质壁分离与复原知识梳理
质壁分离及复原的原理

质壁分离及复原的原理
质壁分离(alkalinegelelectrophoresis)是一种用于分离和分析生物大分子、尤其是核酸和蛋白质的实验技术,以及在生物化学、分子生物学、分子遗传学、蛋白质工程等多个生物学领域具有重要应用价值的实验研究方法。
质壁分离的技术已经被用于检测和分析多种蛋白质、基因工程蛋白、多肽和核酸等物质,是分子生物学和细胞学研究的重要手段之一。
质壁分离的基本原理是利用电泳在垂直方向上将电泳溶液中的
分子向两端移动,利用电泳溶液中不同物质的电荷和分子大小等因素,将同类分子分离出来。
它是一种既能分离又能复原分子结构的方法,在质壁分离的过程中,核酸、蛋白质以及其他生物大分子在电泳溶液中的电荷不会失去,分子原子核形状以及原子结构也不会改变,使得它可以复原原来的分子结构。
质壁分离的基本实验步骤是:首先将电泳溶液中的多种分子加入到质壁电泳仪中,然后加入纯化层析缓冲液,将溶液中的物质分离、移动到电泳溶液的两端。
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高三生物观察植物细胞的质壁分离与复原专题辅导

观察植物细胞的质壁分离与复原一、原理1、原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
2、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,能逐渐发生质壁分离。
3、当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。
二、过程1、实验中进行三次观察:(1)正常状态的观察(作为自身的前后对照),(2)分离状态的观察,(3)复原状态的观察。
主要观察以下两个方面:(1)液泡颜色及大小的变化,(2)“质”与“壁”的位置关系。
2、质壁分离的“质”与“壁”:“质”是指原生质层而不是细胞质,“壁”则指细胞壁。
质壁分离发生时,水分子由细胞内向外渗出,依次经过液泡膜、细胞质、细胞膜,最后通过细胞壁离开细胞。
质壁分离发生后,“质”与“壁”之间空隙里的物质:由于细胞壁是全透性的,而细胞膜具有选择透过性,所以一些不被细胞膜选择吸收的溶质分子可以通过细胞壁上的孔洞却不能通过细胞膜。
这样,在原生质层与细胞壁之间的空隙中实际上充满着外界溶液。
三、实验成功的关键点1、选材:应选择活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。
其细胞液为紫色,在显微镜下与无色透明的细胞壁容易区分,观察到的质壁分离及复原效果明显。
最外层表皮中,多数表皮细胞已死亡,有的细胞虽然含有大量的紫色花青素,但死亡的细胞无法观察到质壁分离现象;内表皮细胞的液泡中花青素少且呈无色,所以都不能使用。
另外新鲜水绵、黑藻叶、南瓜表皮等也是经常使用的材料。
2、试剂:本实验选用0.3g/mL蔗糖溶液。
若浓度过高,质壁分离速度虽然很快,但不久就会将细胞杀死,不能再进行质壁分离复原;若浓度过低,则不能引起质壁分离或分离速度太慢,影响实验结果。
此外,8%的食盐溶液,5%的硝酸钾溶液等也可以使用。
盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作质壁分离的溶液。
3、质壁分离与质壁分离复原的间隔时间:做好质壁分离实验后不久就要做复原实验,避免使质壁分离的细胞长时间处于较高浓度的外界溶液中,使细胞过度失水导致细胞死亡,从而不能发生质壁分离复原现象。
观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原

观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原一、观察植物细胞的质壁分离与复原注意事项1、实验材料的选择最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片。
它的外表皮细胞的液泡较大,细胞液中有紫色的花青素,在显微镜下,紫色大液泡十分明显,能方便地观察到质壁分裂及其复原的过程。
如无紫色洋葱,可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。
选择材料必须都是活细胞,因为只有活细胞的原生质才具有选择透过性,否则将不会出现质壁分离及其复原现象2、由于细胞壁是全透性的,而细胞膜具有选择透过性,因此,在质壁分离后。
细胞壁以内细胞膜以外的物质是外界溶液,即蔗糖3、质壁分离能够发生的外界条件是因为外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。
因此通过具有一系列浓度梯度的溶液依次做质壁分离实验,观察植物细胞发生质壁分离的临界浓度,即可测的细胞液的浓度。
溶液,可观察到细胞发生质壁分离后又发生了自动复原,原4、此实验若用KNO3因是细胞主动吸收了K+和NO3-。
二、习题一、选择题1、用光学显微镜观察发生质壁分离现象的洋葱表皮细胞,不能检视到染色体的原因是()A.没有用龙胆紫染色B.试剂破坏了染色体结构C.无染色体形成D.显微镜倍率不够2、选择蔗糖作质壁分离剂的原因是()A.糖是生物体的重要组成物质B.糖是生命活动的主要能源物质C.蔗糖分子能溶于水而透过细胞壁D.蔗糖分子溶于水而不能透过半透膜3、在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中,之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料,是因为这样的细胞具有()A.伸缩性很小的细胞壁B.功能完善的细胞膜C.能够流动的细胞质D.大而醒目的液泡4、与质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液有关的正确叙述分别是①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞②细胞液最好有颜色,便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度③细胞液必须有颜色,否则不能发生质壁分离和复原实验④外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高⑤外界溶液必须对细胞无毒害⑥外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可以()A.①②,④⑤B.①③,④⑤C.①②,⑤⑥D.①③,⑤⑥5、若用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液来处理生物细胞,细胞没有出现质壁分离现象。
《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验归纳及其拓展

