模拟植物吸水实验:植物根毛怎样吸水

植物根毛怎样吸水?今天就让童乐福儿童网科学小编给大家来讲讲模拟植物吸水实验。让我们来尝试做下面的实验。

​​​

模拟植物吸水实验所需材料:水玻璃纸镊子硫酸铜溶液(有毒,注意不要用手取,以免误入嘴里)胡萝卜适合年龄:6岁以上,12岁以上难易程度:中级

大多数高等植物的吸水器官是根上的根毛。根毛很细,但是每株植物的根毛加起来总长度却很长。比如一株健壮的玉米,把根毛连接起来,可达二十五公里。这么多的根毛是怎么吸水的?后来知道,根毛吸水是通过细胞膜来完成的。细胞膜是一种很特殊的薄膜,它究竟怎样吸水呢?要弄清这个问题,还需要追溯到一百多年前的实验。

早在 1862 年,英国化学家格拉汉姆发表了胶体物质的研究。几年以后,特劳伯就利用胶体来研究细胞的渗透现象。他用一滴胶体溶液加入到鞣质酸溶液当中,结果在这两种液体相接触的面上就形成了一种薄膜。后来又发现,这个膜只允许某些小分子物质(比如水)透过;而不让大分子的物质(比如糖、蛋白质、脂肪等)透过,科学家把这种膜叫做半透膜。特劳伯是第一个研究半透膜的人。

后来,科学家费倍尔对半透膜进行了广泛的研究,认为动植物的细胞膜都具有半透性的特点。比如,根毛细胞、膀胱壁、毛细血管壁和肠壁等都是半透膜。

实验步骤:

为了进一步了解细胞膜是一种半透膜的道理,我们可以用带微孔的玻璃纸来做个实验。

怎样使玻璃纸打上微孔呢?用小针吗?不行!针眼太大。要用化学方法来打孔。找一张普通玻璃纸,擦干净后平铺在大碗或大碟子里,倒进一些 20%浓度的硫酸铜溶液,要浸没玻璃纸。在室温为 10—20 摄氏度下,浸泡一小时以后,用镊子取出来(硫酸铜有些毒性,不要用手取,以免误入嘴里)。用清水冲洗干净,半透膜就做成了。20%的硫酸铜溶液能把玻璃纸腐蚀成许多肉眼看不见的小洞洞。

你把番茄汁包在玻璃纸半透膜里,用线把膜袋口紧紧扎住,然后慢慢地放在盛有浓盐水的瓶子里,让半透膜袋悬在盐水中。不一会儿,就看到半透膜袋明显地变瘪了。这是番茄汁中的水分通过半透膜进入了浓盐水里造成的。

这时候,你把膜袋取出来,再把它悬在另一个盛有清水的深盆里。不久,你又会看到半透膜袋慢慢地鼓了起来。这是因为水分通过半透膜进入到玻璃纸半透膜袋里来了。植物根毛细胞的吸水跟这个道理完全一样。当土壤溶液的浓度小于细胞液的时候,根毛细胞就吸水;相反,根毛细胞就排水。但是必须强调,细胞膜绝不是一种简单的、机械的半透膜。它的功能跟活细胞的生命活力有密切关系,一旦活细胞的生命活动受到阻碍或停滞了,细胞膜的半透性也会发生很大变化,甚至丧失半渗透能力。再做这个实验,你就会更清楚地懂得根毛细胞的吸水道理了。把一个胡萝卜的顶部顶去,在切口面上用小刀挖一个圆孔,孔的大小要正好能塞紧一个软木塞(或像皮塞)。从圆孔向下,把胡萝卜心里的肉挖出去,成一个长柱形的深坑。注意不要把胡萝卜捅穿——这是实验成败的关键之一。

找一个刚好能把坑口塞紧的软木塞。在软木塞的中心地也钻一个小孔,刚好能插进一根两头开口的玻璃管。在胡萝卜坑里灌满浓糖水(要用白糖或红糖,不能用葡萄糖)。塞上软木塞以后,糖水就进入玻璃管里,记下这时候玻璃管上的水位。然后,用熔化的蜡把软木塞封住,不能漏气——这是实验成败的关键之二。在一个干净的大玻璃或大口瓶里,装上干净的水,再把上面的一套装置放在水中,让玻璃管口露出水面。

大约十分钟左右,玻璃管中的液面慢慢上升。如果玻璃管比较短的话,一小时以后,糖水就会从玻璃管的上口溢出来。时间越长,溢出来的水越多。你尝一尝溢出来的水有甜味,再尝尝杯子里的水,一点甜味也没有。可见,杯子里的水透过胡萝卜,渗进了胡萝卜坑里,所以糖水会增加;然而胡萝卜坑里的糖水却没有进到杯子里去。

这是什么原因呢?秘密也在细胞膜上。胡萝卜的细胞膜就好像我们筛土用的筛子一样。筛子只允许小于筛孔的土粒通过,大于筛孔的土粒就过不去。像水和溶解在水里的食盐等无机物,它们的分子比较小,可以自由通过细胞膜,像白糖、红糖、淀粉、蛋白质等有机物,它们的分子大,就不能通过细胞膜。

