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。
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 |