Question

为了探究时间对紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响，某学校生物兴趣小组按照以下步骤进行了实验。请分析并回答问题。

①取一定浓度的蔗糖溶液各10mL，分别加到培养皿中，盖上皿盖；

②从洋葱鳞片叶相同部位撕取3mm²的外表皮若干，迅速分别投入装有蔗糖溶液的培养皿中，使其完全浸入，浸泡时间分别是2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min；

③从1号培养皿开始，依次取出紫色洋葱鳞片叶外表皮，放在干燥的载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片；

④将装片置于显微镜下观察，找到合适的视野拍照保留实验现象；

⑤在照片中计数视野内总细胞个数及质壁分离细胞个数，计算质壁分离细胞所占比例，记录实验数据。并绘制了如图所示的曲线。

（1）该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是______，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，原因是______；蔗糖溶液浓度也不宜太低，原因是______。

（2）不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行，目的是______，步骤①中，盖上皿盖的目的是______。

（3）实验步骤③中，不是将洋葱表皮置于清水中的原因是______；也不是将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中的原因是______。

（4）根据实验结果，观察植物细胞质壁分离现象的课堂实验最好的浸泡时间是______。

Answer

有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象 可能造成细胞失水过多而死亡 细胞可能不发生质壁分离现象 排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰 防止水分蒸发而改变溶液浓度 细胞会发生质壁分离复原现象 处理时间相应延长，实验结果就不准确了 10 min

【解析】

1．质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。

2．质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

（1）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象，因此通常选择紫色洋葱鳞叶外表皮作为实验材料来观察质壁分离与复原，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，否则可能造成细胞失水过多而死亡，导致后续的观察无法进行；蔗糖溶液浓度也不宜太低，否则会导致无法观察到质壁分离现象的发生。

（2）为了排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰，应将不同处理时间的实验组在同一时间、同一地点进行，这样会使实验结果更有说服力，步骤①中，盖上皿盖的目的是为了避免水分蒸发而改变溶液浓度导致实验结果不可靠。

（3）实验步骤③中，没有将洋葱表皮置于清水中目的是防止细胞在清水中发生质壁分离复原；同时，也不能将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中，以避免处理时间相应延长导致与实际实验结果不符的现象发生。

（4）根据实验结果，10 min是细胞质壁分离达到最好观察效果需要的最短时间，因此，在课堂观察植物细胞质壁分离现象的浸泡时间是10 min为最好。