巧用黑藻“质壁分离”

朱文雨

植物细胞由于液泡失水而使原生质层与细胞壁分离的现象，叫做质壁分离。进行质壁分离实验时，通常首选洋葱紫色的外表皮，但因为它的细胞液浓度较高，在1mol蔗糖溶液下也只会发生53%的质壁分离现象。

在平常的实验中，最少会选择250ml的水作为溶剂，相应则需要85.5g的蔗糖。这样不仅蔗糖的耗费量较大，要使它完全溶解也很难。

如果换一种实验材料会怎样？我想到了之前被选作观察质壁分离现象的黑藻。如果黑藻只需较低浓度的蔗糖溶液即可发生质壁分离现象，那么质壁分离和胞质环流就可用同一物种完成，让实验更简便。

为进一步了解成熟植物细胞的质壁分离现象，掌握植物叶片细胞液的研究方法，作为高中生物学必修课中“探究洋葱细胞细胞液浓度”的活动延伸，我开展了以下探究实验。

一、实验目的

研究蔗糖溶液浓度对黑藻叶片细胞液浓度范围的影响。

二、实验过程

1.称量17.1g、34.2g、51.3g、68.4g、85.5g蔗糖，分别放入烧杯并溶于少量蒸馏水，用5瓶250ml容量瓶分别配制0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L和1mol/L的蔗糖溶液各250ml，取少量分别加入培养皿并标明，加盖，以免水分蒸发而改变溶液浓度。

2.将每份数量为3片的黑藻叶片分别投入5个相应培养皿，使其完全浸入，浸泡时间为12min。

3.从1号培养皿开始，依次取出3片黑藻叶片，分别放在滴加1滴至2滴相应浓度溶液的载玻片上，盖上盖玻片，分别制成临时装片。

4.调节粗准焦螺旋，在4倍目镜、4倍物镜显微镜下找到易于观察的细胞群，转换物镜至40倍，调节细准焦螺旋至目镜中呈现清晰的细胞边界。

5.在目镜中計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。

三、实验结果

蔗糖溶液浓度对黑藻叶片细胞液浓度范围的影响如表1和图1所示（表中数据为三组数据平均值）。

表1 蔗糖溶液浓度对黑藻叶片细胞液浓度范围的影响

随着溶液浓度的升高，黑藻叶片细胞的质壁分离比例增加。在实验阶段做了 0.2 mol/L 为间隔梯度的实验。

据试验分析，0.8mol/L～1.0mol/L的浓度区间中100%发生质壁分离现象，如图2所示。

在 0.6mol/L的浓度中，质壁分离现象降低到88.7%，此时蔗糖所需量较少，且发生质壁分离现象的与未发生的同在视野下，易对比观察。

当浓度为0.4mol/L时，质壁分离比例迅速从 88.7%跌至 40.3%，即细胞发生不明显的质壁分离现象。

四、实验结论

黑藻可作为研究质壁分离的材料，它的优点是易发生质壁分离现象，所需的蔗糖溶液浓度较低，缺点是因为其叶片有双层细胞，不易计数。总体而言，可以将质壁分离和胞质环流统一用黑藻做实验，节省原料。（指导老师：魏赫博 殷小霞）endprint