高中生物必修一實驗九觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原

1、實驗九 觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原教學目的1 初步學會觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法。2 理解植物細胞發(fā)生滲透作用的原理。實驗原理1 原生質(zhì)的伸縮性比細胞壁伸縮性大。2 當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，質(zhì)壁收縮，進而質(zhì)壁分離。3 當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，細胞滲透吸水，使質(zhì)壁分離復(fù)原。實驗程序制作洋蔥鱗片葉表皮細胞臨時裝片 有一個紫色的中央大液泡高倍顯微鏡觀察 原生質(zhì)層緊貼細胞壁0.3g/ml 吸水紙蔗糖溶液 吸引 中央液泡逐漸變?。ㄗ仙由睿└弑讹@微鏡觀察 原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離吸水紙 清吸引 水 中央液泡逐漸脹大高倍顯微鏡觀察 原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁實驗結(jié)論成熟植物

2、細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用：外界溶液濃度細胞液濃度 植物細胞失水外界溶液濃度細胞液濃度 植物細胞吸水實驗關(guān)鍵1 選材：應(yīng)選擇活的紫色洋蔥鱗片葉外表皮。最外層表皮中，有的細胞雖含有大量的紫色花青素，但死亡的細胞太多，內(nèi)表皮細胞的液泡中液泡中花青素少呈無色，都不能選用。另外新鮮的水綿、黑藻葉、紫鴨跖草等也是經(jīng)常用的材料。2 試劑：本試驗選用0.3g/ml的蔗糖溶液。濃度過高，質(zhì)壁分離速度雖快，但不久將細胞殺死，不能再進行質(zhì)壁分離的復(fù)原；濃度過低不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。此外，8%的食鹽溶液，5%的硝酸鉀溶液等也可使用。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質(zhì)壁分離的溶液。推論1 過

3、度失水，細胞死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。根據(jù)能否復(fù)原，可鑒別細胞的死活。2 將外界溶液配成一系列具有一定濃度梯度的溶液，逐一進行質(zhì)壁分離實驗，在某一濃度時，植物細胞處在分離與不分離之間。此時的濃度與細胞液濃度大致相當。因此，可用該實驗確定細胞液的濃度。3 用動物細胞做以上實驗（1） 無質(zhì)壁分離現(xiàn)象（2） 若外界溶液濃度較高，細胞會皺縮（3） 若外界溶液濃度較低，細胞會膨大，甚至脹破【例析】高濃度食鹽水可殺菌防腐，其原理是：食品的腐敗變質(zhì)與其中的微生物有關(guān)，高濃度的食鹽水可使這些微生物過度失水而死亡。觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中，常選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作實驗材料。原因是它的細胞液

4、呈紫色，易于觀察。發(fā)生質(zhì)壁分離后，在細胞壁與原生質(zhì)層的空隙中充滿的是蔗糖溶液。鹽堿地不適于種水稻的原因是：土壤溶液濃度太高，高于植物根部細胞細胞液的濃度，使植物吸水困難甚至失水，影響水稻生長?！就愵}庫】質(zhì)壁分離實驗當兩溶液濃度比較時，濃度大的稱為高滲溶液?，F(xiàn)將甲、乙兩種植物的葉片表皮撕下，放在01gml的蔗糖溶液中，甲葉片細胞的原生質(zhì)只少許縮小，乙葉片細胞的原生質(zhì)則明顯縮小。就實驗開始時，正確的解釋是(D)A對這一蔗糖溶液濃度，甲細胞液為高滲溶液，乙細胞液為低滲溶液B對這一蔗糖溶液濃度，乙細胞液為高滲溶液，甲細胞液為低滲溶液C對甲細胞液濃度，乙細胞液為高滲溶液D對乙細胞液濃度，甲細胞液為高滲

