探究酒精对细胞的毒害作用

方案设计范例
实验目的：进行定量实验测定细胞的成活率， 探究酒精浓度对植物细胞毒害作用的一般规律。
实验原理：①酒精积累对植物细胞有毒害作用； ②死细胞不能发生质壁分离。
材料用具：无水乙醇、蒸馏水、0.06g/mL的胭 脂红溶液、洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、 培养皿、烧杯、载玻片、盖玻片、吸水纸、显 微镜。
质疑：怎样判断细胞是否受到了酒
精的毒害作用呢？
活细胞在高浓 度溶液中发生
质壁分离
死细胞是全 透性的，不 能发生质壁 分离，被染
成红色
方法：我们可以根据被酒精作用后是否 能发生质壁分离来判断细胞的死活，从 而确定酒精对细胞是否有毒害作用。
设计实验，制定计划
相关信息1 预实验结果表明：冬季温度很低， 外表皮与叶肉较其它季节更难分离, 用镊子撕 取外表皮时,往往容易撕破表皮细胞或带有叶 肉细胞，显微镜下观察到细胞重叠、层次加厚， 多次实验发现观察计数效果差；酒精浓度过高 （体积分数30%以上）或处理时间过长（如2h 以上），植物细胞几乎全部死亡；将整片鳞片 叶置于酒精溶液中处理，细胞受到的毒害作用 很不明显，视野中几乎全是活细胞。
设计实验，制定计划
相关信息2 胭脂红是一种水溶性食用色素， 不能透过活细胞的原生质层进入液泡，但能进 入细胞壁和原生质层之间，而细胞死亡后，原 生质层失去选择透过性，胭脂红就能透过原生 质层进入液泡中。若将洋葱鳞片叶内表皮细胞 置于较高浓度的胭脂红水溶液中，活的内表皮 细胞发生质壁分离，胭脂红水溶液进入细胞壁 和原生质层之间，显微镜下将清晰地看到光亮 的液泡逐渐缩小，而死细胞在镜下全是红色。
视野中细胞数目过多， 难以统计
视野中细胞数目过少， 误差较大
难以 确定 是否 发生 质壁 分离
材料边缘 细胞大量
死亡
这些细胞可能是 在操作时由于机 械损伤而死亡
拓展实验，进一步探究
在科学探究活动中，失败是常有的事， 一次探究的结束往往是新的探究的开始！
思考1：我们得到的实验结果与假设和预 期不一致，我们该怎么办呢？
10%的酒精浓度下浸泡2个小时的照片
思考2：根据这些照片，我们还可以继续探 究哪些问题呢？
进一步探究——
1、探究在某浓度范围内酒精对植物细胞的毒害 作用是否越来越强；
2、探究能杀死某种植物细胞的最低酒精浓度； 3、探究使不同植物致死的酒精浓度是否相同； 4、探究哪一种植物对酒精的抗性最强。
思考3：
根据信息，讨论实验设计思路
①选择洋葱鳞片叶内表皮还是外表皮作为实验材料？ 为什么？
②本实验中自变量是什么？用什么方法控制自变量？ ③你们小组确定的浓度梯度是多少？设定哪几种浓
度值？ ④本实验中因变量是什么？能否定量检测？怎样定
量检测？ ⑤本实验中实验误差的主要来源是什么？如何进行
重复实验？ ⑥对照实验如何设置？是否需要空白对照？ ⑦需要哪些器材和用具？
表达交流
畅所欲言——
你们在观察同一酒精浓度浸 泡下的内表皮细胞时，细胞的存 活率相同吗？可能的原因有哪些？
总结提升
本实验造成误差的主要来源是细胞计数：
①视野中的细胞数过多或过少，建议以50—100个左右 为宜； ②视野的边界上可能有一些不完整的细胞，因无法确 定是否发生质壁分离，建议不予计数； ③一片内表皮边缘的细胞往往会由于操作时的机械损 伤造成部分细胞死亡，建议不宜作为取样部位。 ④有些细胞死亡的原因可能是因为在操作过程中受到 损伤，而并非是由于酒精浸泡导致的。
④每组制作3个内表皮细胞临时装片； ⑤用低倍镜观察，每个装片计数2个不同视野中发生
质壁分离的细胞数和细胞总数，将观察计数结果分别 记录在表格“样本1”和“样本2”中。
观察 记录 表:
小组合作，实施计划
实验注意事项：
取材时，内表皮不宜过大或过小，以 0.5cm2为宜；
制片时，由于表皮经过酒精浸泡后变得 酥软，容易折起来，要用镊子小心展开， 以确保是一层细胞。
看一看： 长期遭水 淹的植物 的根出现 什么现象？
思考：农作物遭受水长期浸泡后为什么会 出现烂根而死亡的现象呢？
提出问题
根据以上材料和讨论，你 们能提出什么问题？
我们今天探究的问题——
不同浓度的酒精 对细胞的毒害作用
你们的假设——
不同浓度的酒精对植物细胞的 毒害作用是不一样的，随着酒精浓 度的增加，对植物细胞的毒害作用 越来越强 。
方法步骤
酒精浸泡后的材 料为什么要漂洗
呢？
①配制7组不同体积分数的酒精溶液：0、5%、10%、 15%、20%、25%、30%，用量筒分别量取10mL上述酒精 溶液置于7个小培养皿中；
②剥洋葱鳞片叶，用镊子撕下内表皮，分别置于7组 酒精溶液中，浸泡处理30min；
③将经过不同浓度酒精处理的内表皮取出，分别置于 盛有等量蒸馏水的7组培养皿中漂洗10min；
视野中细胞数目过多难以统计视野中细胞数目过少误差较大难以确定是否发生分离难以确定是否发生分离材料边缘细胞大量死亡这些细胞可能是在操作时由于机械损伤而死亡在科学探究活动中失败是常有的事一次探究的结束往往是新的探究的开始
“植物细胞的吸水和失水”实验的拓 展
泰兴市第三高级中学 符 凯
2009年10月海南省琼海市连遭暴雨，低洼 地带的农作物反复遭受洪水浸泡（新华网图片）
为了节省时间和实验材料，你 们能否设计一组对照实验同时探究 பைடு நூலகம்精浓度和作用时间这两个因素对 植物细胞成活率的影响？请同学们 写出实验设计的基本思路。
酒精浓度（体积 分数）和作用时
间
发生质壁分 离的细胞数
0.5h
细胞总数
发生质壁 分离的细 胞数/计数 细胞的总
数
平均 成活 率
5%
1h
1.5h
0.5h
10% 1h
1.5h
处理数据，得出结论
成 活 率
细 胞 平
均思考：实验结果与
当初的假设完全一
致吗？可以作怎样
的修正呢？
最初的假设：不同浓度的酒 精对植物细胞的毒害作用是 不一样的，随着酒精浓度的 增加，对植物细胞的毒害作
用越来越强
酒精浓度（体积 分数）
结论：当酒精浓度较低时，对洋葱内表皮的毒害作用不明 显；当酒精浓度达到一定数值时，对洋葱内表皮的毒害作 用明显。