实验05 探究植物细胞的吸水和失水（讲义）生物人教版必修1

本讲义聚焦成熟植物细胞渗透吸水与失水原理，从渗透作用条件（半透膜、浓度差）出发，链接原生质层组成及功能，通过质壁分离与复原现象，构建结构与功能相适应的生命观念，形成原理-实验-应用的完整学习支架。 资料以新课标素养为导向，突出科学探究与科学思维。通过完整探究流程训练逻辑推理，结合紫色洋葱选材分析、引流法操作及异常现象解析，落实实验原则。课中辅助教师高效教学，课后典例与模拟题双向突破，助力学生夯实基础、提升分析能力，实现知识与素养协同发展。

实验05 探究植物细胞的吸水和失水 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2025年新课标 课标解读 生命观念：通过质壁分离与复原探究实验，理解成熟植物细胞渗透吸水、失水的原理；认识原生质层相当于半透膜，建立渗透作用、结构与功能相适应的生命观念。 科学思维：本实验属于探究类实验，体验“提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—结果分析—得出结论”完整探究流程；根据实验现象推理原生质层的功能特性，分析各类异常实验现象，训练逻辑推理能力。 科学探究：学会紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片制作，熟练掌握引流法操作；使用显微镜观察质壁分离和复原现象；能够区分本实验的自身对照，学会分析探究实验的现象与误差。 社会责任：能用渗透原理解释农业生产中的烧苗、合理灌溉等实际现象，体会生物知识指导生产实践的价值。 知识目标重点：成熟植物细胞渗透吸水和失水原理；原生质层的组成；质壁分离、复原发生的条件和现象；引流法操作；本实验自身前后对照。 难点：理解原生质层相当于半透膜；发生质壁分离及复原的前提条件（活细胞、具有大液泡、细胞壁）；区分“质”和“壁”的含义。 基础概念：渗透作用、原生质层、质壁分离、质壁分离复原、引流法、自身前后对照。 能力目标 操作技能：会制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片；熟练使用引流法替换装片内的外界溶液；使用低倍镜观察质壁分离与复原。 分析能力：能够分析不发生质壁分离、质壁分离后不能复原等异常现象；区分假设、预期实验结果、实验现象、实验结论。 素养目标：落实单一变量原则、对照对比原则、规范操作原则；理解自身前后对照的内涵。 重点先知： 1.实验核心：探究成熟植物细胞的渗透吸水与失水；利用紫色洋葱鳞片叶外表皮观察质壁分离（外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水）、质壁分离复原（滴入清水，细胞吸水）；本实验为自身前后对照，不需要额外设置对照组。 2.操作关键：掌握引流法：盖玻片一侧滴加溶液，另一侧用吸水纸吸引，多次操作，使外界溶液浸润全部标本；实验材料必须是活的、成熟的植物细胞，具有大液泡和细胞壁。 3.核心易错点：①质壁分离中“质”指原生质层，“壁”指细胞壁；②原生质层=细胞膜+液泡膜+两层膜之间的细胞质，不包含细胞壁、细胞液；③细胞壁是全透性，伸缩性小；原生质层具有选择透过性，伸缩性大；④细胞死亡，原生质层失去选择透过性，可以发生质壁分离，但不能复原。 4.选材要点：紫色洋葱鳞片叶外表皮，有紫色大液泡，无需染色，便于观察液泡大小、颜色深浅变化；洋葱根尖分生区细胞、洋葱内表皮不适合做该实验（分生区无大液泡；内表皮液泡无色，观察困难）。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1.渗透作用发生的两个条件：①具有半透膜；②半透膜两侧存在浓度差。成熟的植物细胞中，原生质层相当于一层半透膜；细胞壁是全透性，伸缩性较小；原生质层伸缩性较大。 2.质壁分离：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，成熟植物细胞渗透失水；原生质层伸缩性大于细胞壁，原生质层与细胞壁分离开，发生质壁分离；紫色洋葱外表皮细胞液泡体积变小，紫色加深。 3.质壁分离复原：发生质壁分离的活细胞置于清水中，外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞渗透吸水，原生质层恢复原来位置，发生质壁分离复原；液泡体积变大，紫色变浅。 4.实验前提：细胞必须是活细胞，且为成熟植物细胞（有大液泡、细胞壁）。细胞死亡，原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离复原。本实验属于探究实验，采用自身前后对照：同一装片依次观察正常状态、质壁分离状态、复原状态。 二、实验材料的选择与优势 实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮。 优势：①属于成熟植物活细胞，具有紫色大液泡，不需要染色；②具有细胞壁，可以发生质壁分离；液泡紫色，液泡体积、颜色变化肉眼可在显微镜下清晰分辨。 注意：洋葱鳞片叶内表皮液泡无色，不便于直接观察；根尖分生区细胞不成熟，没有大液泡，不能发生质壁分离。 三、关键试剂与器具的作用 0.3g/mL蔗糖溶液：较高浓度外界溶液，使成熟植物细胞渗透失水，发生质壁分离。浓度不能过高，否则细胞过度失水死亡，无法复原。 清水：使已经发生质壁分离的活细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。 吸水纸：引流法专用，在盖玻片另一侧吸引，替换盖玻片下的外界溶液。 镊子：撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮。 光学显微镜：本实验一般使用低倍镜即可完成观察。 四、实验设计基本原则 1.单一变量原则：若探究不同蔗糖溶液浓度对质壁分离的影响，只改变蔗糖溶液浓度；材料、显微镜、温度等其余条件全部保持相同且适宜。 2.