關於此實驗
更換虛擬洋蔥細胞切面的周圍溶液，觀察原生質體從細胞壁退縮或恢復的過程。比較水勢，並區分固定不變的細胞壁與不斷變化的細胞內容物。
學習目標
- 使用溶質濃度和壓力比較水勢。
- 將質壁分離辨識為膜接觸和膨壓的喪失。
- 解釋為什麼沖洗時必須保持萎縮細胞的初始體積。
使用方法
- 1在初始高濃度溶液中進行十分鐘試驗。
- 2記錄原生質體體積、膨壓和膜接觸情況。
- 3用水沖洗，並確認換液瞬間體積保持連續。
- 4繼續觀察恢復過程，並比較接近平衡時細胞和浴液的水勢。
模型
假設
- 細胞壁體積固定。模型中的溶質留在膜內，而水可以移動。控制依據是總滲透濃度，而不是鹽的化學式單位莫耳濃度。
- 溶質勢遵循理想范特霍夫關係。體積低於 0.7 時，細胞壁應力為零；超過該閾值後，應力依 k(V-0.7)/(1-V) 增加。
- 透過平衡滲透壓與細胞壁壓力來求得平衡狀態。暫態體積會以指數形式趨近平衡狀態；這是一種現象學近似，並非對膜流動進行精確求解的定律。
- 低於 0.7 倍參考體積時，膜會退縮。超過該值後，膜會保持貼著細胞壁，同時內部體積和膨壓發生變化。
- 更換浴液會保留目前體積，並重新開始計時交換過程。更改細胞參數則會從一個水分平衡的細胞開始新的試驗。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼膨壓會在固定的細胞壁消失之前變為零？
- Q2為什麼在沖洗後溶質濃度已經低於之前的情況下，水仍可能進入細胞？
常見問題
滲透濃度控制值是否與NaCl莫耳濃度相同？
不相同。滲透濃度統計溶解粒子的數量。鹽的解離使化學式單位莫耳濃度成為不同的量。
為什麼膨壓為正時，膜不會收縮並脫離？
在超過指定的鬆弛體積閾值之前，幾何結構會使膜保持與細胞壁接觸。