5、溶液植物細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象中，與細胞壁分離的是（D）A原生質(zhì) B液泡 C細胞質(zhì) D原生質(zhì)層與“質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗”的實驗材料及外界溶液有關(guān)的正確敘述分別是（A）實驗材料必須是成熟的植物活細胞 細胞液必須有顏色，否則不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原 細胞液最好有顏色，便于觀察和判斷細胞質(zhì)壁分離或復(fù)原的程度 外界溶液必須對細胞無毒害 外界溶液的濃度應(yīng)適中，不能過高或過低 外界溶液的濃度無特殊要求，任何濃度均可A、 B、 C、 D、觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，用紫色洋蔥做實驗材料效果好，這是因為（B）A只有紫色洋蔥細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離 B細胞液呈紫色，便于觀察C細胞膜呈紫色，便于觀察 D細胞內(nèi)的液泡大，便于

6、觀察（多選）對植物質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗進行分析，能得到證實的是（ABC）A原生質(zhì)層具有選擇透過性 B細胞處于生活狀態(tài)或已死亡C細胞液和周圍溶液的濃度關(guān)系 D溶質(zhì)分子進出細胞的方式（多選）植物質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗可鑒定的是（AB）A細胞的死活 B原生質(zhì)層的收縮性大于細胞壁的收縮性C一個成熟的植物細胞就是一個滲透系統(tǒng) D蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素的吸水性依次遞減植物細胞的細胞膜緊貼細胞壁，光鏡下一般不易分辨出來，但以下哪個時期除外（D）A有絲分裂新時期 B有絲分裂中期 C滲透吸水時期 D質(zhì)壁分離時期將洋蔥鱗片葉表皮細胞放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，隨著其質(zhì)壁分離過程的進行，該細胞吸水能力的大小就會（A）A

7、由小變大 B由大變小 C保持不變 D不能判斷將一張洋蔥磷片葉表皮放在某一濃度的蔗糖溶液中，制成裝片，在顯微鏡下觀察到下列三種狀態(tài)的細胞，你認為這三個細胞抵抗失水的能力由強到弱的次序是（A）Aa > b > cBa < b < cCb > a > cDb < a < c（多選）用30%的蔗糖溶液來處理生物細胞，細胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。對此合理的解釋可能是（ABCD）A實驗材料是根尖分生區(qū)細胞 B實驗材料是動物細胞C實驗材料是死細胞 D實驗材料是經(jīng)纖維素酶處理的植物細胞將豬膀胱注入一半30%的蔗糖溶液，扎緊入口，然后將其浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半

8、小時稱一次重量，下列坐標圖中，能正確表示測定結(jié)果的是（B）在質(zhì)量分數(shù)為03g/mL的蔗糖溶液中，下列細胞能發(fā)生質(zhì)壁分離的是（D）A人的口腔上皮細胞 B烘干的小麥胚乳細胞C樹干的導(dǎo)管細胞 D洋蔥鱗片葉表皮細胞下表的資料顯示，4組馬鈴薯條分別浸入A、B、C、D四種不同溶液1小時后質(zhì)量轉(zhuǎn)變的百分率，由表可知溶液濃度最低的是（A）溶液馬鈴薯質(zhì)量轉(zhuǎn)變百分率A增加5%B減少5%C減少3%D沒有變化A溶液A B溶液B C溶液C D溶液D將洋蔥鱗片葉表皮細胞放在0.45M的蔗糖溶液中，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離；放在0.35M的蔗糖溶液中，細胞有脹大趨勢；放在0.4M的蔗糖溶液中，細胞似乎沒發(fā)生什么變化。上述實驗說明（

