第一篇：細胞破壁技術

中藥制劑中細胞破壁技術探討

【摘要】 目的:探討可用于植物細胞破壁的中藥制劑新技術。方法:查閱相關文獻,分析總結中藥制劑中可用于細胞破壁新技術的特點。結果與結論:超微粉碎、超聲波提取、微波萃取、酶法提取等方法是可用于植物細胞破壁的技術。細胞破壁后有利于中藥有效成分的溶出速率和溶出率的提高。

【關鍵詞】 細胞破壁； 超微粉碎； 超聲波提取； 微波萃取； 酶法提取；

【Abstract】 OBJECTIVE:To discussion new technology of traditional Chinese medicine which can be used in the area of cell wall-broken.METHODS:Relevant literatures were reviewed to summarize the characteristics of new technology of traditional Chinese medicine in the area of cell wall-broken.RESULTS&CONCLUSIONS:Ultra-fine powder,Ultrasonic extraction,Microwave-assisted extraction and Enzymatic extraction are new technologies which can be used in the area of cell wall-broken of plants.Cell wall-broken technology contributes to the improvement of dissolution rate and dissolution velocity of effective components of traditional Chinese medicine.還原

【Key words】 Cell wall-broken； Ultra-fine powder； Ultrasonic extraction； Microwave

細胞破壁是一種超微粉劑加工技術，中藥若采用常規方式粉碎，其單個粒子常由數個或數十個所組成，細胞的破壁率極低。中藥材細胞破壁超微粉碎加工技術可以把藥材有效成分充分釋放出來。細胞破壁后，細胞內的水份油份遷出，使微粒子表面呈現出半濕潤狀態，粒子和粒子之間會形成穩定的粒子團，每個粒子團都包含相同比例的中藥成分。該粒子團的物理結構隨組份中各成分HLB值（親水，親油平衡值）、延展性、破碎性、比重等不同組合和不同的相互作用而不同。這種結構有利于人體對中藥的吸收和利用。中藥脂溶性增強，輕易穿過脂膜，可以迅速提人體內的血藥濃度，達到治愈的目的。

采用細胞破壁技術，首先，可以增加藥物和食物的吸收率，提高其生物利用度。中藥經過超微處理后，藥物能較好地分散、溶解在胃腸液里，且與胃腸粘膜的接觸面積增大，更易被胃腸道吸收，從而大大提高了生物利用度。對于礦物類藥材，相當于一部分為水不溶性物質，經超微處理后，由于其粒度大大減小，可加快其在體內的溶解、吸收速度，提高其吸收量。

其次，有利于保留生物活性成分，提高藥效，有利于保留不耐高溫的生物活性成分及各種營養成分，從而提高藥效。

最后，節省原料，便于應用。中藥經超微粉碎后，可用較小劑量，獲得原處方療效。

我國向有“醫食同源，藥食同源”之說，藥食同源在歷史上早有記載。“食療”是保健理論中的精髓。如今人們的自我保健意識在日益增強，對于延年益壽、永葆青春有了更強烈的愿望，“醫食同源，藥食同源”的這一古老的概念，又一次賦于了人們追求回歸大自然的新的含義。隨著我國醫療模式由單純的治療向預防、治療、康復、保健復合型模式轉變，可將某些藥食兩用的中藥加工成超微細粉，制成各種功能性食品，服務于全人類。

應用該技術生產的產品具有六大特點：第一是中藥細胞破壁后，它所具有的良好的吸收性、溶解性、化學活性、生物活性等優點，對人體有極好的利用價值。第二是中藥細胞破壁后，使傳統的中藥在生產、治療、創新、使用上發生了革命性的變化。第三是解決了重要長期困擾相關產業發展的一個難題——使用復雜、費時和不方便。利用這項技術可制成免煎中藥，使用簡單方便，又減少了用藥量。第四是降低了人體體內的藥物殘留，還可以改善藥物品質，利于人類健康，為這些行業產品出口創造了良好條件。第五可以改善中藥的衛生質量，在對中藥進行細胞破壁超微粉碎時，與細胞尺度相當的蟲卵也會被殺死，從而減輕了病蟲害對中藥材的污染與損害，使得超微中藥具有純天然性，保證了中藥成分的完整性與安全性。第六是利于環保、綠化和植被保護，對中藥產業的長期和可持續發展起到了巨大作用。細胞破壁技術可節約中藥40%~60%，個別中藥可提高4倍的藥效，因此，中藥細胞破壁技術將使工業生產提升巨大的經濟效益和社會效益。