对照对比原则：本实验采用自身前后对照；同一装片依次观察正常细胞、质壁分离细胞、复原细胞，不需要额外再设置对照组。 3.规范操作原则：规范撕取外表皮；规范完成引流法多次吸引操作；保证细胞活性，减少操作带来的实验误差，保证实验现象真实可靠。 【实验目的】 1.学会制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片，熟练掌握引流法操作。 2.观察成熟植物细胞的质壁分离和质壁分离复原现象。 3.理解成熟植物细胞渗透吸水、失水的原理，理解原生质层相当于半透膜。 4.体验完整的探究实验流程，学会分析各类异常实验现象。 【材料用具】 材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮； 器具：光学显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸； 试剂：0.3g/mL蔗糖溶液、清水。 【方法步骤】 1.制作临时装片：在洁净载玻片中央滴一滴清水；用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶外表皮，放入水滴中展平；盖上盖玻片。 2.低倍镜观察：观察正常状态下洋葱外表皮细胞，记录液泡大小、紫色深浅（作为自身对照）。 3.引流法加入0.3g/mL蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴入0.3g/mL蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，让蔗糖溶液浸润全部标本；低倍镜观察，记录质壁分离现象：液泡变小，紫色加深。 4.引流法加入清水：盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次；低倍镜观察质壁分离复原现象：液泡变大，紫色变浅。 5.整理器材，记录现象，分析现象，得出实验结论。 【实验结果】 正常细胞：具有大的紫色液泡，原生质层紧贴细胞壁。 质壁分离现象：原生质层与细胞壁分离开；液泡体积缩小，紫色颜色加深。 质壁分离复原现象：原生质层重新紧贴细胞壁；液泡体积变大，紫色变浅。 异常现象分析： ①不发生质壁分离：细胞不成熟无大液泡；细胞已经死亡；蔗糖溶液浓度过低。 ②质壁分离后不能复原：蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多死亡，原生质层失去选择透过性。 【实验结论】 1.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 2.外界溶液浓度大于细胞液浓度时，成熟植物细胞渗透失水，发生质壁分离；外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。 3.只有活的、具有大液泡的成熟植物细胞，才能发生质壁分离和复原现象。 【注意事项】 1.撕取的是紫色洋葱鳞片叶外表皮，不要撕取内表皮。 2.引流操作需要重复多次，保证标本完全浸润在更换后的溶液中。 3.蔗糖溶液浓度不能过高，浓度过高会造成细胞过度失水死亡，无法复原。 4.本实验用低倍镜观察即可，不需要使用高倍镜。 5.必须保证细胞是活细胞，死亡细胞不能发生质壁分离复原。 【实验讨论】 1.本实验采用什么对照类型？还需要额外设置对照组吗？ 参考答案：自身前后对照；同一装片先后观察正常、质壁分离、复原状态，不需要额外设置对照组。 2.质壁分离中“质”、“壁”分别指什么？原生质层包含哪些结构？ 参考答案：“质”指原生质层；“壁”指细胞壁；原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细胞壁和细胞液。 3.质壁分离后滴加清水不能复原，主要原因是什么？ 参考答案：蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡，原生质层失去选择透过性。 4.洋葱根尖分生区细胞能不能用于该实验？为什么？ 参考答案：不能；分生区细胞属于未成熟植物细胞，没有大液泡，无法发生质壁分离。 一、核心速记口诀 ①选材：紫色洋葱鳞片叶外表皮（活细胞、成熟、紫色大液泡）； ②质壁分离：外界＞细胞液，细胞失水；复原：滴清水，细胞吸水； ③“质”=原生质层；原生质层：细胞膜+液泡膜+两膜间细胞质； ④对照类型：自身前后对照；细胞死亡可以质壁分离，但是不能复原； ⑤引流法用来替换装片内部的外界溶液；本实验只用低倍镜观察。二、经典例题精讲 【典例01】(不定项)下列关于细胞质壁分离的叙述，正确的是(　　) A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象 B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜 C.一定浓度的甘油溶液可以使紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离 D.质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大 答案　CD 解析　只有具有大液泡的活的成熟植物细胞才能发生质壁分离，A错误；质壁分离指的是细胞壁与原生质层的分离，而动物细胞没有细胞壁和原生质层，B错误；紫色洋葱表皮细胞在一定浓度的甘油溶液中会发生质壁分离现象，C正确；质壁分离过程中，细胞失水,细胞液的浓度逐渐增大，D正确。 【典例02】质壁分离的紫色洋葱外表皮细胞滴入清水，细胞不能复原，最可能原因是（） A．清水滴加的量太少 B．蔗糖溶液浓度过高，细胞失水死亡 C．细胞液浓度大于外界清水浓度 D．没有进行染色操作 【答案】B 【解析】蔗糖浓度过高，细胞过度失水死亡，原生质层失去选择透过性，无法复原。 