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[科普中国]-质壁分离

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把液泡发育良好的植物细胞浸在高渗溶液中时,原生质收缩而和细胞壁分离,此现象称为质壁分离。

质壁分离是植物生活细胞所具有的一种特性(细胞体积大,成熟的细胞才能发生质壁分离)。当外界溶液的浓度比细胞液的浓度高时,细胞液的水分就会穿过原生质层向细胞外渗出,液泡的体积缩小,由于细胞壁的伸缩性有限,而原生质体的伸缩性较大,所以在细胞壁停止收缩后,原生质体继续收缩,这样细胞膜与细胞壁就会逐渐分开,原生质体与细胞壁之间的空隙里就充满了外界浓度较高的溶液。

如果把发生了质壁分离现象的细胞再浸入浓度很低的溶液或清水中,外面的水就进入细胞,液泡变大,整个原生质层又慢慢恢复到原来的状态,这种现象叫做质壁分离复原。

释义成长的细胞是一个渗透系统,其中液泡具有一定的水势。当细胞放在高渗溶液中,由于细胞的水势高于溶液的水势,细胞内的水分外渗,原生质随着液泡一起收缩而发生质壁分离。将已发生质壁分离的细胞放在低渗溶液中,细胞就吸水,而发生质壁分离复原。1

由于细胞膜与液胞膜的半透性,在高渗液中细胞液脱水而膨压下降,不久就呈现质壁分离的临界状态(此时膨压为0)。若进一步脱水,原生质体收缩同细胞壁分离,当细胞液的渗透压与外液相等时,便停止收缩。把此时所用的溶液称为质壁分离液。作为分离液,细胞膜对其溶质必须具有半透性,分子量较大的非电解质(如糖)或溶解度高的中性盐常被用作分离液。如用对细胞膜和细胞壁吸附力强的Ca作为分离液,则整个原生质体轮廓向内凹陷而引起凹形质壁分离。如果用吸附力弱的K+和Na+作为分离液,则向外凸出而出现凸形质壁分离,通常把细胞浸入分离液中就出现凹形分离,随着时间推移则凹形部位减弱,最后整个原生质体呈现凸形分离状态,至此所需的时间称为质壁分离时间。此外用K+ ,Na+ 、Li+,则细胞膜的透性增高,由于离子渗入细胞质的结果,细胞质膨胀而粘性减少,细胞壁与液胞被压迫,而原生质集中于细胞分离的一端,有如着冠状态,这种现象称为冠状质壁分离。

渗透压:因为半透膜内外液体的浓度不同而产生压强的不同。

质壁分离时原生质层和细胞壁之间的液体是实验所用的液体和细胞内渗透出的水。

发生条件细胞泡液的浓度