9、D）A洋蔥表皮細胞已經(jīng)死亡 B細胞膜不容許水分子自由通過C蔗糖分子進入細胞導(dǎo)致滲透平衡 D洋蔥表皮細胞細胞液濃度約為0.4M為研究植物A能不能移植到B地生長，某生物學研究性學習小組設(shè)計了一個測定植物A細胞液濃度的實驗方案，實驗結(jié)果如下表：濃度（mol/L）0150202503質(zhì)壁分離不分剛分顯著顯著小組成員又測定了B地土壤溶液濃度。為保證植物A移植后能正常生存，該地土壤溶液的濃度應(yīng)（B）A02 B015 C03 D02將新鮮土豆制成“凹”形槽，材料用具是：水槽、03g/ml的蔗糖溶液和清水，如圖所示。請據(jù)圖回答：（1）圖A中的凹槽液面將會 ，其原因是 。（2）圖B中的凹槽液面將會 ，水分子運動

10、的方向是 。（3）要想使C圖凹槽中的液面下降，則甲液體應(yīng)選用 ，乙液體應(yīng)選用 。（4）若將熟土豆按圖B設(shè)置，則凹槽中的液面將 。（1）下降；細胞液的濃度大于清水的濃度，細胞通過滲透作用吸水（2）上升；清水土豆細胞凹槽（3）03g/ml的蔗糖溶液；清水（4）不升不降（不變）下圖示處于不同生理狀態(tài)的三個洋蔥鱗葉表皮細胞,請回答:（1）圖A細胞處于何種生理狀態(tài)? （2）圖中各細胞的細胞液濃度依次是 > > （3）如上圖A、B、C三細胞處于不同濃度的溶液中，則A圖與B圖細胞所處的外界溶液濃度是 > 。（4）假設(shè)將洋蔥鱗葉表皮細胞制成裝片并使之處于高滲溶液中而發(fā)生質(zhì)壁分離，用顯微鏡觀察

11、一個細胞的質(zhì)壁分離發(fā)展過程,發(fā)現(xiàn)該細胞形態(tài)的變化順序?qū)⑷缟蠄D所示的從 。（5）圖中各細胞抵抗失水的能力，依次是 > > ，三個細胞中最先可能死亡的是 。（6）圖中標號指的物質(zhì)是 。（7）在實驗中，怎樣操作才能使蓋玻片下的A細胞狀態(tài)變?yōu)锽細胞狀態(tài)？ 。（1）質(zhì)壁分離（2）C、A、B（3）A、B（4）B、A、C（5）C、A、B；C（6）外界溶液（7）在蓋玻片一側(cè)滴入清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引，反復(fù)幾次，使細胞質(zhì)壁分離復(fù)原。滲透作用原理與實驗設(shè)計花青素在酸性和堿性條件下，會呈現(xiàn)出不同顏色。給你提供紫色洋蔥作實驗材料，請使用顯微鏡和必備用具設(shè)計一個簡單實驗，證明以上結(jié)論。寫出簡要實驗步驟并

12、對結(jié)果進行分析。實驗步驟：（1）取洋蔥 ，制成臨時裝片。顯微鏡觀察可見到一個個“紫色細胞”。事實上紫色的花青素并非整個細胞都有分布，而是只分布在 的細胞液中。（2） 。（3） 。（4） 。結(jié)果分析：如果在顯微鏡下觀察到 。則證明了花青素在酸性和堿性條件下，會呈現(xiàn)不同的顏色。（1）紫色鱗片葉表皮細胞；中央大液泡（2）在裝片上蓋玻片的一側(cè)滴加酸液，另一側(cè)用吸水紙吸引，反復(fù)幾次，觀察細胞液的顏色變化（3）滴加蒸餾水，與（2）相同操作（4）滴加堿液，與（2）相同操作；洋蔥紫色鱗片葉表皮細胞中的細胞液在酸液和堿液中呈現(xiàn)不同的顏色某同學在做“觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗的過程中，進行了大膽的創(chuàng)新，分別

