高中植物細胞有絲分裂實驗的探索

馮芝華

【內容摘要】在高中生物的學習過程中，由于生物知識的抽象性，很多我們無法很好地理解生物課本中的知識，這就需要安排一些動手操作的實驗內容，讓我們在親身操作的過程中驗證課本上學習到的知識，加深對知識的理解，從而能夠更加靈活地運用知識。植物細胞的有絲分裂過程是課本中的重點內容，同時也是一個很典型的實驗，我們可以通過觀察植物細胞的有絲分裂來幫助自己理解。

【關鍵詞】高中生物 植物細胞 有絲分裂 實驗 探索

在高中生物的學習中，植物細胞有絲分裂既是高考考查的重點內容，同時也是實驗中的一個重要部分。觀察植物細胞的有絲分裂時，通常選用由洋蔥根尖切片制成的臨時裝片，通過顯微鏡對其中的根尖細胞進行觀察。由于實驗材料選取的不同，觀察到的植物細胞有絲分裂現象的數量也就不同，與此同時，實驗的觀察結果還受到實驗材料選取的時間、染色液的化學成分以及環境溫度等等。為了幫助我們更清晰、明確地觀察到有絲分裂的現象，接下來本文將對觀察植物細胞有絲分裂的實驗進行深入探討，詳細講述實驗過程以及結果。

一、實驗材料的準備

為了更好地觀察到植物細胞有絲分裂的過程，需要選擇恰當的實驗材料。由于洋蔥根尖細胞的生長周期較短，在實驗室中用較短的時間就可以培育大量的洋蔥根尖。同時，洋蔥根尖細胞容易被染色劑著色，便于我們在顯微鏡下進行觀察。因此，本實驗選擇洋蔥根尖作為觀察的對象。在購買質量較好、生長力旺盛的洋蔥之后，將洋蔥鱗莖盤上的老根以及周圍的外部組織切除，將處理好的洋蔥放在裝有清水的燒杯之上，確保杯中的清水能夠剛好觸及洋蔥的鱗莖盤。將洋蔥置于通風良好、溫度保持在20～25度的環境之中培育，保持每天更換一次燒杯中的水，5天之后洋蔥便可以長出3～4厘米的幼根。

長度在3厘米左右的洋蔥根尖非常有利于實驗的觀察，這時便可以對洋蔥根尖進行染色。對洋蔥根尖進行染色需要濃度為0.2%和0.05%的龍膽紫染液和10%的鹽酸解離液。首先將洋蔥根尖剪成2～3mm的小段，放置在裝有10%的鹽酸解離液的培養皿中進行解離，時間應當控制在3～5分鐘左右。隨后將洋蔥切片取出，放入清水中漂洗后取出放置在干凈的載玻片上，用0.05%的龍膽紫染液對洋蔥切片進行染色，時間控制在三分鐘。隨后蓋上蓋玻片，用吸水紙在蓋玻片一端進行吸引，吸去多余的染液，再用拇指輕輕按壓蓋玻片，讓根尖細胞相互分開，注意不要將蓋玻片弄碎。

二、實驗的操作過程及實驗現象

在制作好洋蔥根尖細胞的標本之后，使用顯微鏡對洋蔥根尖中的植物細胞進行觀察。首先應當使用低倍鏡進行觀察，獲取較大的觀察視野，在找到根尖的分生組織細胞所在區域之后再使用高倍鏡進行有絲分裂過程的仔細觀察。

上圖是高倍顯微鏡下觀察到的洋蔥根尖細胞有絲分裂的不同過程。左上角的第一幅圖為植物細胞有絲分裂的間期，可以清楚地從顯微鏡觀察到植物細胞內有一個很大的細胞核，此時染色質還沒有非常固定的形態。接下來植物細胞開始進行著DNA分子的復制以及相關蛋白質的合成，此時還是以染色質的形式存在。隨后有絲分裂進入前期，細胞核的核膜逐漸消失，核仁逐漸解體，這是染色質盤繞形成染色體，一條染色體上有兩條姐妹染色單體，二者共用一個著絲點，同時由細胞的兩極向內發射出紡錘絲，進而構成紡錘體。隨后有絲分裂進入中期，這是觀察染色體形態及數目最好的時期，此時染色體著絲點的兩側與紡錘絲相連，整齊地排列在赤道板上。隨著紡錘絲的不斷牽引，有絲分裂開始進入后期。在此階段中，著絲點開始分裂，因此一條染色體上的姐妹染色單體開始分開，形成兩條子染色體，染色體數目加倍。隨后，紡錘絲牽引著子染色體不斷向兩極移動，進入了有絲分裂的末期。在有絲分裂的末期，染色體變回染色質的形態，紡錘體逐漸消失，出現了新的核膜、核仁。同時，在赤道板的位置形成了新的細胞板，逐漸擴展形成細胞壁，最終完成有絲分裂，形成了兩個子細胞。

三、優化生物實驗教學的策略

在高中生物的學習過程中，由于實驗的機會比較寶貴，我們在實驗課前認真做好實驗的預習。我們首先要掌握實驗所涉及的基本知識，例如在進行植物細胞有絲分裂的觀察實驗之前，我們要對細胞分裂的各個時期有一定的了解。只有我們有知識上的基礎，才能在實驗的預習過程中發現實驗的要點、準備實驗材料的過程中需要注意的問題等。這不僅能夠保證實驗順利地進行，而且能起到引導我們深入思考的作用。與此同時，為了提高我們預習的效率，教師也應對實驗預習教案進行優化。教師可以采用圖表式的教案幫助我們進行預習，該預習教案應涉及實驗原理、實驗流程、實驗現象以及實驗結果的分析，讓我們對實驗的重點一目了然，幫助我們把握預習的要點，大大提高了我們利用時間的效率。此外，教師還可以對實驗過程中我們的提問環節進行優化。在實驗的提問環節中，經常會因為我們沒有思考到位而導致冷場的現象，浪費了實驗課上的時間。為此，教師可以先給我們提供一些問題情境，讓我們對這些問題情境進行解讀，在為我們指引思考的方向的同時還留有一些想象的空間，鼓勵我們積極地進行提問，提高實驗課的質量。

植物細胞的有絲分裂是高考考察的重點內容，因此廣大師生應當充分利用觀察細胞有絲分裂的實驗機會，借此加深對知識的理解，靈活掌握有絲分裂幾個時期的特點，為后面的學習打下堅實的基礎。

（作者單位：山東省鄒城市第一中學）