質壁分離

成長的細胞是一個滲透系統，其中液泡具有一定的水勢。當細胞放在高滲溶液中，由於細胞的水勢高於溶液的水勢，細胞內的水分外滲，原生質隨着液泡一起收縮而發生質壁分離。將已發生質壁分離的細胞放在低滲溶液中，細胞就吸水，而發生質壁分離復原。 ^[1] 

由於細胞膜與液胞膜的半透性，在高滲液中細胞液脱水而膨壓下降，不久就呈現質壁分離的臨界狀態（此時膨壓為0）。若進一步脱水，原生質體收縮同細胞壁分離，當細胞液的滲透壓與外液相等時，便停止收縮。把此時所用的溶液稱為質壁分離液。作為分離液，細胞膜對其溶質必須具有半透性，分子量較大的非電解質（如糖）或溶解度高的中性鹽常被用作分離液。如用對細胞膜和細胞壁吸附力強的Ca作為分離液，則整個原生質體輪廓向內凹陷而引起凹形質壁分離。如果用吸附力弱的K⁺和Na⁺作為分離液，則向外凸出而出現凸形質壁分離，通常把細胞浸入分離液中就出現凹形分離，隨着時間推移則凹形部位減弱，最後整個原生質體呈現凸形分離狀態，至此所需的時間稱為質壁分離時間。此外用K⁺ ，Na⁺ 、Li⁺，則細胞膜的透性增高，由於離子滲入細胞質的結果，細胞質膨脹而粘性減少，細胞壁與液胞被壓迫，而原生質集中於細胞分離的一端，有如着冠狀態，這種現象稱為冠狀質壁分離。

滲透壓：因為半透膜內外液體的濃度不同而產生壓強的不同。

質壁分離時原生質層和細胞壁之間的液體是實驗所用的液體和細胞內滲透出的水。

植物細胞常因原生質和細胞壁結合的緊密程度或原生質的黏性大小的不同而表現不同的質壁分離形式。質壁分離主要有兩種形式:凸形和凹形，有時把嚴重的凹形質壁分離叫做“痙攣形”質壁分離。質壁分離最初由凹形開始，以後或保持這一形式或逐漸轉為凸形。保持凹形質壁分離的時間長短與原生質的黏性大小關係很大，凡是原生質黏性大的，能維持較長時間的凹形質壁分離，甚至成為“痙攣形”；而原生質黏性很小的，則較快地轉為凸形質壁分離。 ^[2] 

當外界溶液濃度大於細胞液濃度時，根據擴散作用原理，水分子會由細胞液中滲出到外界溶液中，通過滲透作用失水；由於細胞壁和原生質層的伸縮性不同，細胞壁伸縮性較小，而原生質層伸縮性較大，從而使二者分開；反之，外界溶液濃度小於細胞液濃度，則細胞通過滲透作用吸水，分離後的質和壁又復原。

紫色洋葱的鱗片葉、刀子、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡；質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液或質量分數為30%的蔗糖溶液、清水。

一 臨時裝片製作：

選材：

(1)選用紫色特別深的洋葱外表皮；説明：Ⅰ：在實驗之前，最好將洋葱放在水中浸泡一下，可以使洋葱吸水多一些，而且代謝也比較旺盛，實驗效果明顯。Ⅱ：將洋葱的外層剝去兩層，因為處於最外的可能已經死亡。

(2)取表皮：在洋葱的外表皮上，用刀片劃“井”字，用鑷子輕輕撕取一小塊；關鍵：最好撕取單層細胞，如果撕的太厚，則會使細胞重疊，嚴重影響實驗效果。

製片：

在載玻片中央滴上一滴清水，然後將取下的洋葱表皮放在水中，平展開來；加上蓋玻片。

注意：Ⅰ：洋葱表皮不能捲曲起來；Ⅱ：不能帶有氣泡；Ⅲ加蓋玻片時，要從一側大約45°角放下，在載玻片和蓋玻片之間充滿了清水，以便擠出空氣。

觀察：

約5分鐘後，用顯微鏡觀察，可見在蔗糖溶液滴中的細胞原生質體先自細胞角隅處脱離細胞壁，最後整個原生質體脱離細胞壁成圓形，此狀即為細胞的質壁分離現象。觀察時用放在清水裏的洋葱表皮作比較。 ^[1] 

取下臨時裝片，在一側滴入清水，另一側再用吸水紙重複幾次吸引，以確保洋葱表皮細胞完全浸在幾乎是清水中；

先在低倍鏡找到一個質壁分離現象比較明顯的細胞，然後觀察，可見和剛才相反的現象，中央液泡漸漸變大，顏色變淺，最後原生質層又和細胞壁緊緊地貼在一起；若質壁分離沒有復原，則證明外界溶液濃度過高，導致細胞死亡。三 總結：細胞液濃度小於外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用失水，發生質壁分離現象;細胞液濃度大於外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用吸水，發生質壁分離復原現象。

如果外界溶液是葡萄糖、硝酸鉀、氯化鈉、尿素、乙二醇等，質壁分離後因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離後的自動復原。

利用質壁分離，可以測出水與溶質的透性（原生質測定法），此外如把質壁分離的細胞壁切斷，可取出原生質體。