2007年10月13日

觀察質壁分離

植物細胞位在高張溶液(如濃食鹽水)時會脫水,在顯微鏡下可以看到細胞膜和細胞壁會分離,稱為質壁分離。其實很多的植物食物都是質壁分離的,像是泡菜、醃蘿蔔...等。

最近的課程裡,我安排讓學生利用不同的溶液觀察質壁分離,進而推論它的等張溶液濃度是多少,也就是生理食鹽水濃度。他們必須學會如何從給定濃度的食鹽水做連續稀釋,並且練習在顯微鏡下做細胞計數,最後還要找出濃度並且畫圖。課程大約一節課可以結束。

觀察質壁分離可以用
  • 紫背萬年青的下表皮
  • 紫色洋蔥細胞的表皮
  • 染色過的洋蔥表皮細胞
  • 薄葉子的水草
我在實驗前先試做一次,結果實驗室裡的紫錦草裡有顏色的表皮細胞不多,撕了好幾片表皮覺得不太理想,所以改使用水草。在這之前原本想使用洋蔥的,可是沒買到紫色洋蔥,而一般洋蔥的的液胞並沒有顏色,如果要染色,必須使用中性紅(染液胞用的),不過考慮到染色可能影響觀察質壁分離的濃度,所以轉向水草下手。

實驗室裡有同事擺的兩個水族箱,裡頭剛好就有薄葉子的水草,水草葉子上還附生了一些藻類。放在顯微鏡下一看,藻類上附了好多微生物,有喇叭蟲、輪蟲、線蟲...等,明年的微生物觀察就從這水族箱下手吧!(後來和梅子提起,梅子建議可以拿濾水器的海綿來泡,應該也有很多有的沒有的東西)

在課程之前,我先配好30%的食鹽水,讓學生比較泡過高張溶液和沒泡過的差別,這樣才認得到底質壁分離長什麼樣。

在學生的實驗中發現10%的比30%縮得還厲害,所以第二次我就改配成10%。為什麼30%的縮得不是很厲害呢?不知道,我猜也許細胞膜也許被破壞了吧?

水草葉片雖然沒有有色的液胞,不過觀察密集的葉綠體也能知道細胞膜的界腺。

↓質壁分離


↓質壁分離,原本可以塞滿方格子(細胞壁)的細胞,現在都縮成綠色一球一球的


在觀察的過程中,眼尖的學生還看見了細胞質流動(原生質流動),那是細胞內的一種生理現象。細胞質的流動本來是不容易觀察的,可是因為葉綠體會跟著細胞質一起流,所以看葉綠體就會知道細胞質怎麼流,而且看它們流還挺有趣的,只在靠近細胞膜的地方流,因為中間有個大液胞。

下面這個影片,是經過加快四倍速度的


學生在觀察之後,計算發生質壁分離的比例,推論等張溶液的濃度,答案應該在1%以下。不過因為連續稀釋的誤差,再加上取樣數不多,所以誤差在所難免。

在繪圖部份,大部分學生的細胞繪圖,已經達到標準了,恭喜恭喜。