此項技術能廣泛應用于保健品、副食品、食品、醫藥、飲料、化妝品、畜牧等行業，市場前景和發展空間極為廣闊。

半生緣冬蟲夏草口服液采用細胞破壁技術，促使細胞內有效活性物質溶出，易于被人體全面吸收！提取的蟲草精華具有陰陽同補功效，藥性平和、溫而不燥、補而不滯，尤其適合體質虛弱和免疫力低下者服用。

2現國內外有哪些破壁技術

分離膜是指能以特定形式限制和傳遞流體物質的分隔兩相或兩部分的界面。膜的形式可以是固態的，也可以是液態的。被膜分割的流體物質可以是液態的，也可以是氣態的。膜至少具有兩個界面，膜通過這兩個界面與被分割的兩側流體接觸并進行傳遞。分離膜對流體可以是完全透過性的，也可以是半透過性的，但不能是完全不透過性的。膜在生產和研究中的使用技術被稱為膜技術。

隨著科學技術的迅猛發展和人類對物質利用廣度的開拓，物質的分離已成為重要的研究課題。分離的類型包括同種物質按不同大小尺寸的分離；異種物質的分離；不同物質狀態的分離等。

在化工單元操作中，常見的分離方法有篩分、過濾、蒸餾、蒸發、重結晶、萃取、離心分離等。然而，對于高層次的分離，如分子尺寸的分離、生物體組分的分離等，采用常規的分離方法是難以實現的，或達不到精度，或需要損耗極大的能源而無實用價值。

具有選擇分離功能的高分子材料的出現，使上述的分離問題迎刃而解。膜分離過程的主要特點是以具有選擇透過性的膜作為分離的手段，實現物質分子尺寸的分離和混合物組分的分離。膜分離過程的推動力有濃度差、壓力差和電位差等。膜分離過程可概述為以下三種形式：

① 滲析式膜分離 料液中的某些溶質或離子在濃度差、電位差的推動下，透過膜進入接受液中，從而被分離出去。屬于滲析式膜分離的有滲析和電滲析等； ② 過濾式膜分離 利用組分分子的大小和性質差別所表現出透過膜的速率差別，達到組分的分離。屬于過濾式膜分離的有超濾、微濾、反滲透和氣體滲透等；

③ 液膜分離 液膜與料液和接受液互不混溶，液液兩相通過液膜實現滲透，類似于萃取和反萃取的組合。溶質從料液進入液膜相當于萃取，溶質再從液膜進入接受液相當于反萃取。

膜分離技術是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實現分離、提純和濃縮的新型分離技術。膜分離過程的共同優點是成本低、能耗少、效率高、無污染并可回收有用物質，特別適合于性質相似組分、同分異構體組分、熱敏性組分、生物物質組分等混合物的分離，因而在某些應用中能代替蒸餾、萃取、蒸發、吸附等化工單元操作。實踐證明，當不能經濟地用常規的分離方法得到較好的分離時，膜分離作為一種分離技術往往是非常有用的。并且膜技術還可以和常規的分離方法結合起來使用，使技術投資更為經濟。

膜分離過程沒有相的變化(滲透蒸發膜除外)，常溫下即可操作；由于避免了高溫操作，所濃縮和富集物質的性質不容易發生變化，因此在膜分離過程食品、醫藥等行業使用具有獨特的優點；膜分離裝置簡單、操作容易，對無機物、有機物及生物制品均可適用，并且不產生二次污染。由于上述優點，近二三十年來，膜科學和膜技術發展極為迅速，目前已成為工農業生產、國防、科技和人民日常生活中不可缺少的分離方法，越來越廣泛地應用于化工、環保、食品、醫藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領域 細胞破碎方法簡述

