15：實驗探究植物細胞吸水和失水
【課標要求】觀察植物細胞的質壁分離和復原。
【考向?望】細胞質壁分離和復原的探究過程和實驗結果分析。
【知識梳理】一、實驗探究植物細胞吸水和失水：（一）探究實驗的一般過程：提出問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→分析結果，得出結論→表達和交流→進一步探究。（二）實驗原理：成熟的植物細胞的原生質相當于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠發生滲透吸水或失水。（三）實驗過程：制作裝片→高倍顯微鏡觀察→實驗現象（細胞發生質壁分離或復原）→得出結論。（如右圖）（四）實驗結論：成熟植物細胞能與外界溶液發生滲透作用，當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發生質壁分離；當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，發生質壁分離復原。（五）質壁分離的原因分析（見右圖）（六）細胞吸水和失水原理的應用：1、對農作物的合理灌溉，既滿足了作物對水分的需要，同時也降低了土壤溶液的濃度，有利于水分的吸收。2、鹽堿地中的植物不易存活或一次施肥過多造成“燒苗”現象，都是因為土壤溶液濃度過高，甚至超過了根細胞液濃度，導致根細胞不易吸水甚至失水造成的。3、糖漬、鹽漬食品不易變質的原因，是在食品外面和內部形成很高濃度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能較長時間的保存。4、醫用的生理鹽水濃度為0.9%，其滲透壓與人體細胞外液的滲透壓相當，可以使人體細胞保持正常的形態和功能。
二、質壁分離實驗的拓展應用及方法：（一）判斷細胞的死活：將待測細胞置于蔗糖溶液中進行鏡檢，如果發生質壁分離和復原，則是活細胞；如果不發生質壁分離，則是死細胞。（二）測定細胞液濃度的范圍：將待測細胞置于一系列濃度梯度的蔗糖溶液中并分別進行鏡檢，則細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛剛發生質壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。（三）比較不同植物細胞的細胞液濃度：將不同植物細胞置于同一濃度的蔗糖溶液中進行鏡檢，根據對剛剛發生質壁分離所需的時間的比較，判斷細胞液濃度（即時間越短，細胞液濃度越�。�。（四）比較一系列溶液的濃度的大小：將同一植物的相同成熟細胞置于未知濃度的溶液中進行鏡檢，記錄剛剛發生質壁分離所需時間并比較所用時間的長短，判斷溶液濃度的大�。〞r間越短，未知溶液的濃度越大）。（五）鑒別不同種類的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）：將成熟相同植物細胞置于不同種類溶液進行鏡檢，如果只發生質壁分離，說明是溶質不能通過半透膜的溶液（如蔗糖）；如果質壁分離后又自動復原，則說明是溶質能通過半透膜的溶液（如KNO3）。
【思考感悟】在實驗過程中我們選擇紫色洋蔥鱗片葉作實驗材料的原因是什么？還能舉出其他的例子嗎？紫色洋蔥鱗片葉中有紫色的液泡，便于實驗觀察。另如紫色鴨趾草葉等。
【基礎訓練】1、某滲透裝置如圖所示，燒杯中盛放有蒸餾水，圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一定時間后再加入蔗糖酶。從理論上分析，該實驗過程中最可能出現的現象是（ B ）
A、漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降
B、漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后開始下降
C、加酶前后，在燒杯中都可以檢測出蔗糖
D、加酶后，可以在燒杯中檢測出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
2、用打孔器取同一蘿卜10cm長的直根條，分成4組，其中3組分別置于20g•L－1、60g•L－1、80g•L－1的KNO3溶液中，測量結果如圖1。若將第4組放在40g•L－1的KNO3溶液中，其測量結果可能是圖2中的（ D ）
3、某校生物實驗小組要對“動物細胞是否也能通過滲透作用吸水和失水”進行實驗探究，假如你是其中一員，請分析回答下列問題：
（1）實驗假設是動物細胞能通過滲透作用吸水和失水，作出該假設的依據：動物細胞具有滲透作用的條件（或細胞膜有選擇透過性，當細胞與外界溶液接觸時，膜兩側具有濃度差）。
（2）把下面的實驗方案補充完整。
①實驗儀器、試劑：顯微鏡、帶刻度的載玻片、取材工具、食鹽、蒸餾水。
②實驗材料：為了便于取材和觀察，最好選用人的口腔上皮（或紅細胞）細胞作為實驗材料。
③實驗步驟：a、配制一系列不同濃度梯度的食鹽溶液（注意：濃度梯度要以0.9%鹽水為中間值）；b、取7支試管，分別編號為1到7號；c、在試管中加入相應的試劑和材料；d、一段時間后，制片、顯微鏡下觀察。
編號1234567
食鹽溶液濃度
細胞直徑大小
如果你的假設成立，則實驗預期結果是在小于0.9%（或較低濃度）鹽水中，細胞直徑變大甚至破裂；在等于0.9%（或適宜濃度）鹽水中，細胞直徑不變；在大于0.9%（或較高濃度）鹽水中，細胞直徑變小甚至皺縮。
（3）設計一個用于實驗記錄的表格，注明實驗記錄的相關項目。
【高考模擬】4、（200廣東高考）用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細胞質壁分離實驗”的臨時裝片，觀察細胞的變化，下列有關實驗操作和結果的敘述，正確的是（ B ）
A、將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察細胞質壁分離現象
B、在蓋玻片一側滴入清水，細胞吸水膨脹但不會破裂
C、用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細胞后，均能觀察到質壁分離復原現象
D、當質壁分離不能復原時，細胞仍具正常生理功能
5、（2008廣東生物1）具有細胞壁的選項是（ A ）
A、花粉B、紅細胞C、胰島A細胞D、流感病毒
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