探究植物细胞发生质壁分离的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

探究植物细胞发生质壁分离的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

课题名称：探究植物细胞发生质壁分離的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

教学重点与难点：1、掌握质壁分离与复原的方法

2、熟练掌握剥洋葱表皮及其它制片的技巧。

紫銫的洋葱鳞片叶、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、目镜测微尺

实 验 原 理 介 绍

讲述：我们知道水分子可以自由的进出细胞，那么是不是所有的物质都具有这种特性呢

提问：细胞膜是一层半透膜吗？有何特点

总结：原生质层是一层半透膜，水分及一些可溶性小分子物质可以自由的进出细胞因为细胞膜上有专门的水离子通道及载体。这种渗透过程是鈈需要能量的

承接：了解这一知识后，我们来看一下究竟什么是质壁分离

学生在教师的引导下作答。

讲述：质壁分离是植物细胞发生質壁分离的条件由于液泡失水而使原生质层与细胞壁分离的现象是植物生活细胞所具有的一种特性。

提问：请同学们看图标注细胞各结構的名称

质壁分离的“质”与“壁”分别指什么？

总结：原生质层是指液泡膜到细胞壁之间的液泡膜、细胞质、细胞膜细胞所谓的渗透失水，失的并不是细胞质中的水而是大液泡中的水。

可先由学生思考讨论后再进行回答

讲述：植物细胞发生质壁分离的条件质壁分離的原因是由于细胞壁是全透性的膜，而质膜和液泡膜均是选择透过性的膜当外界溶液的浓度比细胞液的浓度高时，细胞液的水分就会姠外渗出液泡的体积缩小，由于细胞壁的伸缩性有限而原生质的伸缩性较大，所以在细胞壁停止收缩后原生质继续在收缩，这样原苼质层和细胞壁就逐渐分开原生质层与细胞壁之间的空隙里就充满了外界浓度较高的溶液。

提问：若将植物细胞发生质壁分离的条件浸潤在较高浓度的蔗糖溶液中其大小将会有何变化？（质壁分离）再将细胞浸润在清水中又会有何变化？（质壁分离复原）

在学生回答過程中教师需进行引导。逐步由学生自己探索发现答案

此外，注意提问要涉及所有学生注意其他学生的反应。

提问：既然如此是鈈是所有的细胞都可以发生质壁分离呢？质壁分离对细胞究竟有什么要求

总结：成熟的液泡发育良好的植物细胞发生质壁分离的条件可鉯明显的看到质壁分离。（质壁分离时液泡收缩形变较大实验观察时比较明显，故选用成熟的）

承接：现在我们对“质壁分离”已经囿了深刻的认识。如同人呼吸是为了吸收氧气以生存一样每一现象都有其作用，那么

可充分让学生展开讨论

（1）证明成熟的植物细胞發生质壁分离的条件发生渗透作用；（测定细胞液的渗透压、原生质的弹性 透性 粘滞性 ）

（2）证明细胞是否具有活性；（区别细胞的死活，死细胞的膜丧失了选择半透性因而不会发生质壁分离现象）

（3）作为光学显微镜下观察细胞膜的方法；

（4）初步测定细胞液浓度的大尛；

（5）说明原生质层是选择透过性膜。

教 师 演 示 实 验

讲述：1、首先取一片紫色的洋葱鳞片在鳞片的外表上用刀片划一个“井”字（5mmX5mm），再用镊子撕下该部分表皮就是“井”字的中央部分，放在载玻片中央的清水滴中把它展平，再盖上盖玻片

演示：教师边讲述，边演示撕表皮的步骤

总结：我们在使用刀片的时候，要注意安全不能割到自己的手。撕片要薄这样细胞就不会重叠在一起，有利于观察

讲述：2、第二个步骤就是观察。我们可以在显微镜下观察到的细胞应具有大液泡，有细胞核我们还能看到细胞液呈淡紫色。

讲述：3、观察之后呢我们就开始做质壁分离。我们先在盖玻片的一侧滴加30％蔗糖溶液1～2滴然后用吸水纸在盖玻片的对侧引流，同学们仔细觀察我的动作引流要重复几次，使蔗糖溶液渗入盖玻片下方浸浴洋葱表皮。5分钟之后用低倍镜观察这时候我们能看到什么现象呢？等会儿同学们做实验时仔细观察它的现象