隨著重組DNA技術得到廣泛應用以來，生物技術發生了質的飛躍．很多基因工程產物都是胞內物質，必須將細胞破壁，使產物得以釋放，才能進一步提取，因此細胞破碎是提取胞內產物的關鍵步驟，破碎方法的得當與否，直接影響到所提取產品的產量、質量和生產成本。現將近年來常用的幾種細胞破碎方法介紹一下。高壓勻漿法

設備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿間組成，英國 ADV公司和美國Microfluidics公司均有產品出售。其破碎機理：細胞在一系列過程中經歷了高速造成的剪刀，碰撞以及由高壓到常壓的變化從而造成細胞的破碎。

存在的問題；較易造成堵塞的團狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽性首以及有些亞細胞器，質地堅硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。高速珠磨法

設備是珠后機，瑞士WBC公司和德國西門子機械公司均制造各種型號的珠磨機，其破碎機下：微生物細胞懸浮液與極細的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合，珠子之間以及珠子和細胞之間和互相剪切、碰撞，促使細胞壁破碎，釋出內含物，在珠波分離器的協助下，珠子被滯留在破碎室內，漿液流出，從而實現連續操作，破碎中，生的熱量由夾套中的冷卻液帶走。

存在的問題：操作參數多，一般賃經驗估計并且珠子之間的液體損失30％左右。超聲破碎

頻高于15～20KHz的超聲波在高強度聲能輸入下可以進行細胞破碎。其破碎機理：可能與空化現象引起的沖擊波和剪切力有關。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、細胞濃度及首種類型等因素有關。

存在問題；超聲波破碎在實驗室規模應用較普遍，處理少量樣品時操作簡便，液量損失少，但是超聲波產生的化學自由基團能使某些敏感性活性物質變性失活。而且大容量裝置聲能傳遞，散熱均有困難。酶溶法

就是用生物酶將細胞壁和細胞臘消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。

存在的問題；易造成產物抑制作用，這可能是導致胞內物質釋放率低的一個重要因素。而且溶酶價格高，限制了大規模利用。若回收溶酶，則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌種需選擇不同的酶。化學滲透法

某些有機溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學藥品都可以改變細胞壁或膜的通透性從而使內合物有選擇地滲透出來。其作用機理；化學滲透取決于化學試劑的類型以及細胞壁和膜的結構與組成。

存在的問題；時間長，效率低；化學試劑毒性較強，同時對產物也有毒害作用，進一步分離時需要用透析等方法除去這些試劑；通用性差：某種試劑只能作用于某些特定類型的微生物細胞。

本文介紹了幾種細胞破碎的方法，可謂各有千秋，在實際應用中，應盡量考慮全面，選擇最科學、有效的方法。

（哈藥集團技術中心，李宏君，尹際彤）}

1、高速組織搗碎：將材料配成稀糊狀液，放置于筒內約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調速器先撥至最慢處，開動開關后，逐步加速至所需速度。此法適用于動物內臟組織、植物肉質種子等。

2、玻璃勻漿器勻漿：先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來回研磨，上下移動，即可將細胞研碎，此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，適用于量少和動物臟器組織。

3、超聲波處理法：用一定功率的超聲波處理細胞懸液，使細胞急劇震蕩破裂，此法多適用于微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，在1KG至10KG頻率下處理10-15分鐘，此法的缺點是在處理過程會產生大量的熱，應采取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。

4、反復凍融法：將細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復幾次，由于細胞內冰粒形成和剩余細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結構破碎。

5、化學處理法：有些動物細胞，例如腫瘤細胞可采用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞，細菌細胞壁較厚，可采用溶菌酶處理效果更好。

無論用哪一種方法破碎組織細胞，都會使細胞內蛋白質或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導致天然物質量的減少，加入二異丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺酰氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活力，但不是全部，還可通過選擇pH、溫度或離子強度等，使這些條件都要適合于目的物質的提取

