探究植物细胞的吸水和失水一、实验目的:
(1)学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。
(2)了解植物细胞发生渗透作用的原理。
二、实验原理:
1、原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
2、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质层收缩进而质壁分离。
3、当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水,使质壁分离复原。
三、实验步骤:
四、实验现象
知识点拨:
1、实验注意问题:
(1)盖盖玻片应让盖玻片的一侧先触及载玻片,然后轻轻放平。防止装片产生气泡。
(2)液泡含花青素,所以液泡呈紫色。
(3)先观察正常细胞与后面的“质壁分离”起对照作用。
(4)蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,细胞通过渗透作用失水,细胞壁伸缩性小原生质层的伸缩性大,液泡和原生质层不断收缩,所以发生质壁分离。为了使细胞完全浸入蔗糖溶液中。否则,细胞严重失水死亡,看不到质壁分离的复原。
(5)发生质壁分离的装片,不能久置,要马上滴加清水,使其复原。重复几次。细胞液的浓度高于外界溶液,细胞通过渗透作用吸水,所以发生质壁分离复原现象。因为细胞失水过久,也会死亡。为了使细胞完全浸入清水中。
2、质壁分离复原需要将发生质壁分离的植物细胞再置于低浓度的溶液或清水中,但如果所用外界溶液为葡萄糖、KNO,、NaCI、尿素、乙二醇等,质壁分离后因细胞主动或被动吸牧溶质微粒而使细胞液浓度增大,植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
3、植物细胞发生质壁分离后,在原生质层和细胞壁之间充斥的液体为外界溶液(如蔗糖溶液)。
4、质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强;质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。
5、原核生物不会发生质壁分离,这要从两方面考虑。“质壁分离”的内因:要有细胞壁、大液泡和一定的细胞液浓度;“质壁分离”的外因:外界溶液的浓度>细胞液的浓度。相当多的“原核生物”虽然有细胞壁,但通常无大液泡。
知识拓展:
3、细胞发生质壁分离的判断与应用
在判断细胞是否发生质壁分离及其复原时有如下规律
(l)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞、原核细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。
②具中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能穿膜)的溶液中细胞只会发生质壁分离现象,不能自动复原。
②在一定浓度(溶质可穿膜)的溶液中细胞先发生质壁分离后自动复原,如甘油、尿素、乙醇、KN03等。 ③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原。
即:
探究影响酶活性的条件:一、探究温度对酶活性的影响:
1、实验目的:
(1)初步学会探索温度和pH对酶活性的影响的方法。
(2)探索淀粉酶在不同温度和pH下催化淀粉水解的情况。
2、实验原理:
(1)淀粉遇碘后,形成紫蓝色的复合物。
(2)淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中,不同阶段的中间产物遇碘后,会呈现红褐色或红棕色。)麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。
注:市售a-淀粉酶的最适温度约60℃
3、方法步骤:
序号 |
加入试剂或处理方法 |
试管 |
A |
B |
C |
a |
b |
c |
1 |
可溶性淀粉溶液 |
2mL |
2mL |
2mL |
/ |
/ |
/ |
新鲜淀粉酶溶液 |
/ |
/ |
/ |
1mL |
1mL |
1mL |
2 |
保温5min |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
3 |
将a液加入到A试管, b液加入到B试管, c液加入到C试管中,摇匀 |
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4 |
保温5min |
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5 |
滴入碘液,摇匀 |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
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6 |
观察现象并记录 |
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二、不同pH值对酶活性的影响(原理、目的参照温度的相关内容)
1、实验步骤:
序号 |
加入试剂或处理方法 |
试管 |
1 |
2 |
3 |
1 |
注入新鲜的淀粉酶溶液 |
1mL |
1mL |
1mL |
2 |
注入蒸馏水 |
1mL |
/ |
/ |
3 |
注入氢氧化钠溶液 |
/ |
1mL |
/ |
4 |
注入盐酸 |
/ |
/ |
1mL |
5 |
注入可溶性淀粉溶液 |
2mL |
2mL |
2mL |
6 |
60℃水浴保温5min |
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7 |
加入斐林试剂,边加边振荡 |
2mL |
2mL |
2mL |
8 |
水浴加热煮沸1min |
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9 |
观察3支试管中溶液颜色变化边记录 |
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2、实验结论:影响酶活性的因素有温度和PH值有关。
易错点拨:
1、在酶的最适pH探究实验中,操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
2、在酶的最适温度探究实验中,酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,检测的试剂宜先用碘液,不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
绿叶中色素的提取和分离:
1.原理
(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。
(2)各种色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素可以在滤纸上通过扩散分开,各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
2.实验过程
观察结果:滤纸条上色素带有四条,由上到下分别是胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b,
如图
实验要点及注意事项:
1、实验中几种化学药品的作用
①加入少量SiO
2,可破坏细胞结构,使研磨更充分,便于色素完全释放。
②加入少量CaCO
3,,可以中和细胞内的有机酸,防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏,从而起到保护色素的作用。但SiO
2.和CaCO
3的加入量要少,否则滤液杂质多、混浊、颜色浅,实验效果差。 2、实验成功的关键
①叶片要新鲜,颜色要深绿,保证色素的含量。
