溶液浓度对细胞的影响

目的

本实验探讨把植物组织（红洋葱或紫背竹芋Rhoeo discolor的表皮，其颜色变化明显）浸入不同浓度溶液中的影响，并借助图解或预制玻片，与动物细胞（如红细胞）的预期反应作比较，因为学校实验室不适宜直接处理新鲜血液。

变量

• 操纵变量，外界溶液的浓度（蒸馏水及至少三种不同浓度的蔗糖或盐溶液）。
• 应变量，在显微镜下观察并计数植物细胞的状态，分为膨胀、软塌或质壁分离；并借助图解描述动物细胞的相应状态，分为正常、溶血（破裂）或皱缩。
• 控制变量，浸泡时间、溶液的温度、组织样本的种类与大小，以及所用溶液的体积。

材料与仪器

• 红洋葱一个，或紫背竹芋（Rhoeo discolor）叶片一片
• 蒸馏水
• 至少三种不同浓度的蔗糖溶液
• 镊子
• 解剖刀
• 载玻片与盖玻片
• 光学显微镜
• 秒表
• 用于动物细胞比较的红细胞在不同溶液中的图解或预制玻片

步骤

1. 用镊子从叶片或洋葱上撕下薄薄的表皮条。
2. 把一条表皮分别放入每种溶液中，其中一种条件使用蒸馏水，浸泡固定时间，例如15至20分钟。
3. 把每条表皮分别放在各自的载玻片上，滴一滴其所浸泡的同种溶液，再盖上盖玻片。
4. 在显微镜下观察每张玻片，记录呈膨胀、软塌或质壁分离状态的细胞比例。
5. 将这些观察结果与图解中红细胞在各类溶液中的相应变化作比较，从而把植物细胞的结果与动物细胞的预期反应联系起来。

预期结果

植物细胞的状态预期会随外界溶液浓度而改变，图解也显示动物细胞有类似的变化规律，只是两种细胞类型所用的具体术语不同。

结论

置于稀（低渗）溶液中的细胞会经渗透作用获得水分：植物细胞变得膨胀，动物细胞则会膨胀甚至破裂。置于浓（高渗）溶液中的细胞会经渗透作用失去水分：植物细胞发生质壁分离，动物细胞则会皱缩。

细胞壁使植物细胞能在会使动物细胞破裂的稀溶液中存活，因为它能抵抗细胞吸水时逐渐增大的压力。

安全事项

常见错误

试卷三风格题

问题1（假设）。一名学生把红洋葱表皮条分别放入蒸馏水和浓蔗糖溶液中。

请就细胞会发生什么变化提出一个假设，以及能支持它的结果。

参考答案。假设：浓蔗糖溶液中的细胞会发生质壁分离，而蒸馏水中的细胞保持膨胀。

若在显微镜下浓溶液中出现细胞质脱离细胞壁的细胞比例更高，则假设得到支持。

问题2（变量与公平测试）。说出操纵变量和应变量，以及一个为保持比较公平而必须控制的变量。

参考答案。操纵变量是外界溶液的浓度；应变量是呈膨胀、软塌或质壁分离状态的细胞比例。

一个控制变量是浸泡时间，每条表皮保持相同以保证比较公平。

问题3（列表与作图）。该学生在四种蔗糖浓度下计数质壁分离的细胞。

请建议应如何记录结果，以及图会显示什么。

参考答案。结果记录在含蔗糖浓度与质壁分离细胞百分比的表格中。

以质壁分离百分比（y轴）对浓度（x轴）作图，会随浓度升高而上升，表明浓度越高的溶液中质壁分离越多。

问题4（推论）。在浓度最高的溶液中，几乎所有植物细胞都发生了质壁分离。

关于水分的移动，可以作出什么推论？

参考答案。推论是细胞经渗透作用向周围溶液失去水分，因为外界溶液比细胞液更浓（高渗）。

水分沿水势梯度移出细胞，因此细胞质收缩并从细胞壁上脱离。

来源:SRC-DSKP-EN

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