《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验归纳及其拓展武汉六中肖家元实验原理一一内外因法内部原因:构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性,但细胞壁的伸细胞失水缩性较小,而原生质层的伸缩性较大,这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。
--------- ►外部原因:与外界溶液有关。
外界溶液的浓度〉细胞液的浓度质壁分离外界溶液的浓度V细胞液的浓度质壁分离复原实验步骤一一自身对照注意问题一一三个并不是”(1)并不是只有洋葱鳞片叶外表皮细胞才能发生质壁分离和复原。
其他植物细胞也可以发生。
选择活的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的主要原因:它的外表皮细胞的液泡较大,细胞液中有紫色的花青素,在显微镜下,紫色大液泡十分明显,能方便地观察到质壁分裂及其复原的过程。
如无紫色洋葱,可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。
选择材料必须都是活细胞,因为只有活细胞的原生质才具有选择透过性,否则将不会出现质壁分离及其复原现象。
(2)并不是质壁分离后一定会发生复原。
本试验选用的蔗糖溶液如果浓度过高可能导致细胞失水过多而死亡,无法发生复原。
(3)并不是只有清水才可以使分离细胞发生复原。
只要外界溶液低于细胞液浓度就可以使其复原。
如果观察分离时所使用的试剂是一定浓度的KN0 3溶液,可观察到细胞发生质壁分离,还可以观察到自动复原,原因是细胞主动吸收了K+和NO3-。
实验应用一一六个拓展1. 判断细胞的死活「发生质壁分离和复原活细胞待测细胞+蔗糖溶液L不发生质壁分离死亡细胞2. 测定细胞液浓度范围待测细胞^一系列浓度梯度的蔗糖溶液“現叫细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
3. 比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液庄•刚发生质壁分离时所需时间比较--判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
4. 比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞十未知浓度的溶液—刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短一一判断溶液浓度的大小(时间越短, 未知溶液的浓度越大)5•验证原生质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞+蔗糖溶液二連/发生质壁分离现象一细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性-不发生质壁分离--"细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的伸缩性6. 鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO 3和蔗糖溶液)成熟的植物细胞十不同种类溶液一只发生质壁分离现象一溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖)-质壁分离后自动复原一溶质能通过半透膜的溶液(如KN0 3溶液)检测试题咼考真题1、(09年江苏卷)按下面步骤进行质壁分离实验。
质壁分离及复原的原理

质壁分离及复原的原理
质壁分离,也被称为“分子筛分离”,是一种利用自身施加的力,对被它分离的物质进行分离及复原的方式。
质壁分离主要是通过液体和固体之间的间隙,以及微粒的渗透等方式实现的。
质壁分离是由一种叫做“质壁”的物质所组成的,它具有很好的分离、复原能力,具有分子过滤的功能。
质壁具有多种形状和结构,可以实现不同物质的分离和复原。
质壁的结构设计主要是为了在液体或者固体的相互分离中实现
最佳效果。
一个质壁分离单元可以有一个或多个质壁体系结构,它们不仅可以实现物质的分离,还可以实现物质的复原。
质壁的作用是将高分子、中分子和低分子的物质分离并复原,比如,高分子物质通过质壁会比低分子物质更快地通过质壁,而中分子物质可能因为尺寸比较大而更慢通过质壁。
一个完整的质壁分离及复原装置由三大部分组成,分别是进料装置、质壁分离器和回流装置。
进料装置是把处理的物质投入质壁分离器中的装置;质壁分离器是分离物质的装置,它可以分离高分子、中分子和低分子物质;回流装置是把分离后的物质回流回原处的装置。
质壁分离和复原的过程受温度、压力、时间等多种因素的影响。
温度越高,粒子越容易穿过质壁;但压力越高,粒子越容易回到质壁中;而时间越长,粒子越容易回到质壁中。
此外,质壁分离和复原的过程还受到质壁的结构和材料的影响。
质壁分离和复原的过程有很多优点,比如减少废气的排放,保护
环境,提高产品的质量,减少污染,提高生产效率,提高分离效率,减少料消耗,减少燃料消耗等。
总的来说,质壁分离及复原的原理是一种有效的分离技术,可以很好地实现物质的分离和复原,有助于改善环境、实现节能减排以及提高生产效率等。
高中生物新教材一轮讲义-实验专题质壁分离和复原

