“植物细胞质壁分离和复原”现象的再观察

・５Ｏ・　生物学教学２０１５年（第４ｏ卷）第ｌｏ期　“植物细胞质壁分离和复原’’现象的再观察　林　松　（福建省福州高级中学３５０００７）　摘要对八种有色植物组织的质壁分离与复原情况进行对比观察，以期拓展实验材料的来源，丰富学生的课堂体验，让学生初　有色组织学科思想　步形成基本的生物学观点。　关键词　质壁分离与复原２０１４年全国新课标ｌ卷理综试卷第４题以“观察　胞失水时原生质体就会与细胞壁分离而发生质壁分离　现象。根据这个原理，选择色泽鲜艳的有色或绿色组　织进行实验　Ｊ。　选取以下几种有色材料，紫色洋葱可在菜市场批　量购得，黑藻作为常见的养殖水藻也容易获得。虽然　植物细胞的质壁分离和复原”实验为背景，以多种实验　材料和不同的观察角度为试题情境，考查考生理解实　验目的、原理和方法等基本实验技能，这道试题对高中　生物学实验教学有何启示？　（原题再现）下列关于植物细胞质壁分离实验的　叙述，错误的是（）　植物开花受地域与季节等因素的，但不同区域不　同季节都能找到色彩艳丽的花瓣作为实验材料。　Ａ．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现　象的观察　Ｂ．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰　实验现象的观察　Ｃ．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质　壁分离程度可能不同　１．２制作临时装片　在载玻片滴加清水，撕取有　色组织的表皮，用镊子将材料展平，并轻压表皮以排除　表皮下气泡，让盖玻片的一边接触水滴边沿后缓缓盖　下，避免产生气泡。　先用低倍镜观察细胞，找到清晰没有重叠的区域，　再用高倍镜观察初始状态下的细胞。向盖玻片的一侧　Ｄ．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，　有利于实验现象的观察　滴加０．０５ｇ／ｍＬ的ＮａＣＩ溶液；在另一侧用吸水纸吸　引，重复几次。在高倍镜下观察液泡大小和颜色变化。　１．３　几种材料的制片特点　黑藻小叶片和水绵无需　尽管大多数考生都做过该实验，但是由于多种版　本的高中教材都推荐使用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为　实验材料，极少尝试其他实验材料，因此解答本题凭想　象猜测者居多。如何选材才能清楚观察质壁分离这一　植物细胞普遍存在的现象？　现将几种实验材料的装片制作过程和观察结果比　较如下。　１　实验设计与过程　撕取表皮均可直接制片观察，大型花瓣的表皮与皮下　组织较容易分离而得到单层细胞，但由于叶表面张力　不同，有的组织制片容易产生气泡影响观察的效果。　制片特点和效果观察比较见表１。　１．４几种材料的观察效果分别将装片置于显微镜　下观察，每种材料观察５０个装片，每个装片观察ｌ０个　视野，每个视野中均可观察到明显的质壁分离现象，统　计各视野质壁分离的细胞数目以反映观察效果（图　１）。　１．１　选材的基本原则　成熟植物细胞的液泡占　据了细胞大部分空间，细胞内的液体环境主要指液泡　中的细胞液，由于原生质体的伸缩性比细胞壁大，当细　３　呼吸高峰在果蔬保鲜中的应用　用于贮藏的果蔬要选择耐贮性好的品种，在适宜　的成熟度时采收，并在尽量避免机械损伤的基础上，在　不破坏果蔬正常生理代谢的条件下，尽可能维持较低　以上结果显示植物的有色组织是观察质壁分离现　采用乙烯吸收剂防止乙烯的作用。　总之，利用低温、高湿、低氧、高二氧化碳等条件抑　制呼吸作用，减少营养物质消耗，尽量推迟呼吸高峰的　出现，是新鲜果蔬贮藏的基本原则。但也要注意温度　和氧气不能太低，二氧化碳不能过高，要保持其正常的　生命活动，使其具有较强的耐贮性和抗病性。　主要参考文献　的、稳定的贮藏温度，使其呼吸作用降至最低限度。