【典例03】(不定项)如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列叙述错误的是(　　) A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱 B．图1所示结果只能在图2中d处观察到 C．增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(d)和第三次观察(f)实验效果更明显 D．该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 答案　ABC 解析　图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断增强，A错误；图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能处于质壁分离复原过程中，因此可能在图2的d处或f处观察到，B错误；适当增大蔗糖溶液的浓度，使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大，质壁分离的速度加快，但如果蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞因失水过多而死亡，不会发生质壁分离复原现象，C错误。 【典例04】将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，一定时间(t)后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题： (1)细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是 _____________________________________________________________________。 (2)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是 _____________________________________________________________________。 答案　(1)细胞失水体积缩小，原生质层比细胞壁的伸缩性大　(2)K＋和Cl－进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液 解析　(1)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞发生失水导致体积缩小，且原生质层比细胞壁的伸缩性大，细胞会发生质壁分离现象。(2)KCl会电离出K＋和Cl－，K＋和Cl－进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液，细胞吸水。 · 模拟题感知练 1.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。下列叙述错误的是(　　) A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 答案　D 解析　细胞壁有保护和支撑的作用，能限制过多的水进入细胞，维持细胞形态，B正确；图2中，细胞发生质壁分离，此时失去的水分子是自由水，C正确；与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失水，所以图2中细胞液浓度更大，D错误。 2．下列关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验的叙述，错误的是(　　) A．质壁分离现象用低倍显微镜即可观察，无须转换至高倍镜 B．与白色花瓣相比，采用有颜色的花瓣作实验材料更有利于实验现象的观察 C．用紫色的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 D．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 答案　D 解析　黑藻叶片的叶肉细胞中，液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，有利于实验现象的观察，D错误。 3．某小组利用黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质的流动”和“质壁分离”实验，实验过程中可观察到叶绿体按顺时针方向移动，整个实验过程细胞保持活性，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．两个实验均需要细胞保持活性 B．叶绿体实际上也按顺时针方向移动 C．质壁分离依赖原生质层与②的伸缩性不同 D．与图甲相比，图乙细胞吸水能力降低 答案　D 解析　图甲是正常细胞，图乙是置于较高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离后的细胞，细胞失水，细胞液浓度升高，渗透压升高，吸水能力增强，因此，与图甲相比，图乙细胞吸水能力增强，D错误。 4．“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该实验证明原生质层伸缩性大于细胞壁 B．与图甲细胞相比，图乙细胞的细胞液浓度较低 C．图丙细胞的体积不再发生变化时，细胞液浓度等于外界溶液浓度 D．相较于图乙，图甲、丙为对照组 答案　A 解析　图乙细胞发生质壁分离，细胞液浓度增大，B错误；由于细胞壁的存在，图丙细胞的体积不再发生变化时，细胞液浓度可能大于外界溶液浓度，C错误；相较于图乙，图甲是对照组，图丙是实验组，D错误。 5.某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是(　　) A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B.①与②的分离，与①的选择透过性无关 C.