實驗二 植物細胞和細胞壁的特化

【實驗目的】

掌握植物細胞的構造和細胞壁的特化與鑒別特征。

【實驗試劑】

0.1%碘液，8%NaCl溶液，5%間苯三酚醇液，濃鹽酸，蘇丹Ⅲ醇液，氯化鋅碘液等。

【實驗材料】

洋蔥及其標本片，紫鴨跖草葉，枸杞果實，水蕰藻幼葉及其標本片，薄荷莖，黃柏皮，大葉黃楊葉。

【方法與步驟】

（一）植物細胞的結構

用鑷子撕取洋蔥下表皮層薄膜，用純化水封片，置于低倍鏡下觀察，可見膜狀物由許多極微小“室”構成，即植物體的基本單位——細胞。選擇一個細胞，轉高倍鏡下詳細觀察其結構。

1．細胞壁：是原生質體在生命活動中分化出來的纖維素所形成的膜狀物。可觀察到每個細胞都具有自己的細胞壁，細胞壁與細胞壁之間有類似果膠質的細胞間質的沉積，將細胞彼此緊密地連接起來，沒有細胞間隙，但可看到細胞壁在較薄的地方有紋孔，紋孔總是成對存在，有利于細胞間的物質交換。

2．細胞質膜：取水蕰藻幼葉用純化水封片觀察，細胞質膜緊貼細胞壁。用8% NaCl溶液1滴由蓋玻片的右上角滴入，在左下角用濾紙屑吸之，立刻在顯微鏡下觀察。與細胞壁緊貼處有一膜（即細胞質膜）。因細胞處于高濃度8%NaCl溶液環境中，細胞失去水分，細胞膜逐漸收縮，細胞膜與細胞壁分離，這種現象被稱為質壁分離現象。用純化水置換NaCl溶液，細胞質膜再次緊貼細胞壁。

3．細胞質：取洋蔥的標本片在顯微鏡下觀察，幾乎充滿整個細胞的是一種無色半透明的液膠體，主要由蛋白質和擬脂類物質組成。細胞質與細胞壁接觸表面有一層透明的薄膜，稱之為細胞質膜，它具有選擇透過性的特點。液泡的表面有一層薄膜，稱之為液泡膜。細胞質膜與液泡之間的部分稱為胞基質（中質），是細胞質的主要部分，細胞核、質體、線粒體等分布其中。

4．細胞核：懸浮在細胞質中，具折光性，呈球形，其位置不定。一個細胞常只有一個核，但也有兩個或多個核的。細胞核由核膜、核液和核仁構成，其中含有染色質。核仁懸浮于核液中，為一至幾個折光性很強的小球體，主要由蛋白質與脫氧核糖核酸（DNA）組成。DNA和核糖核酸（RNA）與植物的遺傳有重要關系。

5．質體：是細胞質中的蛋白質和擬脂類顆粒，數目眾多，由于含不同的色素而具有不同的顏色，并執行不同的生理功能。質體分為葉綠體、白色體和雜色體三種。

（1）葉綠體：取水蕰藻標本片置于顯微鏡下觀察，葉綠體為球形或卵形的顆粒，主要含葉綠素、胡蘿卜素和葉黃素。因含葉綠素較多而遮蔽了其他色素，所以顯綠色。葉綠體存在于葉、幼莖、幼果中，其主要功能是進行光合作用，也是合成同化淀粉和酶的集中場所。

（2）白色體：用鑷子撕取紫鴨跖草葉背面的膜狀物，用純化水封片，置于顯微鏡下觀察，可見許多呈六角形的細胞，細胞核被許多無色的小球所包圍，即白色體（淀粉形成體）。它常存在于單子葉植物的表皮細胞內。有的白色體內含有原葉綠素，因此見光后可變綠，即白色體變成葉綠體。

（3）雜色體：用鑷子夾取枸杞果實少許于有純化水的載玻片上，封片，在顯微鏡下可觀察到眾多的雜色體，多呈桿狀、圓粒狀或不規則形狀，主要含胡蘿卜素和葉黃素，因而呈黃、橙、紅等顏色，多存在于花及成熟的果實中。

以上3種質體在一定條件下可以相互轉化，如馬鈴薯塊莖經日光照射后，皮下變成綠色，是因白色體轉化為葉綠體；番茄的果實成熟時變成紅色，是因為葉綠體轉化為雜色體；胡蘿卜的根頭露出地面，經日光照射變成綠色，是因雜色體轉化為葉綠體。

6．線粒體：是懸浮于細胞質中比質體小的粒狀或線狀體。它可轉變成質體，即首先轉變成白色體，再轉變為其他質體。

（二）細胞壁的特化

細胞壁是原生質體生命活動的產物，一般由纖維素組成。纖維素遇氯化鋅碘液顯示藍紫色。細胞壁常滲入其他物質，致使細胞壁發生特化。特化主要有以下3種：

1．木質化：細胞壁內滲入木質素，可增強細胞壁的硬度。當木質化細胞變得很厚時，細胞趨于衰老或死亡，如管胞、木纖維、石細胞等。木質化的細胞壁加5%間苯三酚醇液和濃鹽酸顯紅紫色。于載玻片上滴加1～2滴5%間苯三酚醇液，放入薄荷莖薄片，在燈焰上微熱，揮發掉醇液后加1滴濃鹽酸，放置2min～3min，用甘油封片。將標本片置于顯微鏡下觀察，并將發生顯色反應的部位、呈色反應的情況以及原理記錄到實驗報告中。

2．木栓化：細胞壁內滲入木栓質，可使細胞壁不透水、不透氣而成為死細胞。木栓化細胞壁加蘇丹Ⅲ醇液顯紅色。于載玻片上滴加1～2滴蘇丹Ⅲ醇液，放入黃柏皮切片，在燈焰上微熱，冷卻后封片。將標本片置于顯微鏡下觀察，并將發生顯色反應的部位、呈色反應的情況以及原理記錄到實驗報告中。

3．角質化：在表皮細胞的表面積聚一層角質，形成無色、透明的角質層。角質層加蘇丹Ⅲ醇液染成紅色。將大葉黃楊葉橫切片用蘇丹Ⅲ醇液封片，置于顯微鏡下觀察，將表皮細胞表面發生呈色反應的情況及原理記錄到實驗報告中。

【實驗報告】

1．繪制細胞構造圖。

2．細胞壁的特化及其鑒別特征（見表3-1）。

（李濤）