每　种果实蔬菜都有其适宜贮藏温度，如大多数在０℃一　１　ｃＩ：；苹果为０￣Ｃ一５￣Ｃ，不可高于６℃；也有一些要求的　温度相对高一些，如橙、柑以７℃一９￣Ｃ为宜，梨为１０℃一　１２℃（不可低于８￣Ｃ），而香蕉则要在１２℃一１４．５℃…。　果蔬贮藏的相对湿度保持８０％一９０％为宜。氧浓度一　［１］韩锦峰．１９９１．植物生理生化．北京：高等教育出版社　［２］北京农业学校．１９９３．植物及植物生理学（第三版）．北京：中国农　业出版社　般保持在２％一５％。贮藏环境中应通过加强通风或　生物学教学２０１５年（第柏卷）第１０期　・５ｌ・　表ｌ　八种实验材料的制片特点　∞加∞如∞∞加ｍ　０　＋表示相比较而言的难度和气泡的多少，＋越多表示越难、越多　容易观察到现象，如美人蕉与垂花悬铃花的花瓣。　瓣　２．２绿色组织的观察黑藻细胞失水后大量球形的　叶绿体挤压在一起，水绵细胞失水后规则的螺旋状叶　髓　铤　绿体扭曲，与外界无色溶液形成明显的颜色反差。叶　鸯ｉ｛　绿体的存在不仅不会干扰实验观察，反而是原生质体　略　的重要参照物。　２．３　不同部位细胞的观察选择玫瑰同一花瓣的上　洋　葱　黑　藻　水　紫　月　茶　美　巴　绵　鸭　跖　军　季　花　厶　蕉　野　酉　下表皮，置于０．０５ｇ／ｍＬ的ＮａＣＩ溶液进行观察，由于　细胞的大小、色素量或含水量的差别，细胞质壁分离的　程度可能不同。即使是同一视野下的不同细胞，质壁　图１几种植物细胞质壁分离效果比较　分离的程度也不尽相同。其他有色材料亦如此。　（０．０５ｇ／ｍＬ　ＮａＣ１溶液３ｒａｉｎ）　２．４　洋葱表皮细胞的观察教材推荐紫色洋葱鳞片　象的好材料，黑藻叶绿体为球形或椭球形，失水后大量　叶外表皮作为实验材料，原因是洋葱不受地域，容　叶绿体挤压在一起；水绵叶绿体呈螺旋条带状，失水后　易批量采购，其外表皮细胞液泡中有色素，容易观察到　规则的螺旋状叶绿体扭曲，两者都能以叶绿体为标志　质壁分离现象。　与外界无色溶液形成对比，容易观察到原生质体的收　由于外表皮与叶肉不容易分开，撕取表皮有一定　缩。　难度，相反洋葱内表皮与叶肉非常容易分离得到单层　花瓣等有色表皮细胞由于液泡含有丰富的色　细胞，但由于内表皮大多无色不容易观察到现象，可用　素，有色液泡的体积和颜色的变化可清晰反映质壁分　以下方法处理内表皮，使之转化为有色组织用于实验。　离的情况，有色组织原生质体的颜色越鲜艳，细胞的体　方法１：由于光照能促进液泡中花青素的形成，将　积越大观察的效果越清晰。调节细准焦螺旋观察不同　洋葱鳞片叶剥下，内表皮朝上放置于瓷方盘中，置于散　焦距下的多层细胞，感受细胞壁和原生质层的变化，了　射光照射４—５ｄ，内表皮大多可变为紫色。　解植物细胞在高渗溶液中所发生的应激性变化。　方法２：在载玻片滴加０．１％中性红（活体染　上述材料的细胞在０．０５ｇ／ｍＬ　ＮａＣ１溶液中发生质　色剂，对液泡系的染色有专一性），撕取洋葱内表皮细　壁分离，滴加清水基本能在５ｒａｉｎ内全部复原，实验结　胞置于染色液上，染色１ｒａｉｎ，盖上盖玻片。显微镜下　果显示该浓度下质壁分离速度越快的细胞复原越快。　细胞的液泡被染成橙红色，这些细胞经过高渗溶液处　２关于原题的讨论与实验拓展　理后也能看到质壁分离和复原现象。其他无色组织由　２．１　白色与红色花瓣的现象对比　彩色花瓣的　于细胞液的ｐＨ不同，可能被染上不同的颜色。　大液泡色彩鲜艳，质壁分离现象明显；而白色花瓣等无　３对实验教学的启示　色材料由于液泡颜色浅，质壁分离时原生质体与细胞　教师拓展实验材料的来源能丰富学生的课堂体　壁的轮廓界限不分明，因此，不容易观察到明显现象。　验，当学生观察到“各色”质壁分离与复原现象时，他　将视野调暗增加对比度后便能观察到该现象，如红色　们对质壁分离和复原现象的讨论就不再局限于现象本　与白色茶花的花瓣。　身，因为他们看到了存在于植物细胞的一个普遍现　取有色花瓣进行观察的过程中，同一视野的不同　象【２ｌ，并自发地尝试用所学的知识去解释这一现象。　细胞颜色越深观察到的现象越明显，无色或浅色的不　教师还应该引导学生观察同一组织的不同细胞、不同