15：實驗探究植物細胞吸水和失水
【課標(biāo)要求】觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。
【考向?望】細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的探究過程和實驗結(jié)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(shè)→設(shè)計實驗→進行實驗→分析結(jié)果，得出結(jié)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(zhì)相當(dāng)于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠發(fā)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(xiàn)象（細胞發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原）→得出結(jié)論。（如右圖）（四）實驗結(jié)論：成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當(dāng)外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。（五）質(zhì)壁分離的原因分析（見右圖）（六）細胞吸水和失水原理的應(yīng)用：1、對農(nóng)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(xiàn)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(dǎo)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(zhì)的原因，是在食品外面和內(nèi)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(yī)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(dāng)，可以使人體細胞保持正常的形態(tài)和功能。
二、質(zhì)壁分離實驗的拓展應(yīng)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(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，則是活細胞；如果不發(fā)生質(zhì)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(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)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(jù)對剛剛發(fā)生質(zhì)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�。＃ㄋ模┍容^一系列溶液的濃度的大�。簩⑼恢参锏南嗤墒旒毎糜谖粗獫舛鹊娜芤褐羞M行鏡檢，記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間并比較所用時間的長短，判斷溶液濃度的大小（時間越短，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(fā)生質(zhì)壁分離，說明是溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液（如蔗糖）；如果質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原，則說明是溶質(zhì)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(chǔ)訓(xùn)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(xiàn)的現(xiàn)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(xù)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(jié)果如圖1。若將第4組放在40g•L－1的KNO3溶液中，其測量結(jié)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(shè)是動物細胞能通過滲透作用吸水和失水，作出該假設(shè)的依據(jù)：動物細胞具有滲透作用的條件（或細胞膜有選擇透過性，當(dāng)細胞與外界溶液接觸時，膜兩側(cè)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(yīng)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(shè)成立，則實驗預(yù)期結(jié)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(shè)計一個用于實驗記錄的表格，注明實驗記錄的相關(guān)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(zhì)壁分離實驗”的臨時裝片，觀察細胞的變化，下列有關(guān)實驗操作和結(jié)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(zhì)壁分離現(xiàn)象
B、在蓋玻片一側(cè)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(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象
D、當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)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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