大家好,我是来自宁波市海曙区外国语学校604班的孙瑞泽。
本次项目是利用显微镜观察黑藻细胞在30%蔗糖溶液中的质壁分离,以及在清水中观察叶绿体的结构和质壁分离的现象。
一、研究缘起
我为什么想到要研究这个问题呢?起因是观察到切好的土豆条泡在清水一段时间后体积会增大,而泡在浓盐水中则会发现体积减小。对于这个现象我很感兴趣,想要搞清楚其中的原理。
通过查阅网上资料,上述现象的产生是由于土豆细胞在清水中吸水膨胀,而在浓盐水中就会失水收缩。那么到底细胞是不是真的发生了失水和吸水现象呢?
二、实验前期工作
我首先想到的是先了解植物细胞的结构。植物细胞的结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核。植物细胞吸水后会将水分储存在液泡中,细胞体积就会增大,而细胞壁的伸缩性有一定的限度,因此细胞无法向外膨胀太多。而细胞失水后液泡中的水分就会流失到细胞外,细胞体积就会减小,细胞膜和细胞壁会分离,称之为质壁分离现象。
根据上述对细胞失水和吸水现象的解释,我想通过显微镜观察到质壁分离现象,从而解决我的疑惑。
那么选择什么细胞观察呢?我考虑到利用土豆制作临时装片非常困难,并且土豆没有颜色,在显微镜下即便吸水和失水也没有明显的现象。所以土豆很快就被我放弃了。小河沟里的藻类也引起我的注意,一种通过查找资料发现名叫黑藻的植物也非常合适。因为它的叶片很薄,制作临时装片也非常便捷。
三、实验过程
重点观察黑藻细胞的质壁分离。
1.制作临时装片:撕下1片黑藻细胞,放在载玻片上,滴加1滴清水,盖上盖玻片,吸水纸吸走多余水分,显微镜下观察现象。
2.取下临时装片,在盖玻片一侧滴加1滴蔗糖溶液,吸水纸另一侧引流,重复几次,在显微镜下观察现象。
四、实验现象
黑藻细胞开始时叶绿体充满整个细胞。在滴加蔗糖溶液后,有叶绿体的区域逐渐收缩,最后黑藻细胞形成一个圆球状。所有的叶绿体都聚集在一块儿了。
下图为黑藻细胞的质壁分离现象
在清水中观察黑藻细胞还有意外之喜!黑藻细胞的叶绿体在移动转圈圈,有些顺时针转,有些逆时针转。
通过网上查阅资料,这叫做胞质环流现象。在细胞质中的叶绿体会绕着液泡不停的转动,而且光照充足的条件下叶绿体会转得更快!
五、实验结论和心得
通过整个项目的研究,我搞清楚了植物细胞的确在高浓度蔗糖溶液中会失水,进而发生质壁分离现象,也能很好地解释为什么土豆条在盐水中收缩的现象。
不止如此,通过项目研究我学会了制作临时装片和使用显微镜,认识了植物细胞的结构,知道了植物的水分主要储存在液泡中。