实验专题三——探究植物细胞的吸水和失水一、植物细胞的质壁分离和复原实验:1.实验原理:2.实验材料的选择:(1)选择的细胞:具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象,如:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,与无色透明的细胞壁易区分;(2)不能选择的细胞:死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象;(3)一般不选择细菌细胞,它能发生质壁分离,但现象不明显;3.实验步骤:4.试剂的使用:(1)0.3g/mL的蔗糖溶液,清水;(2)溶质不能透过半透膜:在一定浓度的溶液中只会发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
(3)溶质可透过半透膜:在一定浓度的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离,并能自动复原,因为K+、NO-3、尿素、乙二醇等可转运到细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。
(4)浓度过高的蔗糖溶液:如:0.8 g/mL,质壁分离现象明显,但不能复原,因为溶液浓度过高,使细胞因过度失水而死亡。
(5)盐酸、酒精、醋酸等溶液:能杀死细胞,不适合做质壁分离实验的溶液。
5.实验注意事项:(1)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液,原因是细胞壁具有全透性。
(2)“质”指原生质层;“壁”指细胞壁;(3)质壁分离不久就得做复原实验,因为细胞过度失水会导致细胞死亡;6.本实验存在两组对照实验:本实验的两组实验均为自身对照,自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
二、实验拓展应用:1.判断成熟植物细胞的死活:2.测定细胞液浓度范围:3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小:4.比较未知浓度溶液的浓度大小:(如KNO3溶液和蔗糖溶液):课后·限时训练(时间:20分钟)1.水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上,能介导水分子跨膜运输,提高水分子的运输效率。
如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的变化曲线(O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。
质壁分离与复原

(4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙 二醇等做实验,发生质壁分离后,会自动 复原,其原因是上述物质都可转运到细胞 内,致使细胞液浓度升高,外界溶液浓度 降低,重新吸水而复原。 (5)质壁分离时,在细胞壁和细胞膜之 间充满的是浓度降低了的外界溶液,因为 细胞壁是全透性的。
3.本实验能验证的问题及拓展应用 (1)实验验证问题:质壁分离和复原: ①可以证明一个成熟的植物细胞构成一个 渗透系统,质壁分离和复原是细胞渗透失水 或吸水的标志; ②可以证明渗透作用发生的条件; ③可以证明细胞是活的; ④还可以大致测出细胞液的浓度; ⑤证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。
1.植物细胞的原生质层(由细胞膜、液泡膜以及 两层之间的细胞质构成)相当于一层半透膜。
2.动植物细胞吸失水比较
四、物质跨膜运输的其他实例
1.不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细 胞对不同无机盐离子的吸收均有差异,说明植物细胞 膜对无机盐离子的吸收具有选择性。
2.植物细胞在 同一时间吸收离 子和吸收水的量 不同,即吸收离 子和吸收水是两 个不同的过程。
)
【例2】如图实验装置,玻璃槽中是蒸馏水,半透 膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液, 一段时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是 ( A ) A.漏斗中液面开始时先 上升,加蔗糖酶后又下降 B.在玻璃槽中会测到蔗 糖和蔗糖酶 C.漏斗中液面开始时先 下降,加蔗糖酶后一直上升 D.在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶
•(2)验证渗透作用发生的条件 •①具有半透原因分析
3.质壁分离的原因
•提醒 (1)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞 无细胞壁,不会在失水时发生质壁分离现象。 (2)本实验所用的方法为引流法,采用了自身 对照(前测和后测)。 (3)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿 素、KNO3、乙二醇等),可出现质壁分离和自 动复原现象。 (4)质壁分离时,原生质层的外界面是细胞膜。
实验知识-高中生物观察质壁分离和复原实验总结