与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D.与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 答案　C 解析　质壁分离实验中，细胞必须保持活性，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，A错误；质壁分离过程中，外界溶液中的溶质(如蔗糖)不能通过细胞膜(①)，而水分子可以自由通过，这体现了细胞膜的选择透过性，B错误；质壁分离后，细胞液浓度升高，细胞的吸水能力增强，C正确；质壁分离后，细胞体积基本不变，D错误。 6.下列有关植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是(　　) 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.若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 D.若用紫色洋葱鳞片叶外表皮做实验，只需用低倍镜观察，不必用高倍镜 答案　B 解析　红色花瓣细胞的液泡呈现红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A正确；黑藻叶片的叶肉细胞中，液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，有利于实验现象的观察，B错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞，其细胞液浓度不一定相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时，观察到的质壁分离程度可能不同，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞体积较大，低倍镜下即可观察到质壁分离现象，不需要用高倍显微镜，D正确。 7.有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是(　　) A.制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片 B.用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C.用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 答案　D 解析　制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在水滴中展平，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是细胞中央，B错误；用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C错误；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D正确。 8.在探究植物细胞的吸水和失水实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了两次处理，下列叙述错误的是(　　) A.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜 B.观察细胞的正常形态和失水或吸水后的变化均使用低倍镜 C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D.第一次处理滴加的液体为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水 答案　C 解析　如将紫色洋葱鳞片叶的外表皮改为内表皮，则观察效果不明显，并非不会发生质壁分离，C错误。 9.紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示应为(　　) 答案　C 解析　发生质壁分离后其液泡紫色应加深(细胞核应位于液泡外、细胞膜内)，C正确。 10.探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　　) 答案　C 解析　用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度升高；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积会增大，细胞液浓度降低，A、B错误。随着所用蔗糖溶液浓度的升高，当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡的体积减小，细胞液浓度升高，C正确，D错误。 11.为探究植物细胞质壁分离与复原情况，某研究小组用图甲所示细胞进行了相关实验，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是(　　) A．图甲中的①④及它们之间的所有结构构成了该细胞的原生质层 B．可配制一系列浓度小于0.05 g/mL的蔗糖溶液进一步探究细胞液浓度 C．细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长 D．