观察植物细胞的质壁分离与复原

1．实验原理

(1)于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差。

(2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水，发生质壁分离。

(4)

2．实验步骤

操作一：观察新制取的洋葱表皮

①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片

⎧⎪有一个紫色的中央液泡②低倍显微镜观察⎨ ⎪⎩原生质层紧贴细胞壁

⎧中央液泡逐渐变小(紫色加深)⎪②低倍显微镜观察⎨ ⎪⎩原生质层与细胞壁逐渐分离

操作三：将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察 ①

①

⎧中央液泡逐渐变大⎪②低倍显微镜观察⎨ ⎪原生质层逐渐贴近细胞壁⎩

3．实验结论

成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失

水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。 (1)实验选材

①选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显；

②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显；

③动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。

(2)实验试剂的使用

①若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，

使细胞过度失水而死亡；

－＋－②若使用浓度为1 mol·L1的KNO3溶液，因为K和NO3均可被细胞吸收，使细胞液

浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原；

－③若使用浓度为1 mol·L1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀

死细胞，使原生质层失去选择透过性。

(3)操作注意事项：观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失

水状态而死亡，影响复原现象的观察。

角度一 以基础判断或实验分析的形式，考查实验的原理、操作及注意事项

1．(2014·江苏高考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶

外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是( )

A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域

B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处

C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头

D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤

解析：选B 第一次观察时未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色大液泡；第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现在细胞的角隅处首先发生质壁分离；吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液(或清水)；第一次显微观察是为了获得实验前的现象，以便和实验中发生的现象作对照。

2．(2015·淮安模拟)关于“探究植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是( )

A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验

B．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强

C．用龙胆紫溶液对细胞进行染色后，观察到的质壁分离现象一定更明显

D．在不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原

解析：选B 在“探究植物细胞质壁分离和复原实验”中，植物细胞质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以对照，所以本实验有对照，A错误；在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增强，B正确；使用高浓度的蔗糖溶液进行质壁分离实验时，会使细胞由于大量失水而死亡，滴加清水后不会再出现质壁分离的复原现象，D错误。

角度二 以实验分析的形式，考查植物细胞质壁分离与复原实验的迁移应用

3．将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如图所示。下列有关各细胞液浓度的判断正确的是(

)

①实验前BA>C

③实验后B≥A＝C ④实验后B>A>C

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

解析：选C 植物细胞吸水和失水的方式是渗透作用；质壁分离是细胞失水的结果，其液泡体积会变小；该探究实验的因变量是成熟胡杨细胞是否发生质壁分离，组别①、②的自变量是是否添加茉莉酸，组别①、③的自变量是是否添加NaCl；①组在不添加茉莉酸时有部分细胞发生质壁分离，②组添加茉莉酸时无细胞发生质壁分离，通过对照说明茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用。

4．(2013·福建高考)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如表所示。下列叙述错误的是( )

－－注：“103 mg·L

1；“－”表示无添加。

A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水

B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小

C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量

D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用

解析：选D 根据图示可知，细胞A和C发生质壁分离，细胞B未发生质壁分离，说明实验前B的细胞液浓度大于或等于外界蔗糖溶液的浓度。A和C的细胞液浓度均小于外界蔗糖溶液的浓度，又因细胞C失水较多，所以质壁分离前A的细胞液浓度大于C的细胞液浓度，故实验前细胞液浓度大小为B>A>C。实验后，A和C的细胞液浓度均等于外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞失水使外界蔗糖溶液的浓度下降，且细胞失水越多，平衡时外界蔗糖溶液的浓度越低，故A的细胞液浓度大于C的细胞液浓度。又因实验后B的细胞液浓度大于或等于原蔗糖溶液的浓度，所以实验后细胞液浓度大小为B>A>C。

5．(2011·全国卷)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系以及实验过程中水分进出细胞的方式为( )

A．甲乙，被动运输

C．甲>乙，主动运输 D．甲＝乙，主动运输

解析：选B 将紫色的洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，由于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液比细胞液的浓度高，所以细胞通过被动运输失去水分而发生质壁分离。将已发生质壁分离的细胞放入蒸馏水中，由于细胞液的浓度大于蒸馏水的浓度，细胞通过渗透作用吸收水分，因为蒸馏水的浓度小于完全营养液的浓度，所以蔗糖溶液处理前的细胞液浓度甲大于水分不再增加时的细胞液浓度乙。

植物细胞的质壁分离与复原实验拓展应用

(1)比较不同植物细胞的细胞液浓度

(2)判断成熟植物细胞的死活

(3)测定植物细胞的细胞液浓度范围

(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

⎧成熟植物细胞⎫⎪⎪只发生质壁分离→蔗糖溶液⎬→镜检→⎨

⎪不同种溶液⎪⎭⎩质壁分离后自动复原→KNO3溶液

[知识体系构建

]

填充：①选择透过性 ②胞吞、胞吐 ③自由扩散 ④协助扩散

⑤主动运输 ⑥外界溶液浓度大于细胞液浓度 ⑦细胞壁伸缩性小于原生质层 ⑧原生质层 ⑨浓度差

[关键语句必背]

1．一个特点：细胞对物质的输入和输出具有选择性。

2．两个条件：渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。

3．三类运输方式：

(1)被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量，但是协助扩散需要载体蛋白。

(2)主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助和消耗能量。

(3)胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物

质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。