实验知识|高中生物观察质壁分离和复原实验总结观察质壁分离和复原条件:细胞内外溶液浓度差,活细胞,大液泡材料:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞(具紫色大液泡),质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液,清水等。
步骤:制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片→观察→盖玻片一侧滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引→观察(液泡由大到小,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离)→盖玻片一侧滴清水,另一侧用吸水纸吸引→观察(质壁分离复原)结论:细胞外溶液浓度>细胞内溶液浓度,细胞失水质壁分离细胞外溶液浓度<细胞内溶液浓度,细胞吸水质壁分离复原根据颜色来确定某种物质的存在:淀粉+I2(蓝色);还原性糖+斐林试剂(砖红色);脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色);蛋白质+双缩脲试剂(紫色);大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色,有金属光泽)。
用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。
同位素示踪法:光合作用产生氧气的来源;光合作用中二氧化碳的去向;噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;DNA的复制是半保留复制;分泌蛋白的形成过程。
确定某种元素为植物生长必需的元素的方法:水培法(完全培养液与缺某种元素的完全培养液一次对照,缺某种元素与加进去该元素后二次对照)。
获得无籽果实的方法:用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房,如无籽蕃茄;诱导染色体变异,如无籽西瓜;用赤霉素处理如无籽葡萄;无性繁殖获取香蕉。
确定某种激素功能的方法:饲喂法,切除注射法,阉割移植法,切除口服法。
植物杂交的方法:雌雄同花:花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋;雌雄异花:花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋。
确定某一显性个体基因型的方法:测交;该显性个体自交,水稻可用花粉鉴定法。
确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法:具有一对相对性状的纯合体的杂交,子一代所表现的一个亲本形状即为显性;自交,观察后代是否有性状分离,若分离,则原性状为显性。
确定某一性状受核基因还是质基因控制:正反交。
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江苏省郑梁梅高级中学高一生物学案
课题:《细胞的吸水和失水》
【基础知识梳理】
一、渗透作用
1、概念:水分子通过半透膜从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散的现象。
2、渗透装置
3、渗透发生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。
半透膜是指某些物质可以透过,而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如玻璃纸、动物的膀胱膜、肠衣等)。
选择性透过膜是具有活性的生物膜,它对物质的通过既具有半透膜的物理性质,又具有主动的选择性,如细胞膜。
因此,具有选择透过性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有选择透过性,活性的生物膜才具有选择透过性。
4、渗透作用的实质:单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子,导致蔗糖溶液液面上升。
二、动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)
1、红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。
2、当外界溶液的浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀,甚至涨破。
当外界溶液的浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
当外界溶液的浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。
三、植物细胞的吸水和失水(植物细胞的质壁分离与复原实验)
1、原理:
(1)条件:实验材料必须是活的成熟的植物细胞,保证细胞具有中央大液泡和原生质层。
(2)内因:细胞壁和原生质层具有一定的伸缩性,但原生质层的伸缩性大于细胞壁。
(3)外因:细胞液与外界溶液之间具有浓度差
当细胞液浓度<外界溶液的浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
当质壁分离细胞的细胞液浓度>外界溶液的浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
2、材料用具:紫色的洋葱鳞片叶(外表皮)、镊子、载玻片、盖玻片、刀片、吸水纸、0.3g/mL 的蔗糖溶液、清水、显微镜
3、方法步骤:
制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片
有一个紫色的中央大液泡
低倍显微镜观察
原生质层紧贴细胞壁
0.3g/mL 吸水纸
蔗糖溶液吸引(重复几次)
中央液泡逐渐变小(紫色加深)
低倍显微镜观察
原生质层与细胞壁逐渐分离
吸水纸
吸引清水(重复几次)
中央液泡逐渐变大(紫色变浅)
原生质层逐渐贴近细胞壁
★特别提醒
(1)细胞液最好有颜色,易于观察
(2)若用0.5g/mL的蔗糖溶液做实验,能发生质壁分离但不能质壁分离复原,因为溶液浓度过高,使细胞失水过多而死亡。
若细胞失水时间太长,质壁分离后也不能复原。
质壁分离不能复原的原因:①外界溶液浓度过高,细胞失水过多而死亡②细胞失水时间太长(3)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验,会先发生质壁分离后又自动复原现象,因这些物质均可被细胞吸收,使细胞液浓度增大而吸水。
四、质壁分离和质壁分离复原实验的应用
1、判断细胞的死活:待测细胞+蔗糖溶液发生质壁分离和复原活细胞
不发生质壁分离死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围
待测细胞十一系列浓度梯度的蔗糖溶液
细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液
刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
4、比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞十未知浓度的溶液
刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
成熟的植物细胞十不同种类溶液只发生质壁分离现象溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖)质壁分离后自动复原溶质能通过半透膜的溶液(如KN03溶
液)。