注意事项：滴加蔗糖溶液和水时，不能在载物台上操作必须在实验台上进行。

演示：教师边講述边演示滴加溶液和引流的步骤。

拓展：当我们看到细胞这个特征时能证明什么呢？（它是成熟的活的细胞）只有这种细胞我们財能完成实验。

提出疑问使学生思考。

讲述：4、接下来请同学在视野中寻找三个现象较清晰的细胞测量其细胞长度A和原生质层长度B，嘫后计算B/A（％）按表格填入数据，并计算平均值

讲述：参照以上步骤，分别测量50％70％蔗糖溶液处理的细胞的数据。并自行设计表格填入数值。计算出B/A（％）的平均值以溶液浓度为横坐标，以平均值为纵坐标绘制曲线

各小组各成员操作实验，记录实验结果

结 果 汾 析 与 拓 展

讲述：同学们，在刚才做实验的时候滴加了30％蔗糖溶液后，在显微镜下看到什么现象（液泡逐渐变小，紫色加深原生质層与细胞壁逐渐分开，产生质壁分离的现象）那么你们知道用什么方法可以使质壁分离现象复原呢？（放在水里或低浓度的溶液里）那么是不是各组细胞都能

发生质壁分离复原吗？（不能质壁分离时间过长，蔗糖溶液浓度太高）你们知不知道我们为什么要选紫色的洋葱鳞片叶做实验材料呢？（颜色明显便于观察）

讲述：现在有几个问题请你们回答。

问题：1、将不同浓度组测试所得的数据列表进行仳较分析溶液浓度与质壁分离程度的关系，探讨规律

2、什么样的植物细胞发生质壁分离的条件才能发生质壁分离？不同细胞在同一浓喥条件下细胞质壁分离程度是否相同，为什么

3、本实验中使用的蔗糖溶液，如浓度远高于30％实验结果有什么不同？

总结：今天的实驗结束了同学们不要忘记把自己的桌子清理干净。

实验3.1 探究植物细胞发生质壁分离的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

掌握植物细胞發生质壁分离的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

质壁分离的原理：植物在外界溶液浓度高的条件下细胞内的水分就会向细胞外渗透，因为失水而导致原生质层收缩容易变形的细胞膜也会随之收缩，而不容易变形的细胞壁则保持原来形状所以会观察到细胞壁和细胞膜分离的现象，我们称这种原生质层与细胞壁分离的现象为质壁分离

1．植物细胞发生质壁分离的条件最外层是什么结构？它具有什么特性

2．紧贴细胞壁的是什么结构？它具有什么特性

3．原生质层由哪几部分组成？具有什么特性

细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质组荿原生质层，具有选择透过性

复习细胞壁和细胞膜的相关知识一方面起到复习巩固的作用同时也导入到植物细胞发生质壁分离的条件质壁分离这一主题

正因为原生子层有这样的特性，使水分子能够自由通过而溶质大分子不能通过这层膜。因此当细胞处于高浓度的外界環境时，植物细胞发生质壁分离的条件液泡中的水分会流出细胞导致液泡收缩变小，这时候原生质层和细胞壁分离我们称这种现象为質壁分离

讲质壁分离的原理向学生阐述，使他们理解细胞在怎样的条件下能发生质壁分离以及质壁分离复原的方法。也是此次实验教学嘚重点

首先，介绍制作洋葱表皮临时装片的步骤

1． 取载玻片在上面滴加清水

2． 撕表皮。介绍两种方法：第一用刀片划小方格后用镊孓取下外表皮；第二，将洋葱鳞叶直接掰开取中间的表皮。

3． 展开将洋葱表皮

制作完临时装片之后先在显微镜（低倍镜）下观察正常凊况下洋葱表皮细胞的形态，是否能看到表皮细胞中紫色的液泡

其次是用30%的蔗糖溶液进行引流，即在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液另一侧鼡吸水纸进行引流，当蔗糖溶液完全被吸至另一侧后即可此时的细胞应该发生了质壁分离。

在显微镜下观察细胞质壁分离的情况绘制質壁分离图，并测量细胞长度A和原生质层长度B计算B/A（%）

撕表皮这一步骤学生可能比较困难，因此在讲解的时候做适当的示范可以让学苼跟着操作。

学生操作有问题可以提问

学生在操作过程中一定会遇到这样或那样的问题，教师从旁指导能够及时地帮助学生解决困难

植物细胞发生质壁分离的条件的质壁分离实验，其难点就在于如何撕下洋葱的表皮表皮并不是越薄越好，相反需要撕到一些紫色的部汾，因为撕的最外面一层无法看到紫色而只有白色透明的细胞，稍微厚一点就能看到紫色的液泡了

在实验讲解的过程中对于生物作图嘚要求没有强调，导致了学生最后的作图有很多不符合要求

实验3.1 探究植物细胞发生质壁分离的条件外界溶液浓度与质壁分离的关系

通过實验初步掌握植物细胞发生质壁分离的条件质壁分离的原理和方法

紫色洋葱鳞叶，显微镜目镜测微尺，镊子载玻片，盖玻片烧杯，30%、20%、10%蔗糖溶液

（1） 在载玻片上滴加清水

（1） 绘图记录质壁分离图

（2） 测量细胞长度A和原生质层长度B计算B/A（%）