必修1 探究植物细胞的吸水和失水讲解

单位时间导致洋葱表皮细胞全部死亡的最低酒精浓度为 15%。
体积分数25%的酒精浸泡洋葱表皮细胞1个单位时间质壁分离细 胞所占百分率约为40%,表明有部分细胞死亡。(5)根据图中几 种情况分析,不同浓度酒精溶液作用细胞2.5个单位时间,低浓 度时发生质壁分离细胞所占的百分率应为 100%,下斜线起点和 终点介于2和3个单位时间之间。
过多而死亡,不能再进行质壁分离复原;若浓度过低,不能引起
质壁分离或质壁分离速度太慢。
4.如果没有细胞壁,细胞会发生质壁分离吗?
提示：不会发生质壁分离现象,只发生渗透作用吸水或失水。
5.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何 物质? 提示：因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞原生质层与 细胞壁之间是蔗糖溶液。
2.为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料? 提示：紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的 细胞液呈紫色,有利于观察。 3.本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂,若浓度过高或过低 对实验有何影响?
提示：选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂,既明显出现质壁分离,
又不会杀死细胞。若浓度过高,质壁分离速度快,细胞会因失水
。
(4)某学生在F步骤观察时,发现质壁分离不能复原,最可能的
原因是 。
(5)通过实验发现,蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请 据此拟定一个相关的研究课题: 。
【解析】(1)由图分析,该实验是探究植物细胞的吸水和失水实 验。答案合理即可。(2)B步骤低倍镜下观察,以获取中央液泡 大小、原生质层的位臵的初始数据。(3)步骤C是一种典型的引
6.若用合适浓度的KNO3溶液进行该实验,结果会发生质壁分离
与复原吗?
提示：开始外界溶液浓度较大,细胞发生质壁分离;细胞主动吸 收K+和NO3-后,随着细胞液浓度增大,质壁分离又会自动复原。
1.紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后,在显微镜下观察到(
)
【解析】选C。发生质壁分离后,紫色会因色素浓度的增加而加 深。色素位于大液泡中,细胞核位于液泡外。
复几次
(4)质壁分离时间过长,细胞失水过多而死亡 (5)探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原 的影响
9.某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水
和失水进行实验探究,假如你是其中的一员,请分析回答下列问
题: (1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水, 请你说出作出该假设的理论依据: 。
状态可以处于BD,也可以处于EC段;发生EC段的原因是细胞选择
性地吸收乙二醇,引起细胞液浓度高于细胞外溶液浓度。
8.下图为某学生进行某实验的基本操作步骤,请回答以下问题:
(1)你认为他做该实验的目的是 (2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色 以及 的位置。
。 的大小
(3)请描述C步骤的操作方法:
4.用紫色洋葱鳞片叶表皮制备观察细胞质壁分离及复原实验的 临时装片,观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的说法, 正确的是( )
A.将装片在酒精灯上加热后观察细胞质壁分离现象
B.在盖玻片的一侧滴入清水,细胞会吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,均能够观察到质壁分 离复原现象 D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能
的两种外界溶液浓度之间)。
(4)用于防腐杀菌(在高浓度的外界溶液中,细菌等微生物将失
水死亡,从而有效地防止食品腐烂变质)。
(5)验证质膜是一层选择透过性膜。
(2013·成都模拟)农作物遭受洪水长时间浸泡会出现烂根而死 亡,原因是根细胞无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。为 研究酒精对细胞的毒害,某生物兴趣小组进行了下面的实验: 步骤一:配制不同浓度的酒精溶液,分别浸泡生长状况相同的洋 葱紫色鳞片叶表皮细胞1个单位时间、2个单位时间、3个单位