第二篇：鍋爐水冷壁噴涂技術

一、超音速電弧噴涂的原理

電弧噴涂原理是利用兩根連續送進的金屬絲作為自耗電極，在其端部產生電弧作為熱源，用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化，并以超音速噴向工作件形成一種結合強度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂層的熱噴涂方法。其工作原理與普通電弧噴涂（亞音速霧化）一樣，超音速電弧噴涂是一個不斷連續進行的熔化－霧化－沉積的過程。

但在霧化方式上，超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂有根本的區別，其優點是： 霧化效果好，霧化后的粒子細小均勻，速度高，有利于獲得高質量的涂層。超音速電弧噴涂采用拉伐爾噴嘴，將氣流的速度從亞音速提高到超音速，加強了氣流對粒子的加速效果，從而提高了粒子速度。粒子速度對涂層的性能有很大的影響。粒子速度高，粒子沉積時對基體的撞擊作用就強，粒子變形就充分。有利于粒子與基體、粒子與粒子之間的結合，從而提高涂層的結合強度和內聚強度；粒子速度高，粒子沉積前在空氣中的飛行時間短，飛行中產生的氧化物就少，有利于粒子的結合，從而提高涂層的內聚強度，降低涂層的孔隙率。粒子速度越高，越有利于獲得高質量的涂層。隨著熱噴涂設備的更新換代，粒子速度在不斷提高，涂層的質量也不斷得到改善。超音速霧化減小了粒子的粒度，降低了涂層的粗糙度。

粗糙度是涂層的一項重要性能指標，它取決于霧化后粒子的粒度。超音速霧化加強了氣流對絲材端部熔化金屬間的作用，霧化的粒子細小均勻，大大降低了涂層的粗糙度。同時，粒子粒度的減小，也降低了粒子扁平化過程中的飛濺，有利于降低涂層的孔隙率。超音速霧化是超音速電弧噴涂的出發點，是其與普通電弧噴涂的根本區別。

超音速電弧噴涂設備包括電源、噴槍、送絲機構及其附件，關鍵設備是超音速電弧噴槍。我公司采用進口噴嘴，并且噴涂電流穩定，能在保證絲材霧化效果、涂層質量的前提下，一天的噴涂面積達到20m2。電弧噴涂時，弧區的溫度高達

5000－6000℃，用氣冷的方式對噴嘴進行冷卻。

二、超音速電弧噴涂在熱電廠中的應用

在我國，“鍋爐四管”的磨損腐蝕一直是困擾CFE鍋爐電站的瓶頸問題。由此引起的鍋爐 爆管、泄漏，腐蝕，停爐檢修等造成的經濟損失和社會影響是十分巨大的。

鍋爐四管因長期處在硫化腐蝕、高溫氧化和粒子沖刷的環境中，工作環境十分惡劣。為解決磨損腐蝕失效問題，在國外，采用電弧噴涂技術，例如美國、德國、前蘇聯、日本等國，在鍋爐四管上，噴涂不同的合金材料，對減緩鍋爐管子的磨損腐蝕，延長使用周期，是很有效果的。在國內超音速電弧噴涂技術也得到廣泛應用，如我公司先后為國內幾十家電廠對鍋爐四管、外置式換熱器、爐膛埋管受熱面、冷渣器中的熱交換器、水（汽）冷式旋風分離器膜式壁、爐膛水冷壁衛燃帶及其爐頂出口四周易磨損部位進行了噴涂，都取得了明顯效果。

三、超音速電弧噴涂的技術優點

超音速電弧噴涂與普通火焰噴涂相比，有以下技術優點：

1、熱效率高。

火焰噴涂產生的大部分熱量散失到大氣和冷卻系統中了，熱能的利用率僅為8－15%。而電弧噴涂是直接用電能轉化為熱能來熔化絲材，熱能利用率高達70－80%。

2、生產效率高。電弧噴涂的生產效率高，表現在單位時間內噴涂的金屬絲材多。一般情況 下，其生產效率是火焰噴涂的8倍以上。

3、操作簡單，安全可靠。電弧噴涂設備沒有復雜的操縱機構，只要把工作電流、電壓根據 噴涂材料的不同選在規定范圍內，均可保證噴涂質量。現場僅使用電能和壓縮空氣，不用氧氣和乙炔等易燃氣體，安全可靠。