图示细胞质壁分离后复原的过程中，细胞吸水能力越来越强 答案　B 解析　图甲中①是液泡膜、②是细胞质基质、④是细胞膜，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，A错误；从图乙可知，0.05 g/mL蔗糖溶液处理细胞，细胞会发生质壁分离，说明细胞液浓度小于0.05 g/mL，所以可配制一系列浓度小于0.05 g/mL的蔗糖溶液进一步探究细胞液浓度，B正确；由图乙最后两组可知，0.15 g/mL蔗糖溶液中比0.20 g/mL蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，C错误；细胞质壁分离后复原的过程中，细胞不断吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞吸水能力会越来越弱，D错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验05 探究植物细胞的吸水和失水 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2025年新课标 课标解读 生命观念：通过质壁分离与复原探究实验，理解成熟植物细胞渗透吸水、失水的原理；认识原生质层相当于半透膜，建立渗透作用、结构与功能相适应的生命观念。 科学思维：本实验属于探究类实验，体验“提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—结果分析—得出结论”完整探究流程；根据实验现象推理原生质层的功能特性，分析各类异常实验现象，训练逻辑推理能力。 科学探究：学会紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片制作，熟练掌握引流法操作；使用显微镜观察质壁分离和复原现象；能够区分本实验的自身对照，学会分析探究实验的现象与误差。 社会责任：能用渗透原理解释农业生产中的烧苗、合理灌溉等实际现象，体会生物知识指导生产实践的价值。 知识目标重点：成熟植物细胞渗透吸水和失水原理；原生质层的组成；质壁分离、复原发生的条件和现象；引流法操作；本实验自身前后对照。 难点：理解原生质层相当于半透膜；发生质壁分离及复原的前提条件（活细胞、具有大液泡、细胞壁）；区分“质”和“壁”的含义。 基础概念：渗透作用、原生质层、质壁分离、质壁分离复原、引流法、自身前后对照。 能力目标 操作技能：会制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片；熟练使用引流法替换装片内的外界溶液；使用低倍镜观察质壁分离与复原。 分析能力：能够分析不发生质壁分离、质壁分离后不能复原等异常现象；区分假设、预期实验结果、实验现象、实验结论。 素养目标：落实单一变量原则、对照对比原则、规范操作原则；理解自身前后对照的内涵。 重点先知： 1.实验核心：探究成熟植物细胞的渗透吸水与失水；利用紫色洋葱鳞片叶外表皮观察质壁分离（外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水）、质壁分离复原（滴入清水，细胞吸水）；本实验为自身前后对照，不需要额外设置对照组。 2.操作关键：掌握引流法：盖玻片一侧滴加溶液，另一侧用吸水纸吸引，多次操作，使外界溶液浸润全部标本；实验材料必须是活的、成熟的植物细胞，具有大液泡和细胞壁。 3.核心易错点：①质壁分离中“质”指原生质层，“壁”指细胞壁；②原生质层=细胞膜+液泡膜+两层膜之间的细胞质，不包含细胞壁、细胞液；③细胞壁是全透性，伸缩性小；原生质层具有选择透过性，伸缩性大；④细胞死亡，原生质层失去选择透过性，可以发生质壁分离，但不能复原。 4.选材要点：紫色洋葱鳞片叶外表皮，有紫色大液泡，无需染色，便于观察液泡大小、颜色深浅变化；洋葱根尖分生区细胞、洋葱内表皮不适合做该实验（分生区无大液泡；内表皮液泡无色，观察困难）。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1.渗透作用发生的两个条件：①具有半透膜；②半透膜两侧存在浓度差。成熟的植物细胞中，原生质层相当于一层半透膜；细胞壁是全透性，伸缩性较小；原生质层伸缩性较大。 2.质壁分离：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，成熟植物细胞渗透失水；原生质层伸缩性大于细胞壁，原生质层与细胞壁分离开，发生质壁分离；紫色洋葱外表皮细胞液泡体积变小，紫色加深。 3.质壁分离复原：发生质壁分离的活细胞置于清水中，外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞渗透吸水，原生质层恢复原来位置，发生质壁分离复原；液泡体积变大，紫色变浅。 4.实验前提：细胞必须是活细胞，且为成熟植物细胞（有大液泡、细胞壁）。细胞死亡，原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离复原。本实验属于探究实验，采用自身前后对照：同一装片依次观察正常状态、质壁分离状态、复原状态。 二、实验材料的选择与优势 实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮。 优势：①属于成熟植物活细胞，具有紫色大液泡，不需要染色；②具有细胞壁，可以发生质壁分离；液泡紫色，液泡体积、颜色变化肉眼可在显微镜下清晰分辨。 注意：洋葱鳞片叶内表皮液泡无色，不便于直接观察；根尖分生区细胞不成熟，没有大液泡，不能发生质壁分离。 三、关键试剂与器具的作用 0.3g/mL蔗糖溶液：较高浓度外界溶液，使成熟植物细胞渗透失水，发生质壁分离。浓度不能过高，否则细胞过度失水死亡，无法复原。 清水：使已经发生质壁分离的活细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。 吸水纸：引流法专用，在盖玻片另一侧吸引，替换盖玻片下的外界溶液。 镊子：撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮。 光学显微镜：本实验一般使用低倍镜即可完成观察。 四、实验设计基本原则 1.单一变量原则：若探究不同蔗糖溶液浓度对质壁分离的影响，只改变蔗糖溶液浓度；材料、显微镜、温度等其余条件全部保持相同且适宜。 2.对照对比原则：本实验采用自身前后对照；同一装片依次观察正常细胞、质壁分离细胞、复原细胞，不需要额外再设置对照组。 