②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定,易被破坏,时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。
③滤液细线不仅要求细、直、均匀,而且要求含有较多的色素(可以重复画二至三次)。
④滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,将得不到清晰的色素带。
3、注意事项
①制备滤纸条时,要剪去两角,这样可以减小边缘效应,使色素在滤纸上扩散均匀,便于观察实验结果。 ②收集滤液后,要及时用棉塞将试管口塞紧,防止滤液挥发。
4、滤纸条上的滤液细线,不能触及层析液的原因:滤纸条上的滤液细线如触及层析液,滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中,实验就会失败。
5、提取和分离叶绿体色素的关键:
(1)提取叶绿体色素的关键是:①叶片要新鲜、浓绿;②研磨要迅速、充分;③滤液收集后,要及时用棉塞将试管口塞紧,以免滤液挥发。
(2)分离叶绿体色素的关键是:①是滤液细线要细且直,而且要重复划几次;②是层析液不能没及滤液线。
6、收集到的色素滤液绿色过浅,可能原因如下:
①未加二氧化硅,研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)太少,绿色过浅。
③一次加入大量的95%的乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量95%的乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏。
7、如果滤纸条色素带重叠,原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
知识拓展:
实验创新:本实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸,在滤纸的中央滴一滴滤液,然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的中必位置,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
例 以“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,下列描述正确的是( )
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液;沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画2~3次
C.把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
答案D
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂:一.实验目的:
(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片
(2)观察植物细胞有丝分裂的过程,识别有丝分裂的不同时期,比较细胞周期不同时期的时间长短。
(3)绘制植物细胞有丝分裂简图。
二.实验原理:
(1)在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
(2)染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色,通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态,就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期,进而认识有丝分裂的完整过程。
(3)细胞的分裂具有独立性:同一组织的不同细胞,在同一时间内可处于细胞周期的不同分裂时期。
三.实验步骤:
(1)洋葱根尖培养:课前3-4d,将洋葱放在盛满清水的广口瓶上,让底都接触水,放置温暖处,待根长至5cm时取用。
(2)制作临时装片 (解离→漂洗→染色→制片)
(3)观察:先用低倍镜观察,找到分生区。分生区细胞的特点是细胞呈正方形,排列紧密。然后把观察目标移到视野中央,再换高倍镜观察有丝分裂各个时期的细胞图像。
知识点拨:
1、制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点:
(1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间;
(2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质被溶解,使细胞容易分离;
(3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖被压平,细胞分散开。
2、操作要点
(1)解离:
①通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同的分裂时期。
②解离的目的是使组织细胞相互分离开。
③解离时间不宜过长或过短:过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏;过短使根尖细胞解离不充分,不能相互分离开。
(2)漂洗:漂洗一定要彻底,防止残留的解离液继续破坏细胞,同时盐酸也影响染色和腐蚀镜头。
(3)染色:染色液的浓度和染色时间必须掌握好,应注意染色不能过深,否则镜下一片紫色,无法观察。
(4)压片:用力要恰当均匀,过重可能将组织压烂' 过轻则不能将细胞分散开。
(5)显微镜下观察的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化,若视野中找不到某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中找。
知识拓展:
1、“酒精”在不同实验中的作用:
(1)体积分数95﹪的酒精:与质量分数15%的HCI 溶液按1:1的体积比混合作解离液,用于观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验。
(2)体积分数50﹪的酒精:检测生物组织中(如花生子叶切片)脂肪实验中,用于洗去苏丹Ⅲ染色剂染色后切片上的浮色。
(3)无水乙醇:叶绿体中色素提取与分离实验中用作色素提取剂。
(4)质量分数70%的酒精:常用作实验材料或消毒剂。
2、与细胞分裂有关的细胞器:
细胞器名称 |
细胞类型 |
时期 |
生理作用 |
核糖体 |
动物、植物 |
整个时期,但是主要是间期 |
各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的其他蛋白质)的合成 |
中心体 |
动物、低等植物 |
前期 |
纺锤体的形成 |
高尔基体 |
植物 |
末期 |
细胞壁的形成 |
线粒体 |
动物、植物 |
整个时期 |
提供能量 |
种群的数量特征:
1、种群的数量特征:
特征\\项目 |
定义 |
特点或作用 |
种群密度 |
单位面积或体积内某种群的个体数量 |
①不同物种,种群密度不同;同一物种,种群密度可变;②调查方法:样方法和标志重捕法 |
出生率和死亡率 |
种群单位时间内新产生(死亡)的个体数目占该种群个体总数的比例 |
是决定种群大小和种群密度的重要因素 |
年龄结构 |
一个种群中各年龄期的个体数目的比例 |
①三种类型:
增长型(A)、稳定型(B)、衰退型(C) ②可预测种群数量的变化趋势 |
性别比例 |
种群中雌雄个体数目的比例 |
在一定程度上影响种群密度 |
迁入率和迁出率 |
单位时间内迁入或迁出个体占该种群个体总数的比例 |
直接影响种群大小和种群密度 |
2、种群密度的计算:种群的个体数量/空间大小(面积或体积)
①逐个计数:针对范围小,个体较大的种群;
动物:标志重捕法(对活动能力弱、活动范围小);
植物:样方法(取样分有五点取样法、等距离取样法)取平均值;
②估算的方法:昆虫:灯光诱捕法;微生物:抽样检测法。
知识点拨:
种群各数量特征间的联系: