文档文本内容
一、渗透作用
二、质壁分离与复原实验
三、细胞器与胞质环流观察实验
细胞的结构与功能-细胞结构实验：质壁分离，细胞器观
察
一、渗透作用
1、定义: 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高
浓度溶液的扩散。
渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引能力。
其大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
条件：
半透膜（一般只允许溶剂分子
通过）
膜两侧的溶液具浓度差
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【例题】★★
把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜隔开(允许
溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)，一段时间后液面的情况是( )
A．甲高于乙
B．乙高于甲
C．先甲高于乙，后乙高于甲
D．先甲低于乙，后乙低于甲
二、质壁分离与复原实验
1、实验原理
一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，可发生渗透作用：
①原生质层相当于一层半透膜；
②细胞壁和原生质层都发生一定程度的收缩，但原生质层伸缩性远远
大于细胞壁伸缩性；
③当外界溶液浓度大于细胞浓度时，细胞会发生渗透作用而失水，出
现质壁分离现象；
当外界溶液浓度小于细胞浓度时，细胞会发生渗透作用而吸水，细
胞发生质壁分离复原.
1、实验原理
细胞质
细胞膜
液泡膜
原生质层
细胞壁
细胞液
半透膜
(全透性)
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2、实验材料：紫色的洋葱鳞片叶（外表皮）
3、试剂：质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，蒸馏水
4、实验用具：
载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、刀片、镊子、滴管
二、质壁分离与复原实验
二、质壁分离与复原实验
5、实验方法步骤：
①制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片。
②用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡，以及原生
质层的位置。
③从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，
反复几次，使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中。
④用低倍镜观察，看细胞的中央液泡，原生质层位置，细胞大小的变
化。
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⑤在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，反复
几次，使洋葱鳞片叶表皮浸润在清水中。
⑥用低倍镜观察，看细胞的中央液泡，原生质层位置，细胞大小的变
化。
5、实验方法步骤：
6、实验结论：
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用：
①外界溶液浓度＞细胞液浓度→ 植物细胞失水
②外界溶液浓度＜细胞液浓度→ 植物细胞吸水
7、注意事项：
①选择有大液泡且最好液泡带有颜色的细胞作实验材料。如选择活
的紫色洋葱鳞片叶外表皮，另外新鲜的水绵、黑藻叶、紫鸭跖草等
也是经常用的材料。
②实验试剂：选用0.3g/ml的蔗糖溶液。质量分数为50%及以上浓度
的蔗糖溶液，盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁
分离的溶液。此外，8%的食盐溶液、5%的硝酸钾溶液，一定浓度
的尿素、甘油等能发生质壁分离，但会自动发生质壁分离复原。
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③实验时间：质壁分离后应迅速做质壁分离复原实验，避免细胞因长
时间处于较高浓度的外界溶液中，失水过多而死亡，从而观察不到质
壁分离复原的现象。
④质壁分离：指的是原生质层与细胞壁的分离，原生质层是指植物细
胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质的统称。
⑤细胞壁是全透的，与植物细胞的渗透吸水/失水无关。
8、考点梳理：
①质壁分离实验原理、操作及注意事项；
实验对照原则：
空白对照
自身对照
相互对照
条件对照：
a.空白对照：
即不给对照组做任何处理，或虽给对照组施以部分实验因素，但不
是所研究的实验因素；
b.自身对照：
指实验组和对照组都在同一实验对象上进行。如观察植物细胞的质
壁分离和复原实验；
c.相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。
d.条件对照：
指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的。
实验对照原则：
8、考点梳理：
①质壁分离实验原理及操作；
②细胞状态判断（如根据细胞图像比较细胞液与外界溶液的大小）
③相关应用
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③相关应用：
a.判断细胞死活
b.测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度的分离剂
细胞液浓度范围等于
未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围
待测成熟植物细胞+
一定浓度的蔗糖溶液
发生质壁分离→有生物活性
不发生质壁分离→无生物活性
分别镜检
c.比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的分离剂
比较刚发生质壁分离
时所需时间或最终状态——判断细胞液浓度（时间越短，细胞液浓
度越小；原生质体越小，细胞液浓度越小）
d.比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液
刚刚发生质壁分离
所需时间→比较所用时间长短或最终状态，判断溶液浓度的大小（
时间越短，未知溶液的浓度越大；原生质体越小，未知溶液的浓度
越大）
分别镜检
分别镜检
拓展：吸胀作用
植物细胞未形成液泡前的吸水方式。植物细胞内纤维素、果胶、淀
粉和蛋白质等，具有很强的亲水性，可帮助细胞吸收膨胀。
如根尖分生区细胞，干燥的种子吸水，干燥种子其内贮存着大量蛋白
质和淀粉，浸在水中，经过一定时间后，种子体积会增大。
9、动物细胞的吸水和失水
外界溶液的浓度小于细胞质的浓度：细胞吸水膨胀
外界溶液的浓度大于细胞质的浓度：细胞失水皱缩
外界溶液的浓度等于细胞质的浓度：水分进出细胞处于动态平衡
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1、实验原理
三、细胞器与胞质环流观察实验
①叶绿体本身含有叶绿素，呈绿色，可在高倍镜下观察到它的形态和
分布。
②藓类叶片很薄，仅有一层叶肉细胞，可在显微镜下直接观察。
③健那绿染液可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，
可在高倍镜下观察到染色后生活状态的线粒体的形态和分布。
（一）细胞器观察实验
2、实验材料：菠菜叶（或藓类的叶）、新鲜的黑藻、人口腔上皮细胞
3、实验试剂：新配制的1%的健那绿染液
4、方法步骤
方法
步骤
叶绿体
的观察
制作藓类叶片
的临时装片
载玻片中央滴一滴清水
↓
藓类小叶（或菠菜叶稍带些叶肉的
下表皮）
↓ 放入清水中，
盖上盖玻片
观察
先用低倍镜，后用高倍镜观察
方法
步骤
线粒体
的观察
制作人口腔
上皮细胞
临时装片
载玻片中央滴一滴健那绿染液
↓
用消毒牙签刮口腔内侧壁后涂于染液
中
↓
盖上盖玻片
观察
先用低倍镜，后用高倍镜观察
可见蓝绿色的线粒体，细胞质接近于
无色
5、注意事项：
①制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持有水状态，以免影响细
胞活性。
②取人口腔上皮细胞时，要先漱净口腔，防止杂质对观察物像的干
扰。
③健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活性染料，需要溶解于生
理盐水中，保证染色后不影响细胞的正常形态。
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④健那绿染液的浓度不宜过高，染色时间不宜过长，否则无色的细胞
质会被氧化成有色状态
⑤用显微镜观察时，必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后换
用高倍镜观察。
细胞质环流：在液泡发达的植物细胞中，细胞质成薄层沿着细胞膜以
一定的速度和方向循环流动。这种不断地循环流动称为细胞质环流。
（二）胞质环流观察
实验材料：菠菜叶（或藓类的叶）、新鲜的黑藻
三、细胞器与胞质环流观察实验
【例1】★★
（2011 山东）只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物
质或结构的实验是(
)
A．苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪
B．龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂
C．健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体
D．甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的DNA 和RNA
点对点练习
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【例2】★★
在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水．一段时间后，萝
卜变软，凹槽中水分增多．下列图示的实验与此实验原理差异最大的
是（
）
【例3】★★
（2013 上海）紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生
质壁分离，下列条件中属于发生该现象必要条件的是（
）
A．细胞壁的伸缩性小于原生质层
B．细胞膜外侧有识别水分子的受体
C．液泡中有紫色的水溶性色素
D．水分子不能穿过原生质层进入液泡
【例4】★★
（2015 海南）取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉
后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的
蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓
度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验
结果。下列说法正确的是（
）
A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【例5】★★
（2014 上海）以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验
，原生质层长度和细胞长度分别用X 和Y 表示（如图），在处理时
间相同的前提下（）
A．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅
B．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶
液浓度越高
C．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原
D．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常
细胞液浓度越高
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【例6】★★
（2014 江苏）在“观察植物细胞的质壁分离和复原的实验中，对紫色
洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察（如图所示）．下列有关
叙述正确的是（
）
A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
【例7】★★
如图是高中生物有关实验过程，其中操作和叙述正确的是（
）
A．甲图是用低倍显微镜观察到的图像，如要用高倍镜观察细胞有丝
分裂期的细胞，应将装片适当向左移动
B．乙图是某生物小组的同学在2m×2m 样方范围内进行的苦荬菜种
群密度的调查，圆圈表示个体．则这块地苦荬莱的种群密度为3.25 株
/m2
C．丙图是在高倍显微镜下观察到的黑藻叶肉细胞的胞质环流状态，
图中所标记的叶绿体实际流动所处的位置是位于右下角，逆时针方向
流动
D
丁图是植物细胞质壁分离与复原实验的操作过程
其中最佳的植
【例8】★★
（2011 重庆）下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两
组后，在两种不同浓度的KNO3 溶液中培养时鲜重的变化情况(其它
条件相同且不变)。下列有关叙述，错误的是( )
A．3 h 时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根
细胞失水
B．6 h 后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO-3，吸水能力增强，使
鲜重逐渐提
C．12 h 后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼
苗将死亡
D
实验表明
该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立
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【例9】★★★
（2013 江苏）下图为研究渗透作用的
实验装置，请回答下列问题。
（1）漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶
液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为
△h，此时S1 和S2 浓度大小关系为______。
（2 ）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________ ，两者在物质透
过功能上的差异是_______。
（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下
实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，
盖玻片，镊子，
刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3 溶液。部
分实验步骤和结果如下：
【例9】★★★
①选两套渗透装置，标上代号X 和Y。在两个烧杯里均加入一定量的
蒸馏水，分别在装置X 和Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3
溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置
有________（填代号）。
②选两片洁净的载玻片，______，在载玻片中央分别滴加_____，制
作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3 溶液中的洋葱鳞
片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是________。
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是________。
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