大蔥是觀察葉綠體和線粒體的好材料*

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摘 要：本文嘗試以大蔥（長(zhǎng)蔥白品種）為實(shí)驗(yàn)材料，探討其作為觀察葉綠體、線粒體材料的可行性。結(jié)果表明：大蔥的蔥葉可用于觀察葉綠體，鱗莖的鱗片葉可用于線粒體觀察，且具有實(shí)驗(yàn)材料供應(yīng)充足、撕取表皮操作難度低、觀察效果好等優(yōu)點(diǎn)。因此大蔥也是觀察葉綠體和線粒體的理想材料。

關(guān)鍵詞：大蔥；葉綠體；線粒體；健那綠

“用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”是人教版普通高中《生物·必修1·分子與細(xì)胞》第三章第二節(jié)中設(shè)置的一個(gè)觀察類實(shí)驗(yàn) [1 ]，本實(shí)驗(yàn)的目的是使用高倍鏡觀察葉綠體、線粒體的形態(tài)和分布，并讓學(xué)生了解所觀察到的現(xiàn)象與科學(xué)事實(shí)之間的差距，樹(shù)立良好科學(xué)態(tài)度 [2 ]，其中“制作人的口腔上皮細(xì)胞臨時(shí)裝片，觀察線粒體”是本章節(jié)教學(xué)難點(diǎn)。但以口腔上皮細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料觀察線粒體時(shí)存在以下不足：①離體后的口腔上皮細(xì)胞，胞內(nèi)線粒體活性下降或散失，高倍鏡視野下很難觀察到處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的線粒體，且活性低的線粒體，其內(nèi)的細(xì)胞色素氧化酶系也很難使健那綠B分子保持氧化狀態(tài)，染色效果差，影響觀察；②在刮取口腔上皮細(xì)胞時(shí)，會(huì)帶入大量的口腔細(xì)菌，而細(xì)菌細(xì)胞膜上存在的氧化酶也能使細(xì)菌在健那綠染液呈現(xiàn)藍(lán)綠色 [3 ]，由于一般細(xì)菌的長(zhǎng)度約0.5～5 μm，形態(tài)也多呈球形、桿形，因此在光學(xué)顯微鏡下通常無(wú)法將其與線粒體區(qū)分開(kāi)，停留于口腔上皮細(xì)胞表面或附近的細(xì)菌，無(wú)疑會(huì)對(duì)線粒體的觀察產(chǎn)生干擾。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，多數(shù)學(xué)生在高倍鏡下觀察不到線粒體，無(wú)法從形態(tài)和分布上生成對(duì)線粒體的感性認(rèn)知。為克服上述缺點(diǎn)，有必要尋找更為理想的實(shí)驗(yàn)替代材料。

肖義軍等 [3 ]用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞觀察線粒體，但撕取下的洋蔥內(nèi)表皮往往粘附有死細(xì)胞殘留物，顯微鏡下的觀察效果并不理想。而洋蔥外表皮不易撕取，且容易卷曲，一貫是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的難點(diǎn)。王勤軍等 [4 ]報(bào)道用蔥表皮來(lái)觀察線粒體的效果好，但我國(guó)種植的蔥種種類繁多，其未指明所用實(shí)驗(yàn)材料的種類以及具體的取材部位。

大蔥是我國(guó)廣泛栽培的蔬菜品種，其鱗莖的鱗片葉表皮細(xì)胞無(wú)葉綠體，細(xì)胞無(wú)色，具備了染色觀察的基本條件；而鱗莖上端為綠色管狀蔥葉，細(xì)胞內(nèi)含有葉綠體。因此本文嘗試以大蔥（長(zhǎng)蔥白品種）為實(shí)驗(yàn)材料，以探討其作為觀察葉綠體、線粒體材料的可行性。

1 材料

大蔥（Allium fistulosum）。

2 用具及試劑

2.1 用具

數(shù)碼顯微鏡（麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司）；載玻片與蓋玻片；尖嘴鑷子；剪刀；刀片；膠頭滴管；吸水紙。