那为什么胡萝卜细胞里的水不会倒流到杯子里面去呢?这是由第二种因素,即膜的两边溶液的浓度来决定的。如果细胞液的浓度大于外面溶液的浓度,外面的溶液里的水分就会渗进细胞里;如果细胞液的浓度小于外面溶液的浓度,细胞液里的水会就分流出去。杯子里的清水不含糖类等有机物质,所以水就很快渗进胡萝卜里去了。

在一般情况下,根毛细胞液的浓度总是大于土壤溶液的浓度,所以根里的水是不会倒流到土壤里去的!如果给花草树木及农作物施用太浓的肥料水时,植物体里的水就会倒流到土壤里,很快会打蔫甚至枯死。

科学家利用细胞膜的半渗透特性,来速测种子的成活率,从而快速地了解种子的质量。方法很简单:取 5 毫升红墨水,用 95 毫升的冷开水或自来水稀释,就配制成了 5%的染色液。配制多少染色液要看种子多少来决定,配好随即使用。取 50 粒玉米种子,浸泡在 30 摄氏度左右的温水里,大约泡三四个小时。种子充分膨胀以后,用刀片把每粒种子纵切成两半。再把它们全部浸没在盛有红墨水染色液的碗里,半小时以后,把红墨水染色液倒掉,再用自来水反复冲洗种子,一直到冲洗后的水不带红色为止。

最后把洗净的种子平铺在白纸上,仔细地察看每一粒种子的胚和胚乳的着色情况。如果种子的胚,特别是胚根部分,已经全部被染成红色,而且和胚乳的着色程度相近,这样的种子肯定是丧失发芽能力的死种子。如果种子的胚出现斑斑点点的红色,说明种子的部分组织已经死亡,是生命力较弱的种子。如果种子的胚和胚乳完全没有着色,或者略带浅红色,这些种子就是生命力较强的活种子。用这种方法就可以快速地测算出种子的发芽率。

为什么用红墨水染色就能知道种子的死活呢?这是由于种子活细胞的原生质膜是一种半透膜,这种半透膜不能透过红墨水的微小颗粒,所以活种子的胚就不会染色。死种子细胞的原生质膜丧失了半透性,红墨水的颗粒就可以自由地进入细胞,胚和其他部位就很容易染上红色。

童乐福儿童网提醒小朋友:只要自己亲自动手做一做,然后结合所运用到的知识点才能真正的算掌握了此实验。实验过程中要注意安全。

相关推荐文章:重力对植物生长的影响实验:植物不能倒着长 植物的根总是向下长,芽总是向上长的。能不能倒过来,叫根向上长,芽向下生长呢?今天就让童乐福儿童网科学小编给大家来讲讲重力对植物生长的影响实验。让我们来尝试做下面的实验。 ​​ 重力对植物生长的影响实验所需材料: 玉米种子 培养皿 水 吸水纸 适合年龄:6岁以上,12岁以上 难易程度:中级 实验步骤:…简单的光学小实验:光的穿透性【光的散射现象】 如果你细心观察,就会发现,汽车用的车灯以黄色和红色为主,你知道车灯为什么不用蓝色、绿色吗?完成下面的实验,你就知道答案了!跟着童乐福儿童科学小编一起出发吧!​ 光的穿透性实验所需材料: 一个透明的广口瓶 牛奶 一把剪刀 一根筷子 水 一支手电筒 红、黄、绿、蓝、紫色玻璃纸 适合年龄:6岁以上…简单的科学小实验:溶液的体积变小【分子间存在间隙的例子】 如果我问你1+1等于几,你肯定会毫不犹豫地回答道:“2.”可是将一杯水和一杯酒精混合在一起后,体积并不是它们体积的和。这是怎么回事呢?跟着童乐福儿童科学小编一起出发吧!​ 溶液的体积变小实验所需材料: 一瓶消毒酒精 一个量杯(250毫升) 胶带 一个透明的玻璃瓶 一些蓝色食用色素 适合年龄:6岁以上 难易程度:中级 溶液的体积变小实验步骤:…简单的水的小实验:沸水中的小鱼【为什么冰水混合物的温度会保持不变?】 鱼一般都生活在凉水中,水温太热就会让他们无法生存。但是,游戏中的这条小鱼竟然可以在沸水中自由自在地游动。它有怎样神奇的法术呢?快来一探究竟吧!跟着童乐福儿童网科学小编一起出发吧!​ 沸水中的小鱼实验所需材料: 水 一条活着的小鱼 一个试管夹 一支蜡烛 一支试管 一盒火柴 适合年龄:6岁以上 难易程度:中级…简单的温度小实验:蛋黄熟了蛋清却没熟【凝固点知识】 哈哈兔:“你们知道怎样把鸡蛋黄煮熟吗?\” 皮皮鼠:\”当然是用水了,蒸也可以!\” 哈哈兔:“要是只把鸡蛋黄煮熟,而蛋清却没熟,你们知道该怎么做吗?\” 笨笨熊:\”开什么玩笑,蛋黄都熟了,蛋清怎么可能没熟呢?\” 哈哈兔:“嘿嘿!没见识过吧!那现在就让你们见识见识! 同学们,跟着童乐福儿童网科学小编一起出发吧!​ 蛋黄熟了蛋清却没熟实验所需材料: 生鸡蛋1个 透明玻璃杯1个 温度计…

未经允许不得转载:全书网 » 模拟植物吸水实验:植物根毛怎样吸水

赞 (0)