基本介紹
- 中文名：質壁分離
- 外文名：plasmolysis
- 表達式：π=-g×c×R×T
- 套用學科：生物醫學
- 適用領域範圍：生物醫學
- 觀測值：滲透壓
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基本介紹
液泡內細胞液的滲透壓可通過下式計算:
質壁分離
質壁分離π=-g×c×R×T
g 為滲透係數
c 外界滲透濃度
R 氣體常數,8.31 J/Mol·K
T 絕對溫度
負值表示細胞液向外滲出，π的絕對值越大，表示泡液往外滲出的趨勢越強。
科學家通過對洋蔥作質壁分離的實驗,可以了解到兩個事實，一是細胞泡液的濃度(洋蔥細胞為0.55-0.8mol/L左右)，二是細胞壁具有全滲透性，而細胞質、細胞膜和液泡膜組成的原生質膜是半滲透的，具有選擇透過性，相當於一層半透膜。
由於原生質層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發生了質壁分離。
在質壁分離不損壞細胞的前提下，細胞可通過去質壁分離回復原樣,即讓細胞脫離高滲環境，進入等滲或低滲環境，而且功能無損。
質壁分離 plasmolysis 把液泡發育良好的植物細胞浸在高滲溶液中時，原生質收縮而和細胞壁分離，此現象稱為質壁分離。由於細胞膜與液胞膜的半透性，在高滲液中細胞液脫水而膨壓下降，不久就呈現質壁分離的臨界狀態（此時膨壓為0）。若進一步脫水，原生質體收縮同細胞壁分離，當細胞液的滲透壓與外液相等時，便停止收縮。把此時所用的溶液稱為質壁分離液。作為分離液，細胞膜對其溶質必須具有半透性，分子量較大的非電解質（如糖）或溶解度高的中性鹽常被用作分離液。如用對細胞膜和細胞壁吸附力強的Ca2+作為分離液，則整個原生質體輪廓向內凹陷而引起凹形質壁分離。如果用吸附力弱的K 和Na 作為分離液，則向外凸出而出現凸形質壁分離，通常把細胞浸入分離液中就出現凹形分離，隨著時間推移則凹形部位減弱，最後整個原生質體呈現凸形分離狀態，至此所需的時間稱為質壁分離時間。此外用K+ ，Na+ 、Li+，則細胞膜的透性增高，由於離子滲入細胞質的結果，細胞質膨脹而粘性減少，細胞壁與液胞被壓迫，而原生質集中於細胞分離的一端，有如著冠狀態，這種現象稱為冠狀質壁分離。利用質壁分離，可以測出水與溶質的透性（原生質測定法），此外如把質壁分離的細胞壁切斷，可取出原生質體。
註：質壁分離時原生質層和細胞壁之間的液體是實驗所用的液體和細胞內滲透出的水。
質壁分離有凸形和凹形之分。
實驗
質壁分離實驗
實驗原理
質壁分離與復原結構示意圖
質壁分離與復原結構示意圖當外界溶液濃度大於細胞液濃度時，根據擴散作用原理，水分子會由細胞液中滲出到外界溶液中，通過滲透作用失水;由於細胞壁和原生質層的伸縮性不同，細胞壁伸縮性較小，而原生質層伸縮性較大，從而使二者分開;反之，外界溶液濃度小於細胞液濃度，則細胞通過滲透作用吸水，分離後的質和壁又復原。
目的要求
1.初步學會觀察植物細胞質壁分離和復原的方法;
2.理解植物細胞發生質壁分離和復原的原理。
重點難點
1.初步掌握植物細胞質壁分離和復原的實驗方法;2.臨時裝片的製作;3.低倍顯微鏡的使用。實驗器材：紫色洋蔥的鱗片葉、刀子、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡;質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液或質量分數為30%的蔗糖溶液、清水。
方法步驟
一 臨時裝片製作：1選材：(1)選用紫色特別深的洋蔥外表皮;說明：Ⅰ：在實驗之前，最好將洋蔥放在水中浸泡一下，可以使洋蔥吸水多一些，而且代謝也比較旺盛，實驗效果明顯。Ⅱ：將洋蔥的外層剝去兩層，因為處於最外的可能已經死亡。(2)取表皮：在洋蔥的外表皮上，用刀片劃“井”字，用鑷子輕輕撕取一小塊;關鍵：最好撕取單層細胞，如果撕的太厚，則會使細胞重疊，嚴重影響實驗效果;2製片：在載玻片中央滴上一滴清水，然後將取下的洋蔥表皮放在水中，平展開來;加上蓋玻片。注意：Ⅰ：洋蔥表皮不能捲曲起來;Ⅱ：不能帶有氣泡;Ⅲ加蓋玻片時，要從一側大約45°角放下，在載玻片和蓋玻片之間充滿了清水，以便擠出空氣。
質壁復原實驗
處理
取下臨時裝片，在一側滴入清水，另一側再用吸水紙重複幾次吸引，以確保洋蔥表皮細胞完全浸在幾乎是清水中;
觀察
先在低倍鏡找到一個質壁分離現象比較明顯的細胞，然後觀察，可見和剛才相反的現象，中央液泡漸漸變大，顏色變淺，最後原生質層又和細胞壁緊緊地貼在一起;若質壁分離沒有復原，則證明外界溶液濃度過高，導致細胞死亡。三 總結：細胞液濃度小於外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用失水，發生質壁分離現象;細胞液濃度大於外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用吸水，發生質壁分離復原現象。