4、涂層結合強度高。

電弧噴涂可在不提高工作溫度，不使用貴重金屬的條件下獲得較高的結合強度，一般可達20MPa,是火焰噴涂涂層強度的2.5 倍。而超音速電弧噴涂涂層的結合強度可達60MPa，與等離子的質量接近。

5、涂層孔隙率低。涂層表面的孔隙率普遍低于1%，提高了涂層的耐磨耐蝕性能。由于超音速電弧噴涂具有獨特的優點，因此在材料防腐、耐磨，修舊利廢以及電力生產領域得到廣泛的應用，產生了很大的經濟效益和社會效益。

超音速電弧噴涂的研制和應有成功，說明該技術具有高度的先進性和科學性。具體表現如下：

1、應用空氣動力學原理和計算機設計以及拉伐爾噴嘴等手段，成功研制出超音速電弧噴槍，大幅度提高粒子速度，測得的粒子速度超過了當前國內外電弧噴涂粒子速度，其中鋁離子最大速度為385.7m/s。

2、設計的超音速電弧噴涂電源，起弧可靠，還有拉伐爾噴嘴對氣流的加速作用，拉長了電 弧并能保持電弧穩定，有效提高了絲材粒子的霧化效果和涂層的致密度、結合強度。

3、噴槍采用氣冷式，解決了金屬粒子與噴嘴內壁的粘接難題，提高了氣流的質量，致使粒 子的速度和涂層質量都得到提高。

4、該技術具有較高的實用價值和推廣價值。超音速電弧噴涂技術在當前電弧噴涂領域處于 國際領先水平。

四、噴涂工藝、涂層材料特性

1、噴涂工藝

噴涂工藝主要包括兩部分：表面預處理和噴涂。先采用石英砂進行預處理，以除去管件表面的氧化物，使待噴涂的表面變得光潔，提高涂層的結合強度。涂層厚度厚度一般為 0.6－0.8mm，噴涂距離為150－200mm，噴涂角度90°。

2、涂層材料及其特性 涂層材料種類 a、鎳鋁合金

規格

Ф3.0mm Ф2.0mm b、鎳鉻鉬錳防磨合金 規格

Ф3.0mm Ф2.0mm c、高鉻鎳釩錳基防磨合金

規格

Ф3.0mm Ф2.0mm Ф1.6mm 材料特性

▲ 在所有金屬噴涂材料中具有最低摩擦系數0.08—0.12 ▲ 涂層具有超級結合強度>50Mpa ▲ 高耐磨性能使用壽命1—3年

▲ 耐高溫

在950℃的高溫下仍具有高強度的耐磨防腐性 ▲ 高硬度HV∽380（加載100ｋｇ）▲ 熱傳導性能極佳

▲ 熱膨脹系數極小

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第三篇：細胞凋亡實驗技術總結

細胞凋亡實驗技術總結 一形態學檢測

1、光學顯微鏡和倒置顯微鏡觀察法

未染色細胞:凋亡細胞體積變小、變形，膜完整但出現發泡現象，晚期出現凋亡小體。貼壁細胞出現皺縮，變圓，脫落。染色細胞:姬姆薩染色，瑞氏染色等。凋亡細胞染色質濃縮，邊緣化，核膜裂解，染色質分割成塊狀，形成凋亡小體。

2、熒光顯微鏡檢測法-熒光染料

例如，碘化丙啶(PI)是一種核酸染料，它不能透過完整的細胞膜，但在凋亡中晚期的細胞和死細胞，PI 能夠透過細胞膜而使細胞核紅染。選用536nm 激發光，細胞核呈紅色熒光。