13、采用0.3g/ml的蔗糖溶液、0.5g/ml的蔗糖溶液、1mol/L的KNO3溶液和1mol/L醋酸溶液制作了四組臨時裝片，并用顯微鏡隨時觀察。發(fā)現(xiàn)前三組在2-3分鐘后發(fā)生了部分質(zhì)壁分離，5分鐘后質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，而第四組無質(zhì)壁分離現(xiàn)象發(fā)生。對前三組在觀察到明顯質(zhì)壁分離現(xiàn)象后，再過5分鐘觀察，發(fā)觀第1、2組無變化，而第3組卻發(fā)生了自動復(fù)原現(xiàn)象。然后對前2組裝片滴加清水，用顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)第1組4-5分鐘后復(fù)原，而第2組無變化，不能發(fā)生復(fù)原。請分析各組裝片發(fā)生變化的原因。（1）0.3g/ml的蔗糖溶液由于濃度適中，可以發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原。而0.5g/ml的蔗糖溶液能夠使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但由于濃

14、度太高，使細胞過度失水而死亡，死亡的細胞不能發(fā)生滲透作用，所以不會再復(fù)原。（2）1mol/L的KNO3溶液由于其濃度高于植物細胞液濃度會發(fā)生質(zhì)壁分離，但由于細胞膜上有運輸K+和NO3-的載體，所以會通過主動運輸吸收K+和NO3-，導(dǎo)致細胞液濃度升高，引起復(fù)原現(xiàn)象。（3）1mol/L醋酸溶液不酸性液體，破壞了原生質(zhì)層的選擇透過性，導(dǎo)致細胞死亡，故細胞不會發(fā)生質(zhì)壁分離。撕取紫色萬年青的葉表皮，剪成大小相等的小塊，分另浸入不同濃度的硝酸鉀溶液中。經(jīng)過一段時間后，用顯微鏡觀察實驗的結(jié)果如下表：KNO3溶液（mol/l）ABCDEFo.110.120.1250.130.140.50質(zhì)壁分離程度-初始分離

15、分離顯著分離顯著分離質(zhì)壁分離及復(fù)原狀況-自動復(fù)原自動復(fù)原誘發(fā)復(fù)原不能復(fù)原請回答：（1）萬年青葉表皮細胞的細胞液濃度約為 。（2）用硝酸鉀溶液誘發(fā)細胞質(zhì)壁分離的基本條件是 。（3）C和D處理均發(fā)生質(zhì)壁分離的自動復(fù)原，你對這種現(xiàn)象作出合理的解釋是 。（4）用高濃度硝酸鉀溶液誘發(fā)細胞質(zhì)壁分離，不能再誘發(fā)其復(fù)原，其主要原因是 。（1）0.12-0.125 mol/l之間（2）硝酸鉀溶液濃度大于萬年青葉表皮細胞的細胞液濃度（3）K+和NO3-通過主動運輸方式逐步進入液泡，使細胞液濃度反而略大于外界溶液濃度（4）細胞因過度失水而死亡。引起50%左右細胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度，我們稱之為細胞液的等滲濃度。為

16、了測定洋蔥表皮細胞細胞液的等滲濃度，有人把剪成小塊的洋蔥表皮細胞（等量）依次放入下面各組溶液中，并記錄結(jié)果如下表：培養(yǎng)皿蔗糖溶液（mol/L）發(fā)生初始質(zhì)壁分離細胞占觀察細胞數(shù)目的百分比培養(yǎng)皿蔗糖溶液（mol/L）發(fā)生初始質(zhì)壁分離細胞占觀察細胞數(shù)目的百分比102無50680%203無60799%30415%708100%40540%（1）該洋蔥表皮細胞細胞液的等滲濃度為 。（2）如果再給你4組實驗材料，請設(shè)計可以更精確地測定出細胞細胞液等滲濃度的方法。（保留2位小數(shù)）（1）05-06 mol/L（2）分別配制濃度為052 mol/L、054 mol/L、056 mol/L、058 mol/L的4

