实验二 植物细胞和细胞壁的特化

【实验目的】

掌握植物细胞的构造和细胞壁的特化与鉴别特征。

【实验试剂】

0.1%碘液，8%NaCl溶液，5%间苯三酚醇液，浓盐酸，苏丹Ⅲ醇液，氯化锌碘液等。

【实验材料】

洋葱及其标本片，紫鸭跖草叶，枸杞果实，水蕰藻幼叶及其标本片，薄荷茎，黄柏皮，大叶黄杨叶。

【方法与步骤】

（一）植物细胞的结构

用镊子撕取洋葱下表皮层薄膜，用纯化水封片，置于低倍镜下观察，可见膜状物由许多极微小“室”构成，即植物体的基本单位——细胞。选择一个细胞，转高倍镜下详细观察其结构。

1．细胞壁：是原生质体在生命活动中分化出来的纤维素所形成的膜状物。可观察到每个细胞都具有自己的细胞壁，细胞壁与细胞壁之间有类似果胶质的细胞间质的沉积，将细胞彼此紧密地连接起来，没有细胞间隙，但可看到细胞壁在较薄的地方有纹孔，纹孔总是成对存在，有利于细胞间的物质交换。

2．细胞质膜：取水蕰藻幼叶用纯化水封片观察，细胞质膜紧贴细胞壁。用8% NaCl溶液1滴由盖玻片的右上角滴入，在左下角用滤纸屑吸之，立刻在显微镜下观察。与细胞壁紧贴处有一膜（即细胞质膜）。因细胞处于高浓度8%NaCl溶液环境中，细胞失去水分，细胞膜逐渐收缩，细胞膜与细胞壁分离，这种现象被称为质壁分离现象。用纯化水置换NaCl溶液，细胞质膜再次紧贴细胞壁。

3．细胞质：取洋葱的标本片在显微镜下观察，几乎充满整个细胞的是一种无色半透明的液胶体，主要由蛋白质和拟脂类物质组成。细胞质与细胞壁接触表面有一层透明的薄膜，称之为细胞质膜，它具有选择透过性的特点。液泡的表面有一层薄膜，称之为液泡膜。细胞质膜与液泡之间的部分称为胞基质（中质），是细胞质的主要部分，细胞核、质体、线粒体等分布其中。

4．细胞核：悬浮在细胞质中，具折光性，呈球形，其位置不定。一个细胞常只有一个核，但也有两个或多个核的。细胞核由核膜、核液和核仁构成，其中含有染色质。核仁悬浮于核液中，为一至几个折光性很强的小球体，主要由蛋白质与脱氧核糖核酸（DNA）组成。DNA和核糖核酸（RNA）与植物的遗传有重要关系。

5．质体：是细胞质中的蛋白质和拟脂类颗粒，数目众多，由于含不同的色素而具有不同的颜色，并执行不同的生理功能。质体分为叶绿体、白色体和杂色体三种。

（1）叶绿体：取水蕰藻标本片置于显微镜下观察，叶绿体为球形或卵形的颗粒，主要含叶绿素、胡萝卜素和叶黄素。因含叶绿素较多而遮蔽了其他色素，所以显绿色。叶绿体存在于叶、幼茎、幼果中，其主要功能是进行光合作用，也是合成同化淀粉和酶的集中场所。

（2）白色体：用镊子撕取紫鸭跖草叶背面的膜状物，用纯化水封片，置于显微镜下观察，可见许多呈六角形的细胞，细胞核被许多无色的小球所包围，即白色体（淀粉形成体）。它常存在于单子叶植物的表皮细胞内。有的白色体内含有原叶绿素，因此见光后可变绿，即白色体变成叶绿体。

（3）杂色体：用镊子夹取枸杞果实少许于有纯化水的载玻片上，封片，在显微镜下可观察到众多的杂色体，多呈杆状、圆粒状或不规则形状，主要含胡萝卜素和叶黄素，因而呈黄、橙、红等颜色，多存在于花及成熟的果实中。

以上3种质体在一定条件下可以相互转化，如马铃薯块茎经日光照射后，皮下变成绿色，是因白色体转化为叶绿体；番茄的果实成熟时变成红色，是因为叶绿体转化为杂色体；胡萝卜的根头露出地面，经日光照射变成绿色，是因杂色体转化为叶绿体。

6．线粒体：是悬浮于细胞质中比质体小的粒状或线状体。它可转变成质体，即首先转变成白色体，再转变为其他质体。

（二）细胞壁的特化

细胞壁是原生质体生命活动的产物，一般由纤维素组成。纤维素遇氯化锌碘液显示蓝紫色。细胞壁常渗入其他物质，致使细胞壁发生特化。特化主要有以下3种：

1．木质化：细胞壁内渗入木质素，可增强细胞壁的硬度。当木质化细胞变得很厚时，细胞趋于衰老或死亡，如管胞、木纤维、石细胞等。木质化的细胞壁加5%间苯三酚醇液和浓盐酸显红紫色。于载玻片上滴加1～2滴5%间苯三酚醇液，放入薄荷茎薄片，在灯焰上微热，挥发掉醇液后加1滴浓盐酸，放置2min～3min，用甘油封片。将标本片置于显微镜下观察，并将发生显色反应的部位、呈色反应的情况以及原理记录到实验报告中。

2．木栓化：细胞壁内渗入木栓质，可使细胞壁不透水、不透气而成为死细胞。木栓化细胞壁加苏丹Ⅲ醇液显红色。于载玻片上滴加1～2滴苏丹Ⅲ醇液，放入黄柏皮切片，在灯焰上微热，冷却后封片。将标本片置于显微镜下观察，并将发生显色反应的部位、呈色反应的情况以及原理记录到实验报告中。

3．角质化：在表皮细胞的表面积聚一层角质，形成无色、透明的角质层。角质层加苏丹Ⅲ醇液染成红色。将大叶黄杨叶横切片用苏丹Ⅲ醇液封片，置于显微镜下观察，将表皮细胞表面发生呈色反应的情况及原理记录到实验报告中。

【实验报告】

1．绘制细胞构造图。

2．细胞壁的特化及其鉴别特征（见表3-1）。

（李涛）