质壁分离

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质壁分离指的是成熟的植物细胞在外界溶液浓度高的条件下,细胞内的水分会向细胞外渗透,因为失水导致原生质层收缩,细胞膜收缩,而细胞壁的伸缩性要小于原生质层,所以质壁分离产生了~

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这种原生质层和细胞壁分离现象为质壁分离.

液泡泡液的渗透压可通过下式计算:

π=-g×c×R×T

g 为渗透系数

c 外界渗透浓度

R 气体常数,8.31 J/Mol.K

T 绝对温度

负值表示泡液向外渗出,π的绝对值越大,表示泡液往外渗出的趋势越强。

科学家通过对洋葱作质壁分离的实验,可以了解到两个事实,一是细胞泡液的浓度(洋葱细胞为0.55-0.8mol/L左右),二是细胞壁具有全渗透性,而细胞质、细胞膜和液泡膜组成的原生质膜是半渗透的。

由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,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。

在质壁分离不损坏细胞的前提下,细胞可通过去质壁分离回复原样,即让细胞脱离高渗环境,进入等渗或低渗环境,而且功能无损。

质壁分离 plasmolysis 把液泡发育良好的植物细胞浸在高渗溶液中时,原生质收缩而和细胞壁分离,此现象称为质壁分离。由于细胞膜与液胞膜的半透性,在高渗液细胞液脱水膨压下降,不久就呈现质壁分离的临界状态(此时膨压为0)。若进一步脱水,原生质体收缩同细胞壁分离,当细胞液的渗透压与外液相等时,便停止收缩。把此时所用的溶液称为质壁分离液。作为分离液,细胞膜对其溶质必须具有半透性,分子量较大的非电解质(如糖)或溶解度高的中性盐常被用作分离液。如用对细胞膜和细胞壁吸附力强的Ca2+作为分离液,则整个原生质体轮廓向内凹陷而引起凹形质壁分离。如果用吸附力弱的K 和Na 作为分离液,则向外凸出而出现凸形质壁分离,通常把细胞浸人分离液中就出现凹形分离,随着时间推移则凹形部位减弱,最后整个原生质体呈现凸形分离状态,至此所需的时间称为质壁分离时间。此外用K+ ,Na+ 、Li+,则细胞膜的透性增高,由于离子渗入细胞质的结果,细胞质膨胀而粘性减少,细胞壁与液胞被压迫,而原生质集中于细胞分离的一端,有如着冠状态,这种现象称为冠状质壁分离。利用质壁分离,可以测出水与溶质的透性(原生质测定法),此外如把质壁分离的细胞壁切断,可取出原生质体。

渗透压:因为半透膜两边液体的浓度不同而产生压强的不同。  

目录

植物细胞质壁分离和复原实验

实验原理

当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,根据扩散作用原理,水分会由细胞液中渗出到外界溶液中,通过渗透作用失水;由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同,细胞壁伸缩性较小,而原生质层性较大,从而使二者分开;反之,外界溶液浓度大于细胞液浓度,则细胞通过渗透作用吸水,分离后的质和壁又复原。  

目的要求

1.初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法;

2.理解植物细胞发生质壁分离和复原的原理。  

重点和难点

1.初步掌握植物细胞质壁分离和复原的实验方法;2.临时装片的制作;3.高倍显微镜的使用。实验器材:紫色洋葱的鳞片叶、刀子、镊子滴管载玻片盖玻片、吸水纸、显微镜;质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水  

方法步骤

一 临时装片制作:1选材:(1)选用紫色特别深的洋葱外表皮;说明:Ⅰ在实验之前,最好将洋葱放在水中浸泡一下,可以使洋葱吸水多一些,而且代谢也比较旺盛,实验效果明显。Ⅱ将洋葱的外层剥去两层,因为处于最外的可能已经死亡。(2)取表皮:在洋葱的外表皮上,用刀片划“井”字,用镊子轻轻撕取一小块;关键:最好撕取单层细胞,如果撕的太厚,则会使细胞重叠,严重影响实验效果;2制片:在载玻片中央滴上一滴清水,然后将取下的洋葱表皮放在水中,平展开来;加上盖玻片。注意:Ⅰ洋葱表皮不能卷曲起来;Ⅱ不能带有气泡;Ⅲ加盖玻片时,要从一侧大约45°角放下,在载玻片和盖玻片之间充满了清水,以便挤出空气。  

质壁分离复原实验

1处理:取下临时装片,在一侧滴入清水,另一侧再用吸水纸重复几次吸引,以确保洋葱表皮细胞完全浸在几乎是清水中;2观察:先在低倍镜找到一个现象质壁分离比较明显的细胞,然后换用高倍镜观察,可见和刚才相反的现象,中央液泡渐渐变大,颜色变浅,最后原生质层又和细胞壁紧紧地贴在一起。三 总结:细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用吸水,发生质壁分离现象;细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用失水,发生质壁分离复原现象。

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