胞质分离；指导学生分析原因：外因：外界的蔗糖溶液浓度大于细胞液的浓度，成熟的植物细胞通过渗透作用失水；内因：细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，二者不同步伸缩，从而导致质壁分离；质壁分离复原实验：1处理：取下临时装片，在一侧滴入清水，另一侧再用吸水纸重复几次吸引，以确保洋葱表皮细胞完全浸在几乎是清水中；2观察：先在低倍镜找到一个现象质壁分离比较明显的细胞，然后换用高倍镜观察，可见和刚才相反的现象，中央液泡渐渐变大，颜色变浅，最后原生质层又和细胞壁紧紧地贴在一起。三 总结：细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，发生质壁分离现象；细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离复原现象；四 用途：证明成熟的植物细胞可以发生渗透作用；还可以证明细胞的死活。附：紫色洋葱表皮细胞正常形态及质壁分离图五，实验附录：原生质层：成熟植物细胞（且只有在植物细胞中）的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质合称为原生质层。 生理特性：细胞膜和液泡膜是选择性透过膜，即它们让不同物质透过的难易程度不同。水是可以自由透过的，但许多其他物质是不能或不易透过的。因此，整个原生质层具有选择透性。由于在一般情况下，原生质层让水分子透过的速率比溶质分子要快得多。因此在讨论细胞渗透吸水时，为了简化起见，往往把原生质层当作一个半透膜来看待。这样，一个具有液泡的成熟细胞，液泡里的细胞液含有许多溶于水的物质，具有一定的浓度，如果细胞液和外界溶液之间有水势差，细胞液就可通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。但实际上原生质层不是真正的半透膜。如果细胞膜、液泡膜是绝对的半透膜，植物就不能与外界进行物质交换，生命活动就不能进行。另外，液泡中的一些可溶性物质也不能进入，也就不可能发生渗透作用。原生质层的选择透性是生理特性，只有活细胞才具