15：實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞吸水和失水
【課標(biāo)要求】觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。
【考向?望】細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的探究過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。
【知識(shí)梳理】一、實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞吸水和失水：（一）探究實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程：提出問(wèn)題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達(dá)和交流→進(jìn)一步探究。（二）實(shí)驗(yàn)原理：成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠發(fā)生滲透吸水或失水。（三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：制作裝片→高倍顯微鏡觀察→實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原）→得出結(jié)論。（如右圖）（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：成熟植物細(xì)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(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)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(jiàn)右圖）（六）細(xì)胞吸水和失水原理的應(yīng)用：1、對(duì)農(nóng)作物的合理灌溉，既滿足了作物對(duì)水分的需要，同時(shí)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(guò)多造成“燒苗”現(xiàn)象，都是因?yàn)橥寥廊芤簼舛冗^(guò)高，甚至超過(guò)了根細(xì)胞液濃度，導(dǎo)致根細(xì)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(zhǎng)時(shí)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(xì)胞外液的滲透壓相當(dāng)，可以使人體細(xì)胞保持正常的形態(tài)和功能。
二、質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用及方法：（一）判斷細(xì)胞的死活：將待測(cè)細(xì)胞置于蔗糖溶液中進(jìn)行鏡檢，如果發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，則是活細(xì)胞；如果不發(fā)生質(zhì)壁分離，則是死細(xì)胞。（二）測(cè)定細(xì)胞液濃度的范圍：將待測(cè)細(xì)胞置于一系列濃度梯度的蔗糖溶液中并分別進(jìn)行鏡檢，則細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞液濃度：將不同植物細(xì)胞置于同一濃度的蔗糖溶液中進(jìn)行鏡檢，根據(jù)對(duì)剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需的時(shí)間的比較，判斷細(xì)胞液濃度（即時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小）。（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(xì)胞置于未知濃度的溶液中進(jìn)行鏡檢，記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間并比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，判斷溶液濃度的大小（時(shí)間越短，未知溶液的濃度越大）。（五）鑒別不同種類(lèi)的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）：將成熟相同植物細(xì)胞置于不同種類(lèi)溶液進(jìn)行鏡檢，如果只發(fā)生質(zhì)壁分離，說(shuō)明是溶質(zhì)不能通過(guò)半透膜的溶液（如蔗糖）；如果質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原，則說(shuō)明是溶質(zhì)能通過(guò)半透膜的溶液（如KNO3）。
【思考感悟】在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們選擇紫色洋蔥鱗片葉作實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)。倒置的長(zhǎng)頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一定時(shí)間后再加入蔗糖酶。從理論上分析，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ B ）
A、漏斗中液面開(kāi)始時(shí)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(kāi)始下降
C、加酶前后，在燒杯中都可以檢測(cè)出蔗糖
D、加酶后，可以在燒杯中檢測(cè)出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
2、用打孔器取同一蘿卜10cm長(zhǎng)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(cè)量結(jié)果如圖1。若將第4組放在40g•L－1的KNO3溶液中，其測(cè)量結(jié)果可能是圖2中的（ D ）
3、某校生物實(shí)驗(yàn)小組要對(duì)“動(dòng)物細(xì)胞是否也能通過(guò)滲透作用吸水和失水”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，假如你是其中一員，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)假設(shè)是動(dòng)物細(xì)胞能通過(guò)滲透作用吸水和失水，作出該假設(shè)的依據(jù)：動(dòng)物細(xì)胞具有滲透作用的條件（或細(xì)胞膜有選擇透過(guò)性，當(dāng)細(xì)胞與外界溶液接觸時(shí)，膜兩側(cè)具有濃度差）。
（2）把下面的實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
①實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料：為了便于取材和觀察，最好選用人的口腔上皮（或紅細(xì)胞）細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料。
③實(shí)驗(yàn)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(hào)為1到7號(hào)；c、在試管中加入相應(yīng)的試劑和材料；d、一段時(shí)間后，制片、顯微鏡下觀察。
編號(hào)1234567
食鹽溶液濃度
細(xì)胞直徑大小
如果你的假設(shè)成立，則實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果是在小于0.9%（或較低濃度）鹽水中，細(xì)胞直徑變大甚至破裂；在等于0.9%（或適宜濃度）鹽水中，細(xì)胞直徑不變；在大于0.9%（或較高濃度）鹽水中，細(xì)胞直徑變小甚至皺縮。
（3）設(shè)計(jì)一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)記錄的表格，注明實(shí)驗(yàn)記錄的相關(guān)項(xiàng)目。
【高考模擬】4、（200廣東高考）用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)”的臨時(shí)裝片，觀察細(xì)胞的變化，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)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(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象
B、在蓋玻片一側(cè)滴入清水，細(xì)胞吸水膨脹但不會(huì)破裂
C、用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細(xì)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(shí)，細(xì)胞仍具正常生理功能
5、（2008廣東生物1）具有細(xì)胞壁的選項(xiàng)是（ A ）
A、花粉B、紅細(xì)胞C、胰島A細(xì)胞D、流感病毒

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