3、電子顯微鏡

收集細胞，2.5%戊二醛4°C 固定24h，1%四氧化鋨后固定，丙酮梯度脫水，經包埋劑浸透后環氧樹脂包埋，超薄切片，醋酸鈾和枸櫞酸鉛雙重染色，透射電鏡觀察。凋亡Ⅰ期的細胞核內染色質高度盤繞，出現許多稱為氣穴現象的空泡結構。Ⅱa 期細胞核的染色質高度凝聚、邊緣化;細胞凋亡的晚期，細胞核裂解為碎塊，產生凋亡小體。

4、激光掃描共焦顯微鏡技術

FITC-AnnexinV+PI雙染，觀察凋亡過程中細胞膜PS表面的變化，并區分正常細胞(An-PI-)，早期凋亡細胞(An+PI-)，晚期凋亡細胞及壞死細胞(An+PI+)，細胞收集過程中出現的損傷細胞(An-PI+)。

二、細胞凋亡的生化及分子生物學檢測

1、DNA 斷裂檢測法

如使用瓊脂糖凝膠電泳檢測，細胞凋亡時，核染色質凝聚，染色質DNA 在核小體單位之間的連接處斷裂。凋亡早期可形成50~300kbp 的DNA 大片段，晚期核酸內切酶在核小體之間剪切核DNA，產生大量長度在180~200bp 整數倍的寡核苷酸片段。

2、膜聯蛋白V 法

磷脂酰絲氨酸(PS)位于正常細胞膜的內側，但在細胞凋亡的早期，PS 可從細胞膜的內側翻轉到細胞膜表面。Annexin-Ⅴ(膜聯蛋白-V)是一種分子量為35-36KD 的Ca2+ 依賴性磷脂結合蛋白，與PS高親和力。將Annexin-Ⅴ進行熒光素或生物素標記，以標記了的Annexin-Ⅴ作為探針，利用流式細胞儀、熒光顯微鏡以及共聚焦激光掃描顯微鏡檢測細胞凋亡的發生。

3、細胞凋亡的酶Caspase檢測

檢測Caspase活力可用免疫雜交技術分析酶原的加工和底物水解的產物，或用人工底物檢測酶活力，也可對活化的Caspase做親和標記。例如分析底物的水解產物，PARP(多聚ADP-核糖聚合酶)第一個被認識的caspase-3底物，它的相對分子質量為116000，水解后形成相對分子質量為85000 及相對分子質量為25000 的兩個片段，用抗相對分子質量為85000 片段的抗體檢測細胞是否發生凋亡。

4、線粒體膜勢能變化的檢測

線粒體跨膜電位的存在，使一些親脂性陽離子熒光染料可結合到線粒體基質，其熒光的增強或減弱反映了線粒體內膜電負性的增高或降低流式細胞儀檢測細胞的熒光強度或熒光顯微鏡觀察，拍照正常細胞中, Rh123 能夠依賴線粒體跨膜電位進入線粒體基質，熒光強度減弱或消失。而凋亡時，線粒體膜完整性破壞，線粒體膜通透性轉運孔開放，引起線粒體跨膜電位的崩潰, Rh123 重新釋放出線粒體, 從而發出強黃綠色熒光。

第四篇：觀察植物細胞的質壁分離和復1

觀察植物細胞的質壁分離和復原 實驗原理

當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞液中的水分就透過原生質層進入到外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁分離。當細胞校的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分就透過原生質層進入到細胞液中，使原生質層慢慢地恢復原狀，使植物細胞逐漸發生質壁分離復原。

目的要求

1．學會觀察植物細胞質壁分離與復原的方法。

2．了解植物細胞發生滲透作用的原理。

材料用具

紫色的洋蔥鱗片葉、紫鴨趾草葉片。

刀片、鎳子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡。

質量濃度為 0．3 g／mL的溶液蔗糖，清水。

方法步驟

1．撕下一小塊洋蔥鱗片葉紫色的外表皮制作成臨時裝片。

2．用高倍顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉片細胞中紫色大液泡（原生質層緊貼細胞壁）。

