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：

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

其他植物激素的种类与功能:

1、赤霉素：
（1）合成部位：未成熟的种子、幼根和幼芽
（2）主要作用：①促进细胞伸长，引起植株增高②促进种子萌发和果实发育
2、脱落酸：
（1）合成部位：根冠、萎蔫的叶片等
（2）分布：将要脱落的器官和组织
（3）主要作用： ①抑制细胞分裂 ②促进叶和果实的衰老与脱落
3、细胞分裂素：
（1）合成部位：主要是根尖
（2）主要作用：促进细胞分裂
4、乙烯：
（1）合成部位：植物体各个部位
（2）主要作用：促进果实成熟
植物生长与植物激素的关系

l、植物激素的分类及作用

2、植物生长与植物激素的关系

(1)生长素与细胞分裂素：植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数日的增多，生长素能促进细胞伸长，体积增大，使植株生长；而细胞分裂素则是促进细胞分裂，使植株的细胞数目增多，从而促进植物生长。
(2)生长素与乙烯：生长素的浓度接近或等于生长最适浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。
(3)脱落酸与细胞分裂素：脱落酸强烈地抑制生长，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
(4)脱落酸与赤霉素：脱落酸是在短日照下形成的，而赤霉素是在长日照下形成的。因此，夏季日照长，严生赤霉素使植物继续生长，而冬季来临前日照变短，产生脱落酸，使芽进入休眠状态。
3、类比各种植物激素的生理作用与应用

名称	产生部位	生理作用	对应生长调节剂	应用
生长素	幼根、幼芽及发育的种子	促进生长，促进果实发育	萘乙酸、2,4-D	①促进扦插枝条的生根；②促进果实发育，防止落花落果；③农业除草剂
赤霉素	幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里	①促进细胞伸长，引起植株增高；②促进种子萌发和果实成熟	赤霉素	①促进植物茎秆仲长；②解除种子和其他部位休眠，提甲用来播种

植物生长调节剂的应用：

1．概念：人工合成的对植物的生长素有调节作用的化学物质。
2．特点：
(1)容易合成
(2)原料广泛
(3)效果稳定
3．实例
(1)剩用乙烯利催熟，如凤梨的有计划上市，香蕉、柿子、番茄等上市前的催熟。
(2)利用赤霉素溶液处理芦苇，增加纤维长度，如在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
(3)用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就可产生α一淀粉酶。
(4)青鲜素可以抑制发芽，延长马铃薯、大蒜、洋葱的贮藏期。
4．植物生长调节剂应用的两面性
(1)农产品在生产过程中使用植物生长调节剂的例子很多，如马铃薯、莴苣使用赤霉素处理可打破休眠，促进萌发；芹菜、苋菜、菠菜等在采收前用一定浓度的赤霉素喷施可促进营养生长，增加产量；黄瓜、南瓜用一定浓度的乙烯利喷施可促进雌花分化。
(2)生产过程中使用植物生长调节剂可能会影响农产品的品质，如青鲜素可用于洋葱、大蒜、马铃薯块茎，延长休眠，抑制发芽，延长贮藏期，但青鲜素是致癌物质，对人体健康不利；另外如果水果远未达到成熟期，营养物质没有足够的积累，此时就盲目地用乙烯利催熟，必然改变水果的营养价值及风味。

显微镜的使用方法：

1、结构：

2、显微镜的使用过程：
（1）显微镜的取送：
①右手握镜臂；
②左手托镜座；
③置于胸前。
（2）显微镜的旋转：
①镜筒朝前，镜臂朝后；
②置于观察者座位前的桌子上，偏向身体左侧，便于左眼向目镜内观察；
③置于桌子内侧，距桌沿5cm左右。
（3）对光：
①转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，然后转动转换器，使低倍物镜对准通光孔；
②用手指转动遮光器（或片状光圈），使最大光圈对准通光孔，左眼向目镜内注视，同时转动反光镜，使其朝向光源，使视野内亮度均匀合适。
（4）低倍物镜的使用：
①用手转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐下降，同时两眼从侧面注视物镜镜头，当物镜镜头与载物台的玻片相距2～3mm时停止。
②用左眼向目镜内注视（注意右眼应该同时睁着），并转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，直到看清物象为止。如果不清楚，可调节细准焦螺旋，至清楚为止。
（5）高倍物镜的使用：使用高倍物镜之前，必须先用低倍物镜找到观察的物象，并调到视野的正中央，然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后，视野内亮度变暗，因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面，然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少，但是体积变大。
（6）反光镜的使用：反光镜通常与遮光器（或光圈）配合使用，以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时，如果视野光线太强，则使用反光镜的平面，如果光线仍旧太强，则同时使用较小的光圈；反之，如果视野内光线较弱，则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。

知识点拨：

（1）进行显微镜对光时，应转动反光镜或是光圈，使视野明亮，便于使用高倍镜观察。
（2）制作临时装片时，如果观察的是植物细胞，在载玻片上滴加清水；如果观察人的口腔上皮细胞，需要滴加质量分数为0.9%的NaCl溶液。
（3）无论选取动物组织细胞还是植物组织细胞，一定要量少，并且要在载玻片上将观察材料展开，以便于观察。
（4）观察时，要遵循先在低倍镜下观察清楚，将物像移至视野中央，再转换高倍镜进行观察的顺序。在使用高倍镜进行观察时，不能转动粗准焦螺旋。

知识拓展：

1、低倍镜换高倍镜后细胞数目的计算：
(1)放大倍数问题 放大倍数是指物像的大小与物体大小的比例。显微镜的放大倍数=物镜倍数×目镜倍数。放大倍数指的是物体的宽度或长度的放大倍数，而不是面积或体积的放大倍数。
(2)放大倍数的变化与视野中细胞数目的变化关系:
①若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个细胞，放大倍数变成400倍时看到的细胞数日=m÷（400÷40）=m/10（个）。
②若视野中细胞均匀分布，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个均匀分布的细胞，放大倍数变为400倍时看到的细胞数日=m÷（400÷40）2=m/100（个）。

2、显微镜的放大径向放大，放大倍数是目镜与物镜放大倍数的乘积，且放大的是长和宽不是面积。

3、目镜和物镜的比较：
（1）目镜越长，放大倍数越小，反之放大倍数越大；
（2）物镜上有螺纹，物镜越长放大倍数越大，物象清晰时距离装片越近。

4、污点位置分析：
（1）污点的位置可能有三个：物镜、目镜或装片。
（2）判断方法：先移动装片，若污点移动说明污点在装片上。若不移动，再转动目镜，若污点也转动说明污点在目镜上。若污点不转动，在转动转换器换用其他物镜，若污点消失，说明污点在物镜上。

5、成像：
（1）显微镜的成像特点是倒像，相当于把标本水平转180度后所呈现的状态。如“b”成的物象是“q”。
（2）将物象移到视野中央时，物象在“左下方”就将装片向“左下方”移动，即在哪往哪移。

6、高倍镜、低倍镜与视野大小、明暗的关系:

高倍镜	大	少	暗	近	小
低倍镜	小	多	亮	远	大