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

 生长素的生理作用：

1．生长素的生理作用
(1)作用机理：主长素促进生长的原因主要是促进细胞的纵向伸长，不是使细胞的数目增多。

 (2)作用的两重性：一般情况下，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素可以抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。例如 就植物生长来说，从图中可以知道a 点表示根生长的最适宜的浓度，b点表示低浓度和高浓度的分界点。
不同器官对生长素浓度的需求不同，从上图可以看出不同器官对生长素的敏感度：根>芽>茎。
(3)生长素生理作用两重性的实例
①顶端优势
概念：指顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，顶端优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
原因：顶芽产生的生长素向下运输，使靠近顶端的侧芽部位生长素浓度增加，从而抑制该部位侧芽的生长。
解除：去掉顶芽，侧芽附近的生长素来源受阻，浓度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动，加快生长。 0
②根的向地性：由于根对生长素十分敏感，所以当植物横放时，在重力的作用下，生长素会向近地侧运输，导致近地侧生长素的浓度升高，抑制了根近地侧的生长，而远地侧由于生长素浓度低，促进生长，生长快，于是表现为根的向地性。
2．生长素类似物在农业主产中的应用
(1)促进扦插的枝条生根
①方法：用一定浓度的生长素溶液处理扦插枝条的形态学下端，上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。
②在扦插时，保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶在生长时能产生生长素，有利于生根。
(2)促进果实发育——获得无子果实
①原理：胚珠→发育中的种子→生长素→ 子房发育→果实（有子）。
②过程：未授粉雌蕊柱头→涂抹一定浓度生长素（或生长素类似物）→子房发育为果实（无子）。
(3)既能防止落花落果，也能疏花疏果
①在农业生产上，常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以减少棉蕾棉铃脱落。
②未成熟幼果，如苹果、柑橘，常因生长素不足而大量脱落。用一定浓度的2，4-D的水溶液喷洒树冠，可大量减少落果。

植物向性运动的分析判断常用方法有：

云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速（高速）旋转类、幼苗横置类、失重类等。

实验	处理方法
暗盒开孔类
云母片插入类
切割移植类
锡箔纸遮盖类
旋转类
幼苗横置类
失重类	幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但失去了根的向重力性和茎的负向重力性

易错点拨：

1、生长素类似物在农业生产中应用时要注意其作用的两重性，单子叶植物和双子叶植物对生长素的敏感程度不问，其中单子叶植物适’直的生长素浓度较高，而双子叶植
2、用生长素处理而获得无子果实，果实细胞中的遗传物质未改变。分离该种无子果实的细胞，经植物组织培养后，所得个体仍为正常个体。
3、植物表现出的顶端优势与生长素的极性运输有关；生长素能由低浓度的顶芽部位向高浓度的侧芽部位运输，说明生长素的运输方式是主动运输。
4、植物在单侧光照下，具有向光生长的特性即向光性。其中，感受光刺激的部位是尖端，产生生长素的部位是尖端。向光弯曲的部位是尖端下面的一段。
5、琼脂等不能感光，不会影响生饫素的运输和传递，而云母片、玻璃等则会阻碍生长素的运输。
6、生长素主要在具有分生能力的生长旺盛的部位产生，如叶原基、嫩叶、发育着的种子。生长素的产生不需要光，有光无光均可产生。