2.2 試劑

0.01%健那綠染液 [3 ]（蒸餾水配制）。

3 方法

3.1 葉綠體的觀察

用潔凈的紗布將載玻片和蓋玻片擦拭干凈，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，在載玻片中央滴加1～2滴清水，用鑷子撕取一小塊蔥葉外表皮，制成臨時(shí)裝片，顯微鏡下觀察。

3.2 線粒體的觀察

用潔凈的紗布將載玻片和蓋玻片擦拭干凈，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，在載玻片中央滴加1～2滴0.01%健那綠染液；分別撕取一小塊（約0.5 cm2）大蔥鱗莖鱗片葉內(nèi)、外表皮，將表皮置于染色液中，染色2～3 min，染色結(jié)束后，用吸水紙吸去多余染液，制成臨時(shí)裝片，顯微鏡下觀察。

4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析

以大蔥蔥葉外表皮制備臨時(shí)裝片，觀察到如下現(xiàn)象：表皮細(xì)胞不含葉綠體，但半月型的保衛(wèi)細(xì)胞中含有少量的葉綠體。如果學(xué)生在此之前已經(jīng)觀察了黑藻等植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體，此時(shí)再與蔥葉外表皮的保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生分析二者葉綠體數(shù)量差異的原因，學(xué)生很容易就能與“細(xì)胞功能”聯(lián)系起來(lái)，從而加深對(duì)“生物體不同的細(xì)胞具有不同的功能，最能體現(xiàn)細(xì)胞特殊功能的是細(xì)胞器的種類和數(shù)量”的理解。

在大蔥鱗莖鱗片葉內(nèi)、外表皮細(xì)胞中，均可觀察到散布于細(xì)胞質(zhì)中的藍(lán)綠色線粒體顆粒，圓球狀，數(shù)量較多，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，表明在離體條件下，大蔥表皮細(xì)胞的線粒體活性高于口腔細(xì)胞線粒體，且表皮細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)菌的干擾，更有利于學(xué)生對(duì)線粒體的正確識(shí)別；但與洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞類似，大蔥內(nèi)表皮細(xì)胞中也粘附有死細(xì)胞殘留物，會(huì)在一定程度上影響對(duì)線粒體的觀察，因此選擇以外表皮為取材部位，實(shí)驗(yàn)效果更為理想。

對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)用材，取材的便利性十分關(guān)鍵。大蔥在我國(guó)種植廣泛，且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了四季栽培，為全年上市蔬菜，這有力保證了各個(gè)地區(qū)不同學(xué)校實(shí)驗(yàn)材料的供應(yīng)。此外，在實(shí)驗(yàn)取材操作中發(fā)現(xiàn)，大蔥還具備以下優(yōu)點(diǎn)：①鱗莖粗壯，便于操作時(shí)取握，特別是所選取的為長(zhǎng)蔥白品種，1～2根大蔥即可滿足一個(gè)教學(xué)班（以60人計(jì)）的材料需求；②內(nèi)、外表皮與葉肉細(xì)胞的結(jié)合均不緊密，因此表皮極易被撕取，學(xué)生操作難度低，且內(nèi)外表皮稍厚，因此不容易發(fā)生卷曲而影響染色和觀察效果，實(shí)驗(yàn)成功率高。

綜上所述，大蔥蔥葉可用于觀察葉綠體，鱗莖的鱗片葉可用于線粒體觀察，且具有實(shí)驗(yàn)材料供應(yīng)充足、撕取表皮操作難度低、觀察效果好等優(yōu)點(diǎn)。因此，大蔥是觀察葉綠體和線粒體的理想材料。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)：生物·必修1·分子與細(xì)胞（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2007：47.

[2]劉原平，王亞.用高倍鏡觀察線粒體和葉綠體實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)[J].生物學(xué)教學(xué)，2010，35（12）：54.

[3]肖義軍，俞如旺.用高倍鏡觀察線粒體實(shí)驗(yàn)的建議[J].生物學(xué)教學(xué)， 2011，36（2）：60.

[4]王勤軍，韋迪興.用蔥及其他植物做“觀察線粒體”實(shí)驗(yàn)的材料[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2010，3：35.