淺談觀察植物根尖細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法

錢衛(wèi)芳

摘要為確保初次接觸有絲分裂實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)，觀察到大量的分裂相。筆者對該實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了精細(xì)的優(yōu)化。并發(fā)現(xiàn)只要操作得當(dāng)，染色充分，在8-18點(diǎn)任意時(shí)段的取材均能觀察到大量的分裂相。

關(guān)鍵詞 有絲分裂 生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號 Q-331

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

高中生物新教材改革后，觀察植物根尖細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)被保留了下來，說明該實(shí)驗(yàn)在高中階段是一個(gè)有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)。但是按照教科書提供的方法，即便是教師，40min內(nèi)也常常只能勉強(qiáng)找到數(shù)量較少的分裂相，效率較低。要讓初次接觸實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在短短40min完成該實(shí)驗(yàn)并充分觀察，更是難以實(shí)現(xiàn)。筆者對該實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了精細(xì)的優(yōu)化，確保在15～20min內(nèi)，即便是初次接觸的學(xué)生也能獲得較高的成功率，從而真正讓學(xué)生感受到做實(shí)驗(yàn)的快樂。

1“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”存在的弊端

1材料獲取困難：現(xiàn)在市場上的洋蔥發(fā)根十分困難（多數(shù)未解除休眠），對于學(xué)生多的學(xué)校，獲取材料已成為完成實(shí)驗(yàn)的巨大阻力。

2若使用大蒜根尖或其他材料代替洋蔥，由于根尖表皮較厚，所以按教材用體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液，無法充分解離，實(shí)驗(yàn)成功率幾乎為零。

3漂洗10min，耗時(shí)太長，導(dǎo)致學(xué)生難在一節(jié)課上充分觀察或做重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

4先將整個(gè)根尖染色再弄碎觀察，根尖中心正在分裂的細(xì)胞染色不充分，常常使實(shí)驗(yàn)失敗。

2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1洋蔥改為大蒜：將大蒜放入冰箱4°C，24h解除休眠，置于20-25°C的黑暗處，用水浸泡基部，3～5d，根長至3～5cm可用。

2用一定高度的調(diào)色盤，中間小隔取解離液解離;周邊取清水為漂洗備用。以體積分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液按1∶1混合，配置解離液。在任意時(shí)段，剪取粗壯的根2～3cm，放入解離液中5min。

3鑷取解離好的根尖，置于調(diào)色盤周邊多個(gè)小隔的清水中，在1min內(nèi)漂洗3或4次。

4將漂洗好的根尖放在載玻片上用刀片截取2～3mm的根尖（約為芝麻粒大?。?。用牙簽將根尖搗碎，滴半滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的龍膽紫溶液染色5min，用牙簽不斷攪拌。

3改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1大蒜易發(fā)根，發(fā)根數(shù)量多，且大蒜個(gè)體小，實(shí)驗(yàn)完成后浪費(fèi)小。

2任意時(shí)段取材，可以滿足不同時(shí)段上課的學(xué)生

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，材料可以現(xiàn)取現(xiàn)用，無需固定。利用調(diào)色盤解離、漂洗，既能充分漂洗又快速、簡便。蒜根表皮較厚，必須采用體積分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液解離5min，才能充分解離。取根太短，解離后會變得透明而酥軟，鑷取時(shí)會碎爛而消失，故根應(yīng)取長些。

3漂洗操作方便，時(shí)間縮短。

4取材少、根尖先搗碎再染色、不斷攪拌細(xì)胞。這些操作均能使分裂期的細(xì)胞充分染色。采用低濃度的龍膽紫溶液，染色清晰，便于觀察。

4對改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的討論

4.1所選材料還可用蠶豆根代替蠶豆根染色體為12對，比蒜、洋蔥染色體少，有利于觀察。同時(shí)，蠶豆發(fā)根穩(wěn)定，受休眠期影響小。用蠶豆根尖做實(shí)驗(yàn)材料，應(yīng)注意每個(gè)裝片只能用一個(gè)根尖的1/4，即1個(gè)根尖可分為4份，制作4個(gè)裝片，材料太多染色不充分，會直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

4.2染色充分是能觀察到大量分裂相的關(guān)鍵

實(shí)驗(yàn)中常常會出現(xiàn)這樣的情況，解離很充分，能清晰觀察到細(xì)胞及細(xì)胞核，但似乎觀察到的細(xì)胞都處于分裂間期，難以觀察到分裂相。其實(shí)生長中的根，每時(shí)每刻均有大批細(xì)胞在分裂。為什么，觀察到的細(xì)胞總是處于晚間期？經(jīng)過多次觀察后，發(fā)現(xiàn)如果染色不充分，觀察到的著色細(xì)胞往往是根尖表皮成熟的細(xì)胞，均為間期。處于根尖內(nèi)部正在分裂的細(xì)胞由于染色不充分，所以難以觀察得到。這時(shí)若將顯微鏡光線略微調(diào)暗，會發(fā)現(xiàn)有大量位于底層模糊的未著色細(xì)胞，而這些細(xì)胞才是分裂的細(xì)胞。

在很多研究論文中都提及：上午10點(diǎn)到下午2點(diǎn)是細(xì)胞分裂的高峰期，所取材料分裂相多。其實(shí)分裂相的多少與取材時(shí)間關(guān)系并不大，染色是否充分才是能否觀察到較多分裂相的關(guān)鍵。

4.3分裂相的多少與根的粗壯程度密切相關(guān)

在8～18點(diǎn)，筆者每30min取一次材進(jìn)行觀察（根可以是洋蔥、大蒜、蠶豆等），發(fā)現(xiàn)每個(gè)時(shí)間段均有大量細(xì)胞在分裂。11點(diǎn)、14點(diǎn)、18點(diǎn)分裂細(xì)胞確實(shí)更多，但是只要操作得當(dāng)，染色充分，任何時(shí)段取材，觀察到的分裂細(xì)胞都很多探究過程中發(fā)現(xiàn)影響分裂相多少的顯著因素是根尖的粗壯程度，所選根尖越粗壯分裂相越多。較粗壯的根尖即使在9點(diǎn)、15點(diǎn)、16點(diǎn)這些不是分裂高峰期的時(shí)段，也能觀察到較多的分裂相。

綜上所述，臨時(shí)裝片的制作要點(diǎn)為：取材可多樣化，根據(jù)不同材料表皮的薄厚使用不同濃度的鹽酸進(jìn)行解離。蠶豆和大蒜可用體積分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液解離;取材應(yīng)盡量少，芝麻大小即可，染色時(shí)應(yīng)充分?jǐn)噭?取材應(yīng)取粗壯根，取材時(shí)間不受限制。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，即便是初次做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，完成臨時(shí)裝片的制作僅需約15min，大部分學(xué)生能在一節(jié)課觀察到分裂相，大大提高了實(shí)驗(yàn)課的有效性，使學(xué)生真正體驗(yàn)到了實(shí)驗(yàn)的快樂。

參考文獻(xiàn)：

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