一. 判斷植物細胞的死活
例:現有部分洋蔥鱗片葉表皮細胞,能否判斷它是死的還是活的?為什麼?
解答:能。可把洋蔥表皮置於質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中製成裝片觀察。根據“滲透作用”原理,看其細胞是否發生質壁分離,如果有質壁分離現象,則此細胞為活細胞,否則為死細胞。這是因為表皮細胞的原生質層在生活狀態具有選擇透過性,相當於半透膜,外界濃度大於細胞液濃度時,細胞滲透失水,發生質壁分離現象;如果細胞死亡,原生質層便失去選擇透過性,變為全透性,細胞不會發生質壁分離。
二. 區分溶液濃度的大小
例:現有兩種不同濃度的蔗糖溶液,由於工作疏忽,瓶上的濃度標籤丟失。現有一燒杯、玻璃紙、帶刻度玻璃管、鐵架臺,請設計一實驗區分兩種蔗糖溶液濃度的高低。
解答:這一設計實驗運用的是滲透作用原理。設計裝置如圖所示,操作步驟如下:
(1)將一瓶中的溶液倒入燒杯中;
(2)將另一瓶中的溶液裝入由半透膜玻璃紙製成的透析袋中,刻度玻璃管插入袋內溶液裡,用細線將袋口和玻璃管紮緊;
(3)將插有玻璃管的透析袋放入盛有溶液的燒杯中,垂直固定在支架上,記錄玻璃管液麵的刻度;
(4)一段時間後,觀察液麵的刻度是上升還是下降。
結果分析:如果液麵升高,則透析袋中的溶液是高濃度的蔗糖溶液,燒杯中的溶液為低濃度的蔗糖溶液;如果液麵下降,則透析袋中的溶液是低濃度的蔗糖溶液,燒杯中的溶液為高濃度的庶糖溶液。
三. 食品加工防腐處理的應用
例:食醋中的醋酸分子是活細胞不需要的小分子物質,蔗糖是活細胞需要的大分子物質,用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜醃製成醋蒜,其原因是這是一個細胞膜選擇透過性、滲透作用原理在生活中應用的例項。蔗糖是不能透過細胞膜進入細胞內的,加之蔗糖溶液會使細胞發生滲透作用失水,從而殺滅細菌,儲存食物。加醋的目的是儘快殺死蒜細胞,細胞被殺死後,細胞膜失去了選擇透過性,各種物質能儘快進入細胞內,這樣醃製的味道和顏色便產生了。
四. 作物水肥管理方面的應用
例:家庭養花,如施肥過濃,會引起花卉萎蔫,這時可採取的措施是適當澆灌清水。這是滲透作用原理在生產上應用的例項。引起花卉萎蔫的原因是土壤溶液濃度大於花卉細胞的細胞液濃度,從而導致細胞發生滲透失水,引起萎蔫,因此,只要把土壤溶液濃度降低(如澆灌清水等),即可補救。
五. 觀察植物細胞的細胞膜及細胞內的寄生物
如觀察寄生在人體紅細胞內的微絲蚴,可把紅細胞置於蒸餾水中製成裝片,讓其發生滲透吸水,引起膨脹以至破裂,造成溶血現象,此時微絲蚴便直接暴露出來,便於觀察。相反觀察植物細胞的細胞膜則利用細胞滲透失水,由於植物細胞的細胞膜緊貼著細胞壁,在一般情況下看不到細胞膜,而透過植物細胞發生滲透失水,造成質壁分離,則能清楚地看到與細胞壁分離開來的原生質層最外面的細胞膜。
六.可以用在醫學上,如透析。它使體液內的成分(溶質或水分)透過半透膜排出體外的治療方法。常用於急性或慢性腎功能衰竭、藥物或其他毒物在體內蓄積的情況。原理就是利用半透膜的滲析作用。
一. 判斷植物細胞的死活
例:現有部分洋蔥鱗片葉表皮細胞,能否判斷它是死的還是活的?為什麼?
解答:能。可把洋蔥表皮置於質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中製成裝片觀察。根據“滲透作用”原理,看其細胞是否發生質壁分離,如果有質壁分離現象,則此細胞為活細胞,否則為死細胞。這是因為表皮細胞的原生質層在生活狀態具有選擇透過性,相當於半透膜,外界濃度大於細胞液濃度時,細胞滲透失水,發生質壁分離現象;如果細胞死亡,原生質層便失去選擇透過性,變為全透性,細胞不會發生質壁分離。
二. 區分溶液濃度的大小
例:現有兩種不同濃度的蔗糖溶液,由於工作疏忽,瓶上的濃度標籤丟失。現有一燒杯、玻璃紙、帶刻度玻璃管、鐵架臺,請設計一實驗區分兩種蔗糖溶液濃度的高低。
解答:這一設計實驗運用的是滲透作用原理。設計裝置如圖所示,操作步驟如下:
(1)將一瓶中的溶液倒入燒杯中;
(2)將另一瓶中的溶液裝入由半透膜玻璃紙製成的透析袋中,刻度玻璃管插入袋內溶液裡,用細線將袋口和玻璃管紮緊;
(3)將插有玻璃管的透析袋放入盛有溶液的燒杯中,垂直固定在支架上,記錄玻璃管液麵的刻度;
(4)一段時間後,觀察液麵的刻度是上升還是下降。
結果分析:如果液麵升高,則透析袋中的溶液是高濃度的蔗糖溶液,燒杯中的溶液為低濃度的蔗糖溶液;如果液麵下降,則透析袋中的溶液是低濃度的蔗糖溶液,燒杯中的溶液為高濃度的庶糖溶液。
三. 食品加工防腐處理的應用
例:食醋中的醋酸分子是活細胞不需要的小分子物質,蔗糖是活細胞需要的大分子物質,用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜醃製成醋蒜,其原因是這是一個細胞膜選擇透過性、滲透作用原理在生活中應用的例項。蔗糖是不能透過細胞膜進入細胞內的,加之蔗糖溶液會使細胞發生滲透作用失水,從而殺滅細菌,儲存食物。加醋的目的是儘快殺死蒜細胞,細胞被殺死後,細胞膜失去了選擇透過性,各種物質能儘快進入細胞內,這樣醃製的味道和顏色便產生了。
四. 作物水肥管理方面的應用
例:家庭養花,如施肥過濃,會引起花卉萎蔫,這時可採取的措施是適當澆灌清水。這是滲透作用原理在生產上應用的例項。引起花卉萎蔫的原因是土壤溶液濃度大於花卉細胞的細胞液濃度,從而導致細胞發生滲透失水,引起萎蔫,因此,只要把土壤溶液濃度降低(如澆灌清水等),即可補救。
五. 觀察植物細胞的細胞膜及細胞內的寄生物
如觀察寄生在人體紅細胞內的微絲蚴,可把紅細胞置於蒸餾水中製成裝片,讓其發生滲透吸水,引起膨脹以至破裂,造成溶血現象,此時微絲蚴便直接暴露出來,便於觀察。相反觀察植物細胞的細胞膜則利用細胞滲透失水,由於植物細胞的細胞膜緊貼著細胞壁,在一般情況下看不到細胞膜,而透過植物細胞發生滲透失水,造成質壁分離,則能清楚地看到與細胞壁分離開來的原生質層最外面的細胞膜。
六.可以用在醫學上,如透析。它使體液內的成分(溶質或水分)透過半透膜排出體外的治療方法。常用於急性或慢性腎功能衰竭、藥物或其他毒物在體內蓄積的情況。原理就是利用半透膜的滲析作用。