淺談觀察植物根尖細胞有絲分裂實驗的改進方法

錢衛(wèi)芳

摘要為確保初次接觸有絲分裂實驗的學生在短時間內(nèi)，觀察到大量的分裂相。筆者對該實驗的每個環(huán)節(jié)進行了精細的優(yōu)化。并發(fā)現(xiàn)只要操作得當，染色充分，在8-18點任意時段的取材均能觀察到大量的分裂相。

關(guān)鍵詞 有絲分裂 生物學實驗 實驗教學

中圖分類號 Q-331

文獻標志碼 B

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

1“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”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），對于學生多的學校，獲取材料已成為完成實驗的巨大阻力。

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數(shù)為15%的鹽酸溶液，無法充分解離，實驗成功率幾乎為零。

3漂洗10min，耗時太長，導致學生難在一節(jié)課上充分觀察或做重復實驗。

4先將整個根尖染色再弄碎觀察，根尖中心正在分裂的細胞染色不充分，常常使實驗失敗。

2實驗改進

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。以體積分數(shù)為25%的鹽酸溶液和體積分數(shù)為95%的酒精溶液按1∶1混合，配置解離液。在任意時段，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?。Ｓ醚篮瀸⒏鈸v碎，滴半滴質(zhì)量分數(shù)為0.25%的龍膽紫溶液染色5min，用牙簽不斷攪拌。

3改進實驗的優(yōu)點

1大蒜易發(fā)根，發(fā)根數(shù)量多，且大蒜個體小，實驗完成后浪費小。

2任意時段取材，可以滿足不同時段上課的學生

進行實驗，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，必須采用體積分數(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，鑷取時會碎爛而消失，故根應取長些。

3漂洗操作方便，時間縮短。

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

4對改進實驗的討論

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，蠶豆發(fā)根穩(wěn)定，受休眠期影響小。用蠶豆根尖做實驗材料，應注意每個裝片只能用一個根尖的1/4，即1個根尖可分為4份，制作4個裝片，材料太多染色不充分，會直接導致實驗失敗。

4.2染色充分是能觀察到大量分裂相的關(guān)鍵

實驗中常常會出現(xiàn)這樣的情況，解離很充分，能清晰觀察到細胞及細胞核，但似乎觀察到的細胞都處于分裂間期，難以觀察到分裂相。其實生長中的根，每時每刻均有大批細胞在分裂。為什么，觀察到的細胞總是處于晚間期？經(jīng)過多次觀察后，發(fā)現(xiàn)如果染色不充分，觀察到的著色細胞往往是根尖表皮成熟的細胞，均為間期。處于根尖內(nèi)部正在分裂的細胞由于染色不充分，所以難以觀察得到。這時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胞，而這些細胞才是分裂的細胞。

在很多研究論文中都提及：上午10點到下午2點是細胞分裂的高峰期，所取材料分裂相多。其實分裂相的多少與取材時間關(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，筆者每30min取一次材進行觀察（根可以是洋蔥、大蒜、蠶豆等），發(fā)現(xiàn)每個時間段均有大量細胞在分裂。11點、14點、18點分裂細胞確實更多，但是只要操作得當，染色充分，任何時段取材，觀察到的分裂細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、15點、16點這些不是分裂高峰期的時段，也能觀察到較多的分裂相。

綜上所述，臨時裝片的制作要點為：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行解離。蠶豆和大蒜可用體積分數(shù)為25%的鹽酸溶液解離;取材應盡量少，芝麻大小即可，染色時應充分攪動;取材應取粗壯根，取材時間不受限制。實驗改進后，即便是初次做實驗的學生，完成臨時裝片的制作僅需約15min，大部分學生能在一節(jié)課觀察到分裂相，大大提高了實驗課的有效性，使學生真正體驗到了實驗的快樂。

參考文獻：

[1]盧小玉張豪.“觀察植物有絲分裂實驗”的整體優(yōu)化實驗[J].生物學通報，2007，42（7）：51-52.

[2]劉琳.幾種觀察植物有絲分裂材料的比較[J].宿州師專學報，2001，16（3）：103.