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:
捕获光能的色素和结构:
1、捕获光能的结构——叶绿体
名称 |
叶绿体 |
分布 |
主要存在于绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中 |
形态 |
扁平的椭球形或球形 |
结构 |
双层膜内含有几个到几十个基粒(由许多类囊体堆叠而成),基粒之间充满了基质 |
主要成分 |
类囊体的薄膜上分布有色素和酶,基质中有进行光合作用所需的酶、少量的DNA.RNA和核糖体等 |
功能 |
叶绿体中的色素吸收、传递、转换光能,叶绿体是进行光合作用的场所 |
2、叶绿体功能的验证
(1)实验过程及现象
(2)实验结论
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
3、捕获光能的色素
色素种类 |
叶绿素(3/4) |
类胡萝卜素(1/4) |
叶绿素a |
叶绿素b |
胡萝卜素 |
叶黄素 |
蓝绿色 |
黄绿色 |
橙黄色 |
黄色 |
分布 |
叶绿体基粒的囊状结构薄膜上 |
吸收光谱 |
A为叶绿素,主要吸收红光和蓝紫光;B为类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光 |
化学特性 |
不溶于水,能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂 |
色素与叶片颜色 |
正常绿色 |
正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3:1,且对绿光吸收最少,所以正常叶片总是呈现绿色 |
叶色变黄 |
寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,显示出类胡萝卜素的颜色,叶子变黄 |
叶色变红 |
秋天降温时,植物体为适应寒冷,体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶子呈现红色 |
思维拓展:
1、由类囊体堆叠而成的基粒,增大了膜面积,增加了反应面积。
2、无色大棚膜与有色大棚膜:日光中各种颜色的光均能透过无色大棚膜,光合效率高;有色大棚膜主要透过同色光,吸收其他颜色的光,光能有损失,只在为得到特殊品质的产物时才使用。