质壁分离与复原知识梳理

江苏省郑梁梅高级中学高一生物学案

课题：《细胞的吸水和失水》

【基础知识梳理】

一、渗透作用

1、概念：水分子通过半透膜从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散的现象。

2、渗透装置

3、渗透发生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。

半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如玻璃纸、动物的膀胱膜、肠衣等)。选择性透过膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，又具有主动的选择性，如细胞膜。因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择透过性，活性的生物膜才具有选择透过性。

4、渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。

二、动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物红细胞为例）

1、红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。

2、当外界溶液的浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水膨胀，甚至涨破。

当外界溶液的浓度＞细胞质浓度时，细胞失水皱缩。

当外界溶液的浓度＝细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。

三、植物细胞的吸水和失水（植物细胞的质壁分离与复原实验）

1、原理：

（1）条件：实验材料必须是活的成熟的植物细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。（2）内因：细胞壁和原生质层具有一定的伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。（3）外因：细胞液与外界溶液之间具有浓度差

当细胞液浓度＜外界溶液的浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

当质壁分离细胞的细胞液浓度＞外界溶液的浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

2、材料用具：紫色的洋葱鳞片叶（外表皮）、镊子、载玻片、盖玻片、刀片、吸水纸、0.3g/mL 的蔗糖溶液、清水、显微镜

3、方法步骤：

制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片

有一个紫色的中央大液泡

低倍显微镜观察

原生质层紧贴细胞壁

0.3g/mL 吸水纸

蔗糖溶液吸引（重复几次）

中央液泡逐渐变小（紫色加深）

低倍显微镜观察

原生质层与细胞壁逐渐分离

吸水纸

吸引清水（重复几次）

中央液泡逐渐变大（紫色变浅）

原生质层逐渐贴近细胞壁

★特别提醒

（1）细胞液最好有颜色，易于观察

（2）若用0.5g/mL的蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能质壁分离复原，因为溶液浓度过高，使细胞失水过多而死亡。若细胞失水时间太长，质壁分离后也不能复原。

质壁分离不能复原的原因：①外界溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡②细胞失水时间太长（3）若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验，会先发生质壁分离后又自动复原现象，因这些物质均可被细胞吸收，使细胞液浓度增大而吸水。

四、质壁分离和质壁分离复原实验的应用

1、判断细胞的死活：待测细胞+蔗糖溶液发生质壁分离和复原活细胞

不发生质壁分离死亡细胞

2、测定细胞液浓度范围

待测细胞十一系列浓度梯度的蔗糖溶液

细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。

3、比较不同植物细胞的细胞液浓度

不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液

刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。

4、比较未知浓度溶液的浓度大小

同一植物的成熟细胞十未知浓度的溶液

刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)

5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)

成熟的植物细胞十不同种类溶液只发生质壁分离现象溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖)质壁分离后自动复原溶质能通过半透膜的溶液(如KN03溶

液)