3.向蓋玻片的一側滴入蔗糖溶液，在另一側用吸水紙吸引。這樣重復幾次，蓋玻片下面的洋鱗片葉表皮就浸潤在蔗糖溶液中。用高倍顯微鏡觀察，細胞中液泡的大小、顏色變化。

5．從一側滴入清水，在蓋玻片的另用吸水紙吸引。這樣重復幾次，洋蔥鱗片葉又浸入清水中。用高倍顯微鏡觀察，細胞中液泡的大小、顏色變化。討論

1.洋蔥鱗片葉表皮細胞在什么條件下發生質壁分離？在什么條件下發生質壁分離復原？

2.如果將上述表皮細胞浸潤在與細胞液濃度相同的蔗糖溶液中，這些表皮細胞會出現什么現象？

3.紅細胞能不能通過滲透作用吸水或失水？紅細胞會不會發生質壁分離現象？

第五篇：《觀察植物細胞的質壁分離和復原》教學設計

《觀察植物細胞的質壁分離和復原》教學設計

一、教學目標： 1：知識目標：

（1）了解植物細胞發生細胞質壁分離和復原的基本過程；

（2）理解植物細胞發生滲透作用的原理。2：能力目標：

（1）初步學會觀察植物細胞質壁分離和復原的方法；

（2）培養“假設—實驗—結論—應用”的基本科學探究能力。3：情感目標：

（1）領悟科學探究思想方法，體會探究活動中的成功感，增強學生學習興趣和自信心；

（2）培養學生合作和動手能力。

二、教學重點及解決的具體策略：

1、重點：引導學生探究實驗，確定實驗的材料、試劑的種類與濃度，并進行應用創新。

2、具體策略：通過不同濃度的蔗糖溶液的實驗結果激發學生探究欲望，學生便很輕松的理解了為什么選擇紫色洋蔥的外表皮和0.3g/mL的蔗糖溶液的原因。

三、教學難點及突破的具體辦法：

1、難點：在探究實驗過程中培養學生的實踐能力和創新能力。

2、突破的具體辦法：讓不同小組的同學展示自己的實驗結果并進行描述自己的實驗過程以及對實驗結果的分析，然后推薦最優秀實驗小組，這樣不僅提高他們的實驗興趣更能提高他們探究過程的細心觀察和思考每一個細節。

四、課前準備：

（1）實驗課前，教師要求學生復習滲透作用原理及其發生條件，并做好預習，理解實驗原理，了解實驗目的要求和方法步驟；（2）材料器具：洋蔥、0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL的蔗糖溶液、KNO3、清水、顯微鏡、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙等。

五、教學方法：合作式探究教學法

六、設計思路：

根據成熟的植物細胞放到一定濃度的溶液中構成一個滲透系統；當細胞大量失水時原生質層與細胞壁的伸縮程度不同，導致原生質層與細胞壁分離，進而探究植物細胞的質壁分離與復原過程。

七、實驗內容分析：

本實驗是在滲透系統的基礎上來學習質壁分離和復原的實驗，使學生理解植物細胞是一個滲透系統。學生只有通過實驗操作和觀察質壁分離和復原的現象，獲得細胞吸水和失水與環境溶液濃度的關系的感性認識，才能深入理解細胞是一個滲透系統以及影響細胞滲透吸水的內外條件，從而很好的掌握本實驗。

八、教學流程：

（一）問題：教材中為什么選用0.3g/mL的蔗糖溶液呢？“能否用其它濃度的蔗糖溶液代替0.3g/mL的蔗糖溶液”這個問題，我們設計了第一組對照實驗：

在這組實驗中，所用的實驗材料為紫色洋蔥鱗片葉、蔗糖溶液，只是將蔗糖溶液的濃度改換了一下。為了使現象區分較為明顯，我們所用的溶液濃度差別較大，分別為0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL，通過實驗對比得出結論。

（二）引導：學生分組使用不同濃度KNO3、葡萄糖實驗試劑，教師觀察適時恰當地予以指導，分組實施探究活動，自己設計表格記錄數據。看其是否能敏銳地觀察到“質壁分離自動復原”這一事實，及能否真實的記錄數據，并繼續分析實驗結果。

（三）展示圖片并講解:

