36质壁分离实验.docx

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36质壁分离实验

2009—2010学年度大许中学高一生物教学案

第6课时第三节物质的跨膜运输

（2）

一、目标与方法

1.举例说明细胞膜是选择透过性膜，掌握如何判断细胞的死活。

2.通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作，尝试提出问题，作出假设。

二、课前预习：

请认真阅读教材内容，填写下列空白：

1．成熟植物细胞的结构分析：

细胞壁具性；原生质层（由、

和两膜之间的组成）具有性，相当于膜；细胞液与组成两个溶液体系，往往存在。

2.植物细胞吸水和失水的实验探究：

（1）实验假设：

（2）实验程序：

制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片→高倍显微镜观察：

①有一个紫色的②原生质层→滴0.3g／mL蔗糖溶液并用吸水纸吸引→高倍显微镜观察：

①中央液泡（紫色）②与细胞壁逐渐分离→滴清水并用吸水纸吸引→高倍显微镜观察：

①中央液泡②原生质层逐渐。

（3）实验结论：

a．植物细胞的原生质层相当于；b.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，；c．当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，。

三、重难点突破：

考点1.、渗透系统的组成及其特点与应用：

1，渗透系统必备的条件：

如右下图所示，作为一个渗透系统，须同时具备如下两个条件：

（1）具半透膜

（2）半透膜两侧为溶液体系（S1、S2），且两侧溶液具浓度差（Sl＞S2或S2＞S1）

2．渗透作用的发生

（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。

（2）若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

（3）渗透平衡

△h达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等——渗透系统达平衡状态——处于等渗溶液中的活细胞即处于此种“渗透平衡”状态中，这是细胞得以维持正常形态与生理功能的前提。

3．渗透系统必备条件的实验验证

4.渗透装置的应用——可用于确认与比较两种不同溶液的浓度（或渗透压）大小。

5.植物细胞吸水和失水的原理分析：

【例题1】下图的甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：

（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，通过漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。

甲图中：

①为清水，②为30％的蔗糖溶液，③为半透膜）

⑴典型的渗透装置必须具备2个条件：

①____________（指明图中相应部位）

②：

_________________________________。

⑵比较甲图中①和②处溶液浓度的大小_____________。

⑶丙图中④的名称为________，甲图中的③相当于丙图中的_______，它与丙图中相应结构的区别是___________________________。

⑷若把根毛细胞放入30％的蔗糖溶液中，它将出现___________，再放入清水中，它又出现_________________。

⑸若把根毛细胞放入90％的蔗糖溶液中，它会出现_________，过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化是____________。

其原因是_________。

⑹盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是________________。

【变式训练】．（08年江苏卷）某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。

请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。

增添的实验材料：

蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。

（1）设计出继续实验的简要步骤：

①；

②。

（2）预测实验现象并作出结论。

。

考点2.植物细胞的吸水和失水的探究实验

（1）实验原理：

未成熟的植物细胞主要靠吸胀作用吸水，成熟的植物细胞主要靠渗透作用吸水。

一个成熟的植物细胞是一个渗透系统：

当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水。

当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水。

（2）实验流程：

（3）、实验注意问题：

选材：

制片用的材料，一定要①活的②成熟③液泡有深颜色④植物细胞。

因为只有活的细胞才能发生渗透吸水或失水；只有成熟的植物细胞才有大液泡，才有弹性小的细胞壁，质壁才可能分离；只有液泡深颜色才便于观察液泡的大小，是否发生了质壁分离，才能判断细胞是否发生了渗透失水或吸水。

试剂：

本实验选用蔗糖溶液质量浓度以0.3g／mL为宜。

过高时细胞失水太快太多而会死亡，质壁分离快而明显但不可能再复原；过低时细胞失水过慢过少，质壁分离不明显。

此外8%的食盐溶液和5%的硝酸钾溶液等也可使用。

盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于作质壁分离的溶液。

（4）利用本实验的原理可以验证或探究以下问题：

①.判断细胞的死活：

可根据课后实验方法设计一死细胞与活细胞在一定浓度蔗糖溶液中的对比实验，观察有无质壁分离及复原现象。

②.验证原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

③.测定细胞液的浓度：

可将取材于同一部位制成的若干植物细胞的临时装片，分别置于一系列不同浓度梯度的蔗糖溶液中，通过观察发生质壁分离的临界蔗糖液浓度来确定细胞液的大致浓度。

.进行未知溶液浓度的比较。

.探究分离剂的特点和能够自动复原的分离剂的特点。

【例题2】撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的KNO3溶液中，经过—段时间后，用显微镜观察到的实验结果如下表：

（1）万年青表皮细胞的细胞液浓度约为__________。

（2）用KNO3溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是___________。

（3）C和D处理均发生质壁分离的自动复原，你对这种现象的合理解释是__________。

（4）用高浓度KNO3溶液诱发的质壁分离不能复原，其原因是_____________。

（5）如果再给你4组实验材料，请设计可以更精确测定万年青叶表皮细胞等渗浓度的方法。

【变式训练】．（2008年海南卷原创）如图表示的是洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质相对体积（正常状况为1．0）的相互关系，据图回答问题：

（注：

试题中涉及到要用的试剂应从所给的试剂中选择）

【材料和用具】：

紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等。

【供选择试剂】：

清水、质量浓度为0．1g／mL的KN03溶液、质量浓度为0．3g／mL的蔗糖溶液、质量浓度为0．5g／mL的蔗糖溶液。

（1）由B→C的过程中，细胞应处于哪种试剂中?