3.规范操作原则：规范撕取外表皮；规范完成引流法多次吸引操作；保证细胞活性，减少操作带来的实验误差，保证实验现象真实可靠。 【实验目的】 1.学会制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片，熟练掌握引流法操作。 2.观察成熟植物细胞的质壁分离和质壁分离复原现象。 3.理解成熟植物细胞渗透吸水、失水的原理，理解原生质层相当于半透膜。 4.体验完整的探究实验流程，学会分析各类异常实验现象。 【材料用具】 材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮； 器具：光学显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸； 试剂：0.3g/mL蔗糖溶液、清水。 【方法步骤】 1.制作临时装片：在洁净载玻片中央滴一滴清水；用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶外表皮，放入水滴中展平；盖上盖玻片。 2.低倍镜观察：观察正常状态下洋葱外表皮细胞，记录液泡大小、紫色深浅（作为自身对照）。 3.引流法加入0.3g/mL蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴入0.3g/mL蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，让蔗糖溶液浸润全部标本；低倍镜观察，记录质壁分离现象：液泡变小，紫色加深。 4.引流法加入清水：盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次；低倍镜观察质壁分离复原现象：液泡变大，紫色变浅。 5.整理器材，记录现象，分析现象，得出实验结论。 【实验结果】 正常细胞：具有大的紫色液泡，原生质层紧贴细胞壁。 质壁分离现象：原生质层与细胞壁分离开；液泡体积缩小，紫色颜色加深。 质壁分离复原现象：原生质层重新紧贴细胞壁；液泡体积变大，紫色变浅。 异常现象分析： ①不发生质壁分离：细胞不成熟无大液泡；细胞已经死亡；蔗糖溶液浓度过低。 ②质壁分离后不能复原：蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多死亡，原生质层失去选择透过性。 【实验结论】 1.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 2.外界溶液浓度大于细胞液浓度时，成熟植物细胞渗透失水，发生质壁分离；外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。 3.只有活的、具有大液泡的成熟植物细胞，才能发生质壁分离和复原现象。 【注意事项】 1.撕取的是紫色洋葱鳞片叶外表皮，不要撕取内表皮。 2.引流操作需要重复多次，保证标本完全浸润在更换后的溶液中。 3.蔗糖溶液浓度不能过高，浓度过高会造成细胞过度失水死亡，无法复原。 4.本实验用低倍镜观察即可，不需要使用高倍镜。 5.必须保证细胞是活细胞，死亡细胞不能发生质壁分离复原。 【实验讨论】 1.本实验采用什么对照类型？还需要额外设置对照组吗？ 参考答案：自身前后对照；同一装片先后观察正常、质壁分离、复原状态，不需要额外设置对照组。 2.质壁分离中“质”、“壁”分别指什么？原生质层包含哪些结构？ 参考答案：“质”指原生质层；“壁”指细胞壁；原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细胞壁和细胞液。 3.质壁分离后滴加清水不能复原，主要原因是什么？ 参考答案：蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡，原生质层失去选择透过性。 4.洋葱根尖分生区细胞能不能用于该实验？为什么？ 参考答案：不能；分生区细胞属于未成熟植物细胞，没有大液泡，无法发生质壁分离。 一、核心速记口诀 ①选材：紫色洋葱鳞片叶外表皮（活细胞、成熟、紫色大液泡）； ②质壁分离：外界＞细胞液，细胞失水；复原：滴清水，细胞吸水； ③“质”=原生质层；原生质层：细胞膜+液泡膜+两膜间细胞质； ④对照类型：自身前后对照；细胞死亡可以质壁分离，但是不能复原； ⑤引流法用来替换装片内部的外界溶液；本实验只用低倍镜观察。二、经典例题精讲 【典例01】(不定项)下列关于细胞质壁分离的叙述，正确的是(　　) A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象 B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜 C.一定浓度的甘油溶液可以使紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离 D.质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大 【典例02】质壁分离的紫色洋葱外表皮细胞滴入清水，细胞不能复原，最可能原因是（） A．清水滴加的量太少 B．蔗糖溶液浓度过高，细胞失水死亡 C．细胞液浓度大于外界清水浓度 D．没有进行染色操作 【典例03】(不定项)如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列叙述错误的是(　　) A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱 B．图1所示结果只能在图2中d处观察到 C．增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(d)和第三次观察(f)实验效果更明显 D．