九、教學過程：

導入：復習舊知識，學生思考、回答。教師提出問題：比較處在一定液體環境中的植物細胞與滲透裝置，兩者有哪些相似之處？若將一個成熟的植物細胞放置到濃度較高的溶液中，細胞液中的水分子將向細胞的哪一側運動？而如果細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，將會出現什么有趣現象？

教師：根據以上的假設和教材中選用0.3g/mL的蔗糖溶液。那么能否用其它濃度的蔗糖溶液代替0.3g/mL的蔗糖溶液，因此我們選擇了0.1g/mL、0.3g/mL、0.5g/mL、0.7g/mL的四種不同濃度的蔗糖溶液。

學生動手實驗：

學生分組描述觀察到的現象：

用0.1g/mL的蔗糖溶液時，細胞發生輕微的質壁分離，但現象不明顯，幾分鐘后滴加清水，復原較慢。

用0.3g/mL的蔗糖溶液時，分離較明顯，有一部分細胞原生質層已經完全脫離細胞壁，幾分鐘后滴加清水，復原較快。

用0.5g/mL的蔗糖溶液時，分離很明顯，幾分鐘后滴加清水，不能發生質壁復原。

用0.7g/mL的蔗糖溶液時，分離現象更加明顯，幾分鐘后滴加清水，不能發生質壁復原。

問題：為什么前兩種情況下可以發生復原，而后兩種情況下即使滴加清水都不能復原呢？

小組分析討論：得知是由于后兩者濃度過高，導致細胞失水過多而死亡，從而不能復原。而前兩者由于濃度不是太高，細胞失水不是太多，仍然存活。

總結并將結果展示：

實驗結論：為了觀察質壁分離復原現象，不可以采用0.5g/mL或0.7g/mL的蔗糖溶液，而0.1g/mL的溶液分離現象不明顯，且用時太長，所以最好選用0.3g/mL的蔗糖溶液來觀察植物細胞質壁分離現象。教師：展示圖片并講解: 問題：若用不同濃度KNO3、葡萄糖實驗試劑，又會有什么樣的現象呢？

學生：分組探究活動，自己設計表格記錄數據、分析實驗結果。結果展示：他們觀察到“質壁分離自動復原”這一事實。

十、板書設計：

一、實驗結果：

二、圖片展示：

十一、課后反思：

探究實驗的目的并不在于得到全班學生統一的結果，而重在使學生真正參與探究過程，在實踐中獲得具體的經驗體會，讓學生懂得科學的探究方法，培養嚴謹的科學態度，讓他們的創新意識得到發揮，這可以讓學生受益終身。本探究實驗從提出問題、作出假設，到設計實驗、進行實驗，以及結論分析等，都是在教師的啟發下，學生一步一步親自完成的。在這種過程式教學中，學生主動參與探究與體驗的多了，獨立思考，克服困難、百折不撓的意志品質受到了很好的磨煉，實驗設計能力不斷增強，創新意識和實踐能力得到了真正的提高。師生在探究活動結束后回頭思考探究的整個過程，大大提高了學生參與的自主性：對于學生有創意的想法，教師要及時給予鼓勵，在課堂上營造一種敢于創新、樂于創新、積極創新的學習氛圍，讓學生獲得成功的體驗；還有助于合作小組取長補短，學會科學的思維方法和研究方法，體驗到課堂的快樂。才能讓學生感受到自己才是課堂的真正主人。

通過這個研究學習的實驗，我們感悟頗多。平時，做學生實驗時，我們是被動的，一切都由老師決定，材料及裝置都是現成的，而且只能用一種材料，做一個裝置，觀察一次質壁分離和復原現象。而這次學生自己設計實驗，自己動手，進行了多次實驗，取得了明顯準確的效果。這樣不但培養了學生的創新精神，還提高了學生動手實踐的能力和提取重要信息的能力。同時，培養了學生之間相互合作，互相幫助，協調配合的習慣。

不足之處：實驗材料只有紫色洋蔥，會給個別學生造成只有紫色洋蔥才能發生質壁分離和復原現象。