2.植物细胞的吸水和失水实验的自身对照分析
(1)实验对象:同一成熟的植物细胞。
(2)观察对象:液泡大小和颜色的变化。
(3)在这一实验中有两次对照,具体分析如下:
a过程：第一次对照 b过程：第二次对照
操作：高浓度溶液处理
对照：自然状态与质壁分离状态
操作：低浓度溶液处理 对照：复原后状态与质壁分离状态
胞死亡,不会发生质壁分离复原现象;KNO3溶液浓度过低,不能
使植物细胞发生质壁分离。当发生质壁分离的细胞不能复原时 , 细胞已成为死细胞。
5.(2013·福州模拟)在观察植物细胞 的质壁分离和复原过程中,某同学在视 野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处 于如右图状态,a、b表示两处浓度,由
此可推测(
)
(2)把下面的实验方案补充完整。
实验仪器、试剂:显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐
等。
实验材料:为了便于取材和观察,最好选用人的 为实验材料。 实验步骤: A.配制并选用生理盐水、蒸馏水、9%的食盐溶液。 B.在载玻片的中央滴加一滴 ,放入所选细胞,盖上 细胞作
盖玻片,制成临时装片。制备同样装片若干个,分别放在显微镜
【解析】本题考查动物细胞能渗透吸水或失水的相关实验。渗
透作用发生的条件是:具有半透膜和浓度差。假设动物细胞能
通过渗透作用吸水或失水的理论依据是动物细胞具有发生渗透
作用的条件(或细胞膜有选择透过性,当细胞与外界溶液接触时,
膜两侧具有浓度差)。实验材料最好选用人的红细胞(或口腔上 皮细胞)。在生理盐水中,红细胞(或口腔上皮细胞)形态正常; 在9%食盐水中,红细胞(或口腔上皮细胞)失水,细胞体积变小皱 缩;在蒸馏水中,红细胞(或口腔上皮细胞)吸水,细胞体积变大, 甚至破裂。
2.下图是某同学在观察植物细胞的质壁分离与复原实验中的基 本操作步骤,其中步骤D在质壁分离和质壁分离复原实验中分别
属于(
)
A.实验组,对照组 C.对照组,对照组
B.实验组,实验组 D.对照组,实验组
【解析】选A。本题考查对实验对照的理解。该实验属于自身
对照实验,所谓自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象
进而来了解酒精对细胞的毒害作用。
(2)渗透作用的发生必须具备两个条件:一是具有半透膜;二是 半透膜两侧的溶液具有 。根细胞被酒精毒害失
去渗透作用,原因是 _________失去选择透过性。
(3)上述步骤二中,将材料置于蒸馏水中漂洗10 min的目的 是 。
(4)酒精浸泡3个单位时间导致洋葱表皮细胞全部死亡的最低
7.用2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种 植物细胞,得到其原生质体变化情况的一些数据。下列表述中, 正确的是( )
A.该细胞是根尖分生区的细胞 B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 C.a处状态表明该细胞处于BD段 D.EC段表明细胞丧失选择透过性
【解析】选B。该细胞具有大液泡,故不可能是分生区细胞,a处
【解析】选D。本题考查植物细胞的质壁分离与复原实验的实 验原理。A项,细胞发生质壁分离时,由于细胞内水分减少,能观 察到紫色中央液泡逐渐缩小。B项,质壁分离所需时间取决于细 胞内外的浓度差,外界溶液浓度越高,所需时间越短。C项,只要 细胞发生质壁分离后能复原,就说明细胞仍保持活性。D项,只 要外界溶液浓度高于细胞液,就能引起细胞质壁分离。
探究 植物细胞的吸水和失水
成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
原生 质层
< 外界溶液浓度时,细胞失水,质壁分离; 当细胞液浓度__ > 外界溶液浓度时,细胞吸水,质壁分离复原。 当细胞液浓度__
中央液泡
0.3 g/ml 蔗糖溶液
变小 原生质层
加深
原生质层
1.植物细胞发生质壁分离的原因是什么? 提示：
下观察。
C.取一张临时装片,在载玻片的一侧滴加蒸馏水,另一侧_____
________;另取一张临时装片,在载玻片的一侧滴加9%的食盐溶
液,另一侧操作同上。 D.用显微镜观察。观察指标是 。
(3)预期及结论:如果你的假设成立,则实验的预期结果是:在滴 加蒸馏水的实验中 的实验中 。 ;在滴加9%食盐水
酒精浓度为
。体积分数25%的酒精浸泡洋葱表
_ _ ,
皮细胞1个单位时间的实验结果表明:
由此得出的结论是:
。
