巧用黑藻“質壁分離”

朱文雨

植物細胞由于液泡失水而使原生質層與細胞壁分離的現象，叫做質壁分離。進行質壁分離實驗時，通常首選洋蔥紫色的外表皮，但因為它的細胞液濃度較高，在1mol蔗糖溶液下也只會發生53%的質壁分離現象。

在平常的實驗中，最少會選擇250ml的水作為溶劑，相應則需要85.5g的蔗糖。這樣不僅蔗糖的耗費量較大，要使它完全溶解也很難。

如果換一種實驗材料會怎樣？我想到了之前被選作觀察質壁分離現象的黑藻。如果黑藻只需較低濃度的蔗糖溶液即可發生質壁分離現象，那么質壁分離和胞質環流就可用同一物種完成，讓實驗更簡便。

為進一步了解成熟植物細胞的質壁分離現象，掌握植物葉片細胞液的研究方法，作為高中生物學必修課中“探究洋蔥細胞細胞液濃度”的活動延伸，我開展了以下探究實驗。

一、實驗目的

研究蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響。

二、實驗過程

1.稱量17.1g、34.2g、51.3g、68.4g、85.5g蔗糖，分別放入燒杯并溶于少量蒸餾水，用5瓶250ml容量瓶分別配制0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L和1mol/L的蔗糖溶液各250ml，取少量分別加入培養皿并標明，加蓋，以免水分蒸發而改變溶液濃度。

2.將每份數量為3片的黑藻葉片分別投入5個相應培養皿，使其完全浸入，浸泡時間為12min。

3.從1號培養皿開始，依次取出3片黑藻葉片，分別放在滴加1滴至2滴相應濃度溶液的載玻片上，蓋上蓋玻片，分別制成臨時裝片。

4.調節粗準焦螺旋，在4倍目鏡、4倍物鏡顯微鏡下找到易于觀察的細胞群，轉換物鏡至40倍，調節細準焦螺旋至目鏡中呈現清晰的細胞邊界。

5.在目鏡中計數視野內總細胞個數及質壁分離細胞個數，計算質壁分離細胞所占比例。

三、實驗結果

蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響如表1和圖1所示（表中數據為三組數據平均值）。

表1 蔗糖溶液濃度對黑藻葉片細胞液濃度范圍的影響

隨著溶液濃度的升高，黑藻葉片細胞的質壁分離比例增加。在實驗階段做了 0.2 mol/L 為間隔梯度的實驗。

據試驗分析，0.8mol/L～1.0mol/L的濃度區間中100%發生質壁分離現象，如圖2所示。

在 0.6mol/L的濃度中，質壁分離現象降低到88.7%，此時蔗糖所需量較少，且發生質壁分離現象的與未發生的同在視野下，易對比觀察。

當濃度為0.4mol/L時，質壁分離比例迅速從 88.7%跌至 40.3%，即細胞發生不明顯的質壁分離現象。

四、實驗結論

黑藻可作為研究質壁分離的材料，它的優點是易發生質壁分離現象，所需的蔗糖溶液濃度較低，缺點是因為其葉片有雙層細胞，不易計數。總體而言，可以將質壁分離和胞質環流統一用黑藻做實驗，節省原料。（指導老師：魏赫博 殷小霞）endprint