何枝芳+張嘉卉+肖義軍+林泳許
“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗是高中生物課程中很重要的一個實驗,但按照人教版高中生物教材的描述來做該實驗,實驗效果往往不太理想,實驗時間也不好安排。筆者對該實驗的方法進行了一些改進研究,以求達到效果顯著、簡便易行的目的。
1 洋蔥根尖的培養
實驗過程中經常會遇到洋蔥發根難和發根少的問題,主要原因是洋蔥收獲后有一個自然休眠期。實驗時采用將洋蔥鱗莖預先低溫處理一段時間的辦法,可以打破洋蔥的自然休眠期,很好地促進了洋蔥的發根。具體方法是發根前將洋蔥鱗莖置于冰箱冷藏室(4℃左右)中放置4~7 d。從冰箱取出鱗莖后,剝去外層干鱗片,稍稍削去根基部的老根,洗凈后置于盛滿清水的燒杯或廣口瓶上,水以浸沒根基部為宜,25℃左右下約3~4 d根基部即長出了大量1~2 cm長的根,一般有20根左右。這樣一個班學生正常準備4個洋蔥就足夠實驗。培養期間如水未變質,不必換水。
2 取根尖
長到1~2 cm長時的根用于實驗就很好了,事實上0.5 cm長的根用于實驗同樣可以達到很好的實驗效果,不必按照教材上說的待根長約5 cm時,取生長壯健的根尖進行實驗。當然根長的更長些也不會影響實驗結果。取材時間一般在上午10點~12點,分裂相較多。取材后立即放入解離液解離。若實驗安排在其他時間,可將剪取的根尖用卡諾氏液(無水酒精∶冰醋酸=3∶1)固定2 h左右,然后經體積分數為95%的酒精處理10 min→體積分數為85%的酒精處理10 min→70%酒精處理,將上述處理過的根尖4℃保存于70%酒精中,一年內均可用于實驗。
取材時間其實不是很重要的問題,筆者從上午8點到晚上8點各時段取材都可以看到足夠多的各期分裂相。
剪取的根尖長度以5~6 mm左右為宜,教科書上說的2~3 mm偏短,不便于后續操作。
3 解離
解離的目的在于使細胞相互分開,適當延長解離時間有助于細胞分開(特別是在實驗溫度較低時要注意這一點),考慮到一節課的時間限制,解離時間以10 min為宜,氣溫過低時適當可延長解離時間或提高解離溫度。解離液置于斜放的小培養皿中,或置于小指管中可節省藥液,期間輕搖幾次。解離后的根尖分生區呈乳白色,約針孔大小。
4 漂洗
漂洗最好用蒸餾水,除了洗去解離液防止解離過度外,也可起到低滲作用,使細胞體積有一定的膨脹,便于以后染色體形態的觀察。漂洗3遍,每遍2~3 min。
5 染色
龍膽紫溶液對染色體染色過深,背景顏色也深,染色后的染色體形態不好。建議改用改良苯酚品紅染液染色,染色效果較好,染色體顏色鮮艷,反差好。
具體方法:將處理好的根尖放在載玻片上,用刀片切取根尖乳白色分生區部分。這一步要注意,只要切取下乳白色的分生區部位就可以,因為只有分生區的細胞才有有絲分裂。很多學生擔心細胞數不夠,取材都偏長,但伸長區和成熟區的細胞是沒有有絲分裂的,過多的材料反而影響有絲分裂相的觀察。用鑷子把根尖搗碎以使根尖內部細胞也能染色(鑷子上帶少量蒸餾水以免把根尖粘走,不可過多以免沖稀染色液),滴上1小滴改良苯酚品紅染液,染色5~8 min,蓋上蓋玻片。在蓋玻片上面鋪上吸水紙,用拇指垂直壓片(不能移動蓋玻片,否則細胞變形無法觀察),稍用力。用力不可太輕,否則細胞分散不好。也可在壓片后再用鉛筆橡皮頭那端垂直輕輕敲擊,以使材料壓成均勻的薄層。教材上采用蓋玻片上再加載玻片的方法容易滑動,操作不方便,效果也不好。
附:改良苯酚品紅染液的配制:
母液A:取3 g堿性品紅,溶解在100 mL體積分數為70%的酒精(可長期保存)。
母液B:取母液A10 mL,加入90 mL體積分數為5%的苯酚水溶液(兩周內使用)。
取B液45 mL,加入6 mL冰醋酸和6 mL體積分數為37%的甲醛,此為苯酚品紅染色液。
改良苯酚品紅:取10 mL苯酚品紅染液,加入90 mL體積分數為45%的冰醋酸和1.8 g山梨醇即可。改良苯酚品紅配成后可立即使用,但著色能力較差,一般在配制兩周后染色能力顯著增加。