“简单”操作显现实验环节——质壁分离与复原实验

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广饶一中 王艳辉 20xx年7月24日 15:04:58

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一、知识准备（1课时）

1.定义：质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下（也就是外界溶液浓度高于细胞液浓度），因水分从液泡中流失而出现的细胞质与细胞壁分离的现象。

2.实验具备的条件：半透膜，对植物而言，就是原生质层（细胞膜、液泡膜、以及这两层膜之间的细胞质）；成熟的大液泡。

3.遇到的问题：（1）选择什么材料适合？

只要是活的、成熟的有大液泡的植物细胞都会质壁分离的，但是关键要看得到现象。所以像洋葱那样细胞液颜色比较深的容易看得到。还有一些比如苋菜，细胞液也很深，应该也比较明显，但是制作装片没有洋葱方便。

洋葱根尖分生区细胞没有大液泡，只有许多小液泡，不适合作为实验材料（虽然也有人提出根尖分生区细胞可以观察到质壁分离现象，但一般认为质壁分离的前提是具有大液泡）；

叶的下表皮细胞既有细胞壁又有大液泡，可以发生质壁分离，因此可作为质壁分离实验材料。

在实验当中，我们选用的是新鲜的紫色洋葱表皮细胞。

（2）选择外界溶液

选用的蔗糖溶液的浓度高于细胞液浓度。质壁分离的原因是外界溶液浓度大于细胞液浓度（外因）和原生质层的伸缩性比细胞壁大（内因）。因为蔗糖是大分子物质，不能通过细胞膜和液泡膜，但是水分子能够自由通过的，所以细胞失水，原生质层收缩较多，细胞壁收缩较少，出现质壁分离。

疑问：那选择盐水或硝酸盐溶液可以么？

如果用盐水，只要浓度大于细胞液浓度，是会出现质壁分离的，但是氯离子和钠离子能够通过主动运输进入细胞内，这样慢慢外界溶液浓度变小，细胞液浓度变大。等到细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞就开始吸水，然后就质壁分离复原了。硝酸盐溶液也是同样的道理。分离复原的效果不太明显。

针对上面的问题，学生可以选择不同的材料试验，或设置对照实验。

二、器材准备：

紫色洋葱，小刀，蔗糖溶液，显微镜，滴管，载玻片，盖玻片，镊子

三、实验操作

实验过程由学生思考、小组讨论完成设计。

注意的几个问题：盖玻片如何安放？在显微镜上滴加葡萄糖溶液时怎么操作？如何引流？（和化学中的引流有区别么？区分学科。）显微镜下如何观察细胞？

四、观察实验现象，撰写实验报告

五、实验问题小结

1. 质壁分离与复原的实验不能证明 ( )

A成熟植物细胞的死活

B原生质层和细胞壁伸缩性的大小

C成熟植物细胞能渗透吸水或失水

D蛋白质，淀粉，纤维素吸水性依次递减

分析：A.细胞死亡后，细胞膜具有全透性，看不到质壁分离。

B.细胞失水后，原生质层的伸缩性比细胞壁大，所以出现质壁分离。

C.成熟植物细胞形成大的液泡后就能通过渗透作用吸水或失水，质壁分离就是由于失水引起的

D这个说法是对于还未成熟或说是未形成大液泡的细胞来说的，此时就是通过细胞中蛋白质，淀粉，纤维素亲水性物质来吸水，这种方式称为吸胀作用吸水，不是渗透吸水了。

2. 去除植物细胞的细胞壁还可以看到质壁分离现象吗？

分析：所谓质壁分离是原生质和细胞壁分离，细胞壁没有了，就不会有质壁分离 。

3. 观察质壁分离与复原用高倍镜还是低倍镜？

分析：我们做的时候就用的低倍镜,，高倍镜下可以观察的很清楚，但高倍镜观察的范围很小。

学生在实验的过程中，还会遇到很多问题，多问几个为什么？这个实验设计对一般学生而言，很容易成功，通过实验，锻炼学生基本的操作能力，熟练基本的器材使用方法，从简单的实验中总结实验的各个环节，为以后复杂的生物技术实践作准备！

理论和实际上应该是可以发生质壁分离的,只要原生质部分能失水收缩(像动物细胞一样失水),而细胞壁的收缩是有限的,就会发生质壁分离。

认为无大液泡的植物细胞不会出现质壁分离，是一个多年来一直存在的知识误区，甚至在高考题中都出现过。例如，19xx年上海高考生物卷中41题最后一问：“不是该植物的所有生活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有”，答案是中央液泡或大液泡。故在平时教学中认为细胞中无大液泡是判断植物细胞能否发生质壁分离的一个前提。

我们知道洋葱根尖分生区细胞中无大液泡，也就无所谓细胞液浓度，按照“发生质壁分离的细胞一定具有大液泡”的观点，其不可能发生质壁分离。

但事实并非如此，有人曾模拟“质壁分离实验”：首先配置不同质量浓度梯度的蔗糖溶液：0.3g/ml、0.35g/ml、0.4g/ml、0.45g/ml??0.8g/ml。然后将洋葱的根尖分生区处做成徒手切片，再按照“质壁分离”实验步骤逐一仔细观察并记

录，结果发现蔗糖溶液浓度在0.45g/ml以上，都可导致洋葱根尖分生区细胞发生质壁分离

第二篇：质壁分离及质壁分离复原实验 会考实验专业

“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原实验”

（会考实验专业）

一、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。

二、方法步骤

三、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。