對“觀察植物細胞質壁分離及復原”實驗的解讀

摘 要： “植物細胞質壁分離及復原”是高中生物必修Ⅰ中非常重要的實驗，本文從實驗原理、材料、步驟三個方面詳細分析了該實驗的具體內容。由于實驗操作有一定的難度，學生在進行實驗時很難取得令人滿意的效果。經過思考和大量的實踐，作者對這個實驗的部分步驟加以創新，總結了成功的幾個關鍵，在一定程度上提高了實驗效率，增強了實驗效果。

關鍵詞： 質壁分離及復原 原生質層 滲透作用

1.實驗講解

1.1實驗原理

1.1.1質壁分離

把成熟的植物細胞放置在某些對細胞無毒害的物質溶液中，當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞液中的水分子就透過原生質層進入到外界溶液中，使原生質層和細胞壁都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的收縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發生了質壁分離。

1.1.2質壁分離復原

當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分子就通過原生質層進入到細胞液中，發生質壁分離的細胞的整個原生質層會慢慢恢復成原來的狀態，使植物細胞逐漸發生質壁分離復原。

1.2實驗材料

該實驗中所用的材料是紫色洋蔥鱗片葉、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、顯微鏡等。

1.3實驗步驟

制作洋蔥鱗片葉表皮細胞臨時裝片

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高倍顯微鏡觀察有一個紫色的中央大液泡原生質層緊貼細胞壁

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滴蔗糖：在載物臺上，從蓋玻片的一側滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。這樣重復3～4次，洋蔥表皮細胞就浸潤在蔗糖溶液中。

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高倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變小（紫色加深）原生質層與細胞壁逐漸分離

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吸水紙吸引：在蓋玻片的一側滴入清水，在另一側用吸水紙吸引，這樣重復3～4次，洋蔥表皮細胞就浸潤在清水中。

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高倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸脹大（紫色變淺）原生質層逐漸貼近細胞壁

2.實驗成功的關鍵

2.1實驗材料的選擇

最常用的實驗材料是紫色洋蔥鱗片葉，因其具有紫色大液泡，能方便地觀察到質壁分離及復原的過程；并且撕取表皮細胞時較為方便，易得單層細胞，較少重疊。

2.2試劑種類的選擇

能夠使細胞發生質壁分離的試劑有很多種，只要對細胞沒有毒害作用，溶液濃度大于細胞液濃度即可。常用的試劑是0.3g/mL的蔗糖溶液，用0.3g/mL的蔗糖溶液做分離試劑時，細胞發生質壁分離和復原的速度比較緩慢，便于觀察變化過程。用適當濃度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸鉀溶液也可以觀察到質壁分離現象，但這些物質可以通過原生質層進入細胞，導致細胞液濃度變大，細胞又通過滲透作用吸水，從而發生自動復原。

2.3試劑濃度的選擇

試劑的濃度影響細胞質壁分離的速度，試劑濃度越高，發生質壁分離的速度越快，但試劑濃度過高，細胞會過度失水而死亡，無法繼續后面的質壁分離復原。所用試劑濃度過低，導致質壁分離過慢，影響對實驗結果的觀察。

2.4取材

撕取的鱗片葉顏色越深越容易觀察，撕下的表皮能看到紫色，又不帶有葉肉細胞時效果最好。

2.5引流

在顯微鏡載物臺上進行引流換液操作，不要一次滴液太多，以免污染物鏡鏡頭。建議分離和復原時滴液分別在載玻片兩頭操作，更容易觀察到質壁分離復原。

3.拓展應用

3.1比較不同植物細胞的細胞液濃度

不同植物細胞+同一濃度的蔗糖溶液 剛剛發生質壁

分離時所需的時間的比較 判斷細胞液濃度大小（即時間越短，細胞液濃度越小）

3.2測定細胞液濃度范圍

待測細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛剛發生質壁分離的蔗糖溶液的濃度之間

3.3鑒定植物細胞的死活

發生質壁分離的細胞—活細胞不發生質壁分離的細胞—死細胞

3.4鑒別不同種類的溶液

只發生質壁分離—溶質不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液）發生質壁分離后又自動復原—溶質能通過半透膜的溶液（如KNO■）