该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 【典例04】将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，一定时间(t)后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题： (1)细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是 _____________________________________________________________________。 (2)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是 _____________________________________________________________________。 · 模拟题感知练 1.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。下列叙述错误的是(　　) A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 2．下列关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验的叙述，错误的是(　　) A．质壁分离现象用低倍显微镜即可观察，无须转换至高倍镜 B．与白色花瓣相比，采用有颜色的花瓣作实验材料更有利于实验现象的观察 C．用紫色的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 D．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 3．某小组利用黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质的流动”和“质壁分离”实验，实验过程中可观察到叶绿体按顺时针方向移动，整个实验过程细胞保持活性，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．两个实验均需要细胞保持活性 B．叶绿体实际上也按顺时针方向移动 C．质壁分离依赖原生质层与②的伸缩性不同 D．与图甲相比，图乙细胞吸水能力降低 4．“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该实验证明原生质层伸缩性大于细胞壁 B．与图甲细胞相比，图乙细胞的细胞液浓度较低 C．图丙细胞的体积不再发生变化时，细胞液浓度等于外界溶液浓度 D．相较于图乙，图甲、丙为对照组 5.某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是(　　) A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B.①与②的分离，与①的选择透过性无关 C.与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D.与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 6.下列有关植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是(　　) 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.若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 D.若用紫色洋葱鳞片叶外表皮做实验，只需用低倍镜观察，不必用高倍镜 7.有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是(　　) A.制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片 B.用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C.用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 8.在探究植物细胞的吸水和失水实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了两次处理，下列叙述错误的是(　　) A.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜 B.观察细胞的正常形态和失水或吸水后的变化均使用低倍镜 C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D.第一次处理滴加的液体为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水 9.紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示应为(　　) 10.探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　　) 11.为探究植物细胞质壁分离与复原情况，某研究小组用图甲所示细胞进行了相关实验，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是(　　) A．图甲中的①④及它们之间的所有结构构成了该细胞的原生质层 B．可配制一系列浓度小于0.05 g/mL的蔗糖溶液进一步探究细胞液浓度 C．细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长 D．图示细胞质壁分离后复原的过程中，细胞吸水能力越来越强 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $