探究溶液浓度与细胞吸水关系，观察根毛效果

实验四　探究溶液浓度的大小和细胞吸水的关系并观察根毛

一、实验目的

1．学会探究溶液浓度的大小对植物细胞吸水的影响；

2．学会培养植物的根毛并用放大镜观察根毛；

3．理解植物细胞吸水和失水的原理；

4．了解植物根尖吸水的主要部位及原理。

二、实验准备

1．材料准备

新鲜的萝卜、萌发的小麦种子

2．用具准备

烧杯、量筒、不锈钢钢管、刀、镊子、饱和的浓盐水、清水、培养皿、放大镜

三、实验过程

（一）探究溶液浓度的大小和细胞吸水的关系

1．分别在两个烧杯中加入等量的饱和浓盐水和清水并贴好标签。

2．取一个新鲜萝卜，用刀切下两块厚度相同的萝卜块（如图6－8）。

3．用钢管在萝卜块上切两个大小相同的圆块（如图6－9）。

图6－8　萝卜块

图6－9　切出圆块

4．将切下的两块萝卜块分别放入清水和饱和浓盐水中（如图6－10）。

注：本实验用饱和浓盐水，萝卜细胞失水更快，可有效缩短实验时间。

5．大概5～10分钟后，将用不同方法处理过的萝卜块插到相应的洞里，观察其大小变化，并用手摸萝卜块的软硬程度（如图6－11）。

(www.xing528.com)

图6－10　分别浸入浓盐水和清水

图6－11　实验结果

6．分析实验现象，得出结论

表6－2　实验记录表

由此，我们可以得出萝卜吸水和失水的条件取决于外界溶液浓度的大小。当外界溶液浓度小于萝卜细胞液浓度时，萝卜就吸水；当外界溶液浓度大于萝卜细胞液浓度时，萝卜就失水。

（二）观察根毛

1．根毛培养

在培养皿内垫上纸巾（或脱脂棉），再铺一块干净的深色布料，加入清水使纸巾和布料湿润，分散摆上约10粒麦种，盖上培养皿。每天向培养皿内滴加少量清水以保湿，约5～7天后，种子萌发长出幼根。

2．观察根毛

用镊子夹取小麦幼苗的1条根，肉眼观察根尖，可以看到：许多白色“绒毛”，就是根毛；生长“绒毛”的部位，就是成熟区。用放大镜仔细观察根毛，可以看到：成熟区下部的白色部分是伸长区；根尖最下部呈淡黄颜色的部位是分生区和根冠。

3．交流讨论，得出结论

数量众多的根毛，增加了根部与土壤的接触面积，增强了根部吸收水分和无机盐的能力。

四、特别提醒

1．应该选用新鲜的萝卜。

2．萝卜条实验改用饱和浓盐水，可有效缩短实验时间。

3．确保萝卜条实验的唯一变量是外界溶液的浓度，其他条件应保持一致。

4．观察根毛实验中应选择易发根的植物，如小麦、玉米、大豆等。

五、信息库

根　毛

根毛是根尖表皮上的毛状物，为部分表皮细胞向外突出形成的、顶端密闭的管状结构，长度由数十微米到一千几百微米。根毛的数量很多，集生于根尖的一定区域，主要位于根尖的成熟区，形成根毛区，是吸收水分和无机盐的主要部位。根毛细胞的壁很薄，细胞质紧贴细胞壁，中央是大液泡，细胞核随根毛的生长而逐渐移到它的末端。根毛对湿度的变化非常敏感，在湿润的环境中，根毛的数目很多，每平方毫米的表皮上，玉米约有420条，豌豆约有230条。在淹水的情况下，根毛很少。在干旱的土壤中，根毛不能发育。

根毛的寿命很短，仅能生活几天，一般不超过2～3周，即枯萎脱落。随着伸长区细胞伸长，伸长区细胞的向后延伸，在新的部位，又生出新的根毛，因此，在根尖始终保持一个相对稳定的根毛区。根毛的存在增加了根的吸收面积。根毛能分泌多种物质，如有机酸等，使土壤中难于溶解的盐类溶解，成为容易被植物吸收的养分。根毛是由成熟区的表皮细胞向外突起形成的，衰老的根毛不断地脱离，新的根毛不断地产生，大大增加了成熟区表皮细胞的吸收面积。