17、組蔗糖溶液，進行類似的實驗（或：先配制濃度為055 mol/L的蔗糖溶液，進行實驗，如果發(fā)生初始質(zhì)壁分離的超過50%，則再配制濃度為053 mol/L的蔗糖溶液；如果沒有達到50%，則再配制濃度為058 mol/L的蔗糖溶液；依次類推，共進行4次實驗操作。）請根據(jù)下列條件設(shè)計一實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟并分析實驗結(jié)果。一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250ml燒杯一只、半透膜制成的透析袋一只、刻度玻璃管1支、細線1根、支架1個。（1）實驗步驟（2）結(jié)果分析（1）將一瓶中的溶液倒入燒杯中將另一瓶中的溶液裝入透析袋，再用刻度玻璃管插入透析袋，用細線將袋口和玻璃管捆住

18、扎緊將插有玻璃管的透析袋放入有溶液的燒杯中，垂直固定在支架上，注意記錄玻璃管液面的刻度過一段時間，細心觀察液面刻度的升降（2）如果液面升高，那么透析袋中的蔗糖溶液應(yīng)是高濃度30%的蔗糖溶液，燒杯中應(yīng)是10%的低濃度的蔗糖溶液；如果液面降低，燒杯中應(yīng)是30%的蔗糖溶液，透析袋中是10%的蔗糖溶液為測定洋蔥表皮組織的滲透壓，某學生設(shè)計如下實驗：（1）實驗?zāi)康模裕?）實驗用具和材料（略）（3）實驗原理：當外界溶液濃度等于植物細胞液濃度時，細胞既不會失去水分，也不吸收水分。在光學顯微鏡下觀察，將發(fā)現(xiàn)植物細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離。（4）實驗步驟：配制濃度分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%的

19、系列濃度CaCl2溶液撕取洋蔥表皮組織，分別用清水制成臨時裝片，并分別編號（1-6號）分別用不同濃度（注意按順序由低到高）的已知溶液滲入表皮組織臨時裝片中，方法是：從臨時裝片上的蓋玻片一側(cè)滴入溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引馬上放在低倍鏡下觀察。先尋找紫色表皮細胞，再觀察質(zhì)壁分離情況當發(fā)現(xiàn)某一濃度下的表皮組織中，全部細胞都發(fā)生了質(zhì)壁分離，而前一個溶液濃度下，細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離，則可以認為：細胞液濃度介于前一濃度與后一濃度之間。分析并回答：（1）指出該學生對實驗原理的理解的錯誤，并分析原因。（2）指出實驗步驟設(shè)計中的錯誤，并分析原因。（1）一是當外界溶液濃度等于植物細胞液濃度時，水分子仍在通過膜出入細

20、胞，只是此時向細胞內(nèi)運動的數(shù)目與向細胞外運動的數(shù)目相同而達到平衡；二是并非全部的植物細胞都不發(fā)生質(zhì)壁分離，因為此時的植物細胞液濃度是該組織全部細胞液濃度的平均值，因此是一部分細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離，而另一部分有質(zhì)壁分離。另外，在外界溶液濃度低于細胞液濃度時，也同樣不發(fā)生質(zhì)壁分離；（2）一是不應(yīng)選用CaCl2溶液，氯離子和鈣離子可以通過主動運輸進入細胞，改變細胞液的濃度，影響實驗。應(yīng)選用不能通過半透膜的溶液如蔗糖；二是應(yīng)將撕取的洋蔥表皮組織，切成大小一致的小塊材料，因為材料制作會對細胞產(chǎn)生傷害，使細胞液流出，這樣做可盡量減少誤差。制作臨時裝片，不應(yīng)用清水，清水會導(dǎo)致誤差，改用溶液來制作臨時裝片；三是第三步不必進行；四是確定溶液濃度與細胞液的標準不應(yīng)是憑細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離，因為當溶液濃度接近細胞液平均濃度時，該濃度是高于組織塊的部分細胞，又低于組織塊的另一部分細胞，當全部細胞都發(fā)生質(zhì)壁分離時，溶液的濃度已經(jīng)遠遠超過細胞液了?，F(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。（1） 請用上