質壁分離

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質壁分離指的是成熟的植物細胞在外界溶液濃度高的條件下,細胞內的水分會向細胞外滲透,因為失水導致原生質層收縮,細胞膜收縮,而細胞壁的伸縮性要小於原生質層,所以質壁分離產生了~

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這種原生質層和細胞壁分離現象為質壁分離.

液泡泡液的滲透壓可通過下式計算:

π=-g×c×R×T

g 為滲透係數

c 外界滲透濃度

R 氣體常數,8.31 J/Mol.K

T 絕對溫度

負值表示泡液向外滲出,π的絕對值越大,表示泡液往外滲出的趨勢越強。

科學家通過對洋蔥作質壁分離的實驗,可以了解到兩個事實,一是細胞泡液的濃度(洋蔥細胞為0.55-0.8mol/L左右),二是細胞壁具有全滲透性,而細胞質、細胞膜和液泡膜組成的原生質膜是半滲透的。

由於原生質層比細胞壁的伸縮性大,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。

在質壁分離不損壞細胞的前提下,細胞可通過去質壁分離回復原樣,即讓細胞脫離高滲環境,進入等滲或低滲環境,而且功能無損。

質壁分離 plasmolysis 把液泡發育良好的植物細胞浸在高滲溶液中時,原生質收縮而和細胞壁分離,此現象稱為質壁分離。由於細胞膜與液胞膜的半透性,在高滲液細胞液脫水膨壓下降,不久就呈現質壁分離的臨界狀態(此時膨壓為0)。若進一步脫水,原生質體收縮同細胞壁分離,當細胞液的滲透壓與外液相等時,便停止收縮。把此時所用的溶液稱為質壁分離液。作為分離液,細胞膜對其溶質必須具有半透性,分子量較大的非電解質(如糖)或溶解度高的中性鹽常被用作分離液。如用對細胞膜和細胞壁吸附力強的Ca2+作為分離液,則整個原生質體輪廓向內凹陷而引起凹形質壁分離。如果用吸附力弱的K 和Na 作為分離液,則向外凸出而出現凸形質壁分離,通常把細胞浸人分離液中就出現凹形分離,隨著時間推移則凹形部位減弱,最後整個原生質體呈現凸形分離狀態,至此所需的時間稱為質壁分離時間。此外用K+ ,Na+ 、Li+,則細胞膜的透性增高,由於離子滲入細胞質的結果,細胞質膨脹而粘性減少,細胞壁與液胞被壓迫,而原生質集中於細胞分離的一端,有如著冠狀態,這種現象稱為冠狀質壁分離。利用質壁分離,可以測出水與溶質的透性(原生質測定法),此外如把質壁分離的細胞壁切斷,可取出原生質體。

滲透壓:因為半透膜兩邊液體的濃度不同而產生壓強的不同。  

目錄

植物細胞質壁分離和復原實驗

實驗原理

當外界溶液濃度大於細胞液濃度時,根據擴散作用原理,水分會由細胞液中滲出到外界溶液中,通過滲透作用失水;由於細胞壁和原生質層的伸縮性不同,細胞壁伸縮性較小,而原生質層性較大,從而使二者分開;反之,外界溶液濃度大於細胞液濃度,則細胞通過滲透作用吸水,分離後的質和壁又復原。  

目的要求

1.初步學會觀察植物細胞質壁分離和復原的方法;

2.理解植物細胞發生質壁分離和復原的原理。  

重點和難點

1.初步掌握植物細胞質壁分離和復原的實驗方法;2.臨時裝片的製作;3.高倍顯微鏡的使用。實驗器材:紫色洋蔥的鱗片葉、刀子、鑷子滴管載玻片蓋玻片、吸水紙、顯微鏡;質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液、清水  

方法步驟

一 臨時裝片製作:1選材:(1)選用紫色特別深的洋蔥外表皮;說明:Ⅰ在實驗之前,最好將洋蔥放在水中浸泡一下,可以使洋蔥吸水多一些,而且代謝也比較旺盛,實驗效果明顯。Ⅱ將洋蔥的外層剝去兩層,因為處於最外的可能已經死亡。(2)取表皮:在洋蔥的外表皮上,用刀片劃「井」字,用鑷子輕輕撕取一小塊;關鍵:最好撕取單層細胞,如果撕的太厚,則會使細胞重疊,嚴重影響實驗效果;2製片:在載玻片中央滴上一滴清水,然後將取下的洋蔥表皮放在水中,平展開來;加上蓋玻片。注意:Ⅰ洋蔥表皮不能捲曲起來;Ⅱ不能帶有氣泡;Ⅲ加蓋玻片時,要從一側大約45°角放下,在載玻片和蓋玻片之間充滿了清水,以便擠出空氣。  

質壁分離復原實驗

1處理:取下臨時裝片,在一側滴入清水,另一側再用吸水紙重複幾次吸引,以確保洋蔥表皮細胞完全浸在幾乎是清水中;2觀察:先在低倍鏡找到一個現象質壁分離比較明顯的細胞,然後換用高倍鏡觀察,可見和剛才相反的現象,中央液泡漸漸變大,顏色變淺,最後原生質層又和細胞壁緊緊地貼在一起。三 總結:細胞液濃度小於外界溶液濃度時,細胞通過滲透作用吸水,發生質壁分離現象;細胞液濃度大於外界溶液濃度時,細胞通過滲透作用失水,發生質壁分離復原現象。

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