(5)实验结果预测:在图中绘出不同浓度酒精溶液作用细胞 2.5个单位时间质壁分离细胞所占百分率。
【解析】(1)只有活细胞才能发生质壁分离。(2)酒精毒害细胞 使细胞失去选择透过性,不能发生渗透作用,从而不能发生质壁 分离。(3)多余的酒精会影响细胞的质壁分离,在蒸馏水中漂洗 10 min可洗去多余的酒精。(4)从图中信息可知,酒精浸泡3个
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答案:(1)死活
(2)浓度差
原生质层
(3)洗去酒精,避免多余的酒精对实验的干扰 (4)15% 只有部分细胞死亡 生长状况相同的不同的洋葱表
皮细胞对酒精毒害的耐受能力不同
(5)略(下斜线起点和终点介于2和3个单位时间之间,横线对应
100%)
实验的对照原则——自身对照
1.自身对照
自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不另设 对照。自身对照方法简便,关键是看清实验处理前后现象变化 的差异。 对照组：实验处理前对象的状态、现象； 实验组：实验处理后对象的状态、现象。
上进行,是实验前后之间的对照。步骤D在质壁分离实验中属于
实验组,在质壁分离复原实验中属于对照组。
3.(2013·潍坊模拟)下列各项不可以通过质壁分离实验加以证 明的是( ) A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D.细胞液浓度大小的测定
【解析】选C。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 ,细胞通过渗 透作用失水,从而发生质壁分离。故质壁分离过程不能证明成 熟的植物细胞能进行渗透吸水。
液中,细胞维持质壁分离状态,不再变化。
6.以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象 , 下列叙述错误的是( )
A.在细胞发生质壁分离时能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B.高浓度蔗糖溶液比低浓度蔗糖溶液所引发的质壁分离所需时
间短
C.将发生质壁分离的细胞放入清水中又能复原,说明细胞保持 活性 D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
时间。
步骤二:取出材料置于蒸馏水中漂洗10 min,然后制成临时装片,
一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引。
步骤三:观察并统计发生质壁分离的细胞数和视野中细胞的总 数,计算出发生质壁分离细胞所占百分率。结果如下图所示:
请回答以下问题: (1)本实验遵循的实验原理是:通过观察细胞是否发生质壁分离, 来判断植物细胞的 ,
答案:(1)动物细胞具有发生渗透作用的条件(或细胞膜有选择 透过性,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差) (2)红(口腔上皮) 生理盐水
用吸水纸吸引,并重复几次
细胞的体积(或形态)变化
(3)细胞体积变大,甚至破裂
细胞体积变小皱缩
通过学习本实验,可以联系到的实验研究课题及实际应用有: (1)探究不同浓度的溶液对细胞形态的影响。 (2)判定细胞的生活状况(只有活的植物细胞才会发生质壁分离 现象)。 (3)测定细胞液浓度(细胞液浓度介于不发生和刚发生质壁分离
流法操作。(4)发现质壁分离不能复原,植物细胞可能已死亡,
原生质层失去了选择透过性。(5)从蔗糖溶液浓度与质壁分离
的角度拟定实验课题,答案合理即可。
答案:(1)观察植物细胞的质壁分离与复原 (或探究植物细胞在 什么情况下会失水和吸水或证明原生质层相当于一层半透膜等 )
(2)中央液泡
原生质层
(3)从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重
A.此时a>b,细胞渗透吸水 B.此时a=b,渗透系统保持动态平衡 C.此时a<b,细胞渗透失水 D.上述三种情况都有可能存在
【解析】选D。图示细胞处于质壁分离状态,但无法判断其动态
过程,因此判断该细胞可能处于高渗溶液中 ,正在发生质壁分离,
也可能处于低渗溶液中,发生质壁分离复原,也可能处于等渗溶
【解析】选B。观察细胞质壁分离及复原实验中用到的是活的、 成熟的植物细胞,因此不能将装片在酒精灯上加热。因为细胞 液有一定的浓度,因此在盖玻片的一侧滴入清水,细胞会吸水膨 胀,但由于植物细胞最外侧的细胞壁有保护和支持作用 ,所以不
会破裂。用一定浓度的硝酸钾溶液处理细胞后 ,能观察到质壁
分离复原现象,但当超过一定浓度后,细胞会失水过度而导致细