。

细胞液的浓度变化是。

（2）若B→A过程发生后可自动发生A→B过程，则实验中应选择的试剂是。

说明选择该试剂的原理

（3）若选择一种试剂在完成B→A的过程后，无论再用哪种试剂，A→B过程都不能发生，则所选择的试剂是

（4）．在观察洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原现象时发现，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研究的课题。

要求写出课题名称及相关研究中的自变量和因变量。

。

2009—2010学年度大许中学高一生物教学案

第6课时第三节物质的跨膜运输

（2）

一、目标与方法

1.举例说明细胞膜是选择透过性膜，掌握如何判断细胞的死活。

2.通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作，尝试提出问题，作出假设。

二、课前预习：

请认真阅读教材内容，填写下列空白：

1．成熟植物细胞的结构分析：

细胞壁具性；原生质层（由、

和两膜之间的组成）具有性，相当于膜；细胞液与组成两个溶液体系，往往存在。

2.植物细胞吸水和失水的实验探究：

（1）实验假设：

（2）实验程序：

制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片→高倍显微镜观察：

①有一个紫色的②原生质层→滴0.3g／mL蔗糖溶液并用吸水纸吸引→高倍显微镜观察：

①中央液泡（紫色）②与细胞壁逐渐分离→滴清水并用吸水纸吸引→高倍显微镜观察：

①中央液泡②原生质层逐渐。

（3）实验结论：

a．植物细胞的原生质层相当于；b.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，；c．当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，。

三、重难点突破：

考点1.、渗透系统的组成及其特点与应用：

1，渗透系统必备的条件：

如右下图所示，作为一个渗透系统，须同时具备如下两个条件：

（1）具半透膜

（2）半透膜两侧为溶液体系（S1、S2），且两侧溶液具浓度差（Sl＞S2或S2＞S1）

2．渗透作用的发生

（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。

（2）若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

（3）渗透平衡

△h达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等——渗透系统达平衡状态——处于等渗溶液中的活细胞即处于此种“渗透平衡”状态中，这是细胞得以维持正常形态与生理功能的前提。

3．渗透系统必备条件的实验验证

4.渗透装置的应用——可用于确认与比较两种不同溶液的浓度（或渗透压）大小。

5.植物细胞吸水和失水的原理分析：

【例题1】下图的甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：

（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，通过漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。

甲图中：

①为清水，②为30％的蔗糖溶液，③为半透膜）

⑴典型的渗透装置必须具备2个条件：

①_[③]半透膜；_（指明图中相应部位）

②：

____膜两侧具有浓度差。

____。

⑵比较甲图中①和②处溶液浓度的大小____②＞①_________。

⑶丙图中④的名称为___原生质层______，甲图中的③相当于丙图中的_③__，它与丙图中相应结构的区别是_③属于半透膜，没有选择透过性，④主要是由生物膜构成的，具有选择透过性。

_______。

⑷若把根毛细胞放入30％的蔗糖溶液中，它将出现____质壁分离现象；_____，再放入清水中，它又出现__质壁分离复原现象。

______。

⑸若把根毛细胞放入90％的蔗糖溶液中，它会出现__质壁分离现象；___，过一段时间再放人清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化是____不一样；____。

其原因是_由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞失水过多，会导致根毛细胞死亡。

因此与上题的变化不一样，不能出现质壁分离后的复原现象。

_____。

⑹盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是____土壤溶液浓度较高，接近甚至超过根毛细胞细胞液浓度，造成根毛细胞吸水发生困难，甚至失水，植株出现萎蔫现象。

__。

[解析]⑴渗透装置中发生渗透作用需要2个基本条件：

半透膜及膜两侧的浓度差，成熟的根毛细胞发生渗透作用也需要这2个基本条件。

但是，物理装置中的半透膜与成熟植物细胞内的半透膜是有本质区别的，植物细胞内的半透膜具有选择吸收的特性，所以称为选择透过性膜，在植物细胞内就是指原生质层，此题的正确答案就为“具有[③]半透膜；膜两侧具有浓度差。

”

⑵由于甲图中①为清水，②为30％的蔗糖溶液，因此②的浓度大于①的浓度。

⑶丙图中的④包括细胞膜、细胞质、液泡膜，因此称为原生质层，相当于甲图中的③。

二者之间的区别是甲图中的③属于半透膜，没有选择透过性，而丙图中的④主要是由生物膜构成的，具有选择透过性。

⑷把根毛细胞放入30％的蔗糖溶液中，由于根毛细胞细胞液浓度小于30％蔗糖溶液浓度，因而根毛细胞失水，会出观质壁分离观象。

若把发生质壁分离现象的根毛细胞再放入清水中，由于根毛细胞细胞液浓度大于清水浓度，因而根毛细胞吸水，过一段时间又会出现质壁分离复原观象。

⑸若把根毛细胞放入90％蔗糖溶液中。

会出