高中生物實驗中洋蔥的“一材多用”

肖燕云

根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘磉x擇恰當(dāng)?shù)膶嶒灢牧?，是保證實驗獲得預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。洋蔥是中學(xué)生物學(xué)實驗中常用的材料之一，人教版高中生物教材中多個實驗都選擇洋蔥為實驗材料，洋蔥的用途由此可見一斑，而不同的實驗洋蔥的取材部位有所不同，下面就以洋蔥為材料的實驗進行歸納總結(jié)。

1相關(guān)實驗

1.1觀察植物細胞的結(jié)構(gòu)

洋蔥內(nèi)表皮與葉肉容易分離，因此在該實驗中，撕取內(nèi)表皮比較容易。先在潔凈的載玻片上滴一滴蒸餾水，然后放上白色洋蔥鱗片葉表皮細胞，蓋上蓋玻片，在蓋玻片一側(cè)滴一滴碘液，在另一側(cè)用吸水紙把碘液吸過來，以達到染色目的，最后用顯微鏡觀察植物細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

1.2觀察DNA和RNA在細胞中的分布

由于洋蔥比較常見，取材也方便，且內(nèi)表皮與葉肉容易分離，因此白色洋蔥也適宜做本實驗的材料。在潔凈的載玻片上滴一滴蒸餾水，撕取洋蔥內(nèi)表皮，制成臨時裝片，吸去多余的水，滴2滴甲基綠吡羅紅染色劑，染色5min，吸去多余的染色劑，在顯微鏡下便可觀察DNA和RNA在細胞中的分布。

1.3檢測生物組織中的還原糖

在檢測還原糖的實驗中，應(yīng)選擇含糖量高且近于白色的組織，而白色洋蔥恰好具備這個特點。首先搗爛洋蔥鱗片葉取其汁液，其次加入0.05 g/mL CuSO4溶液和0.1g/mL NaOH溶液配制的斐林試劑，然后將斐林試劑倒入試管中，水浴加熱，觀察顏色變化?？捎^察到被檢測溶液由藍色轉(zhuǎn)變成磚紅色沉淀，從而證明了洋蔥中有還原糖存在。

1.4觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原

植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的條件有：

①植物細胞必須是活細胞；

②細胞液濃度與外界溶液的濃度必須要有濃度差；

③植物細胞必須要有大的液泡(成熟的植物細胞一般都有一個比較大的液泡，有的液泡可占整個細胞體積的90％以上)，最好細胞液中含有色素，便于觀察。

因此該實驗最常用的材料是紫色洋蔥鱗片葉。它的外表皮細胞的液泡較大，細胞液中有紫色的花青素，在顯微鏡下，紫色大液泡十分明顯，能清晰地觀察到質(zhì)壁分離及其復(fù)原的過程。

主要實驗步驟：

①用鑷子從紫色洋蔥小塊切口處撕取一塊表皮，將其展平在載玻片中央的清水滴中，蓋上蓋玻片。

②在低倍鏡下觀察洋蔥的表皮細胞，尋找具有較多花青素的細胞觀察。

③從蓋玻片的一側(cè)滴加一滴0.3g/mL蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引，使蔗糖溶液擴散在蓋玻片下，重復(fù)滴、吸4～5次。

④邊滴加蔗糖溶液邊觀察細胞變化，發(fā)現(xiàn)隨著蔗糖溶液濃度增加，每個細胞的原生質(zhì)層從角隅里開始與細胞壁發(fā)生分離，分離空間逐漸加大，最終在細胞中間縮成球形的原生質(zhì)團。

⑤發(fā)生質(zhì)壁分離后，在蓋玻片一側(cè)改滴加清水，另一側(cè)仍用吸水紙吸引可觀察到原生質(zhì)團逐漸向外延展、向細胞壁擴張，最后恢復(fù)原狀。

1.5葉綠體中色素的提取和分離

由于洋蔥葉片含有較多的葉綠素，適宜作為這個實驗的材料。洋蔥培養(yǎng)一段時間后，取其長出的綠色葉片，充分研磨，提取色素。

研磨前，應(yīng)先除去葉柄和粗的葉脈，再稱5g碎葉片，加到研缽中，再向研缽中加入少量的二氧化硅和碳酸鈣，以便研磨充分和防止葉綠體中色素被破壞。

待研磨充分后，再加入10 mL無水乙醇，會出現(xiàn)深綠色的液體，采用4層紗布包著研磨物并擠出濾液，得到墨綠色的色素提取液。

1.6觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂

在高等植物體內(nèi)，有絲分裂常見于根尖、芽尖等分生區(qū)細胞。由于各個細胞的分裂是獨立進行的，因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。在上實驗課前的3～4 d，取洋蔥放在廣口瓶上，瓶內(nèi)裝滿清水，讓洋蔥的底部接觸到瓶內(nèi)的水面。把這個裝置放在溫暖的地方，注意經(jīng)常換水，使洋蔥的底部總是接觸到水。待根長5cm時，可取生長健壯的根尖制片觀察。在剪取洋蔥根尖時，取2～3 mm為宜，若剪取根尖過長，大多數(shù)細胞為伸長區(qū)和成熟區(qū)細胞，顯微鏡下就無法觀察到有絲分裂的細胞圖像。取材完成后，按照“解離→漂洗→染色→制片”的步驟完成臨時裝片的制作，然后用顯微鏡觀察，先在低倍鏡下找到呈正方形、排列緊密的根尖分生區(qū)細胞，再換成高倍鏡觀察。

1.7低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化實驗原理：

進行正常有絲分裂的植物分生組織細胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲點分裂，子染色體在紡綞絲的作用下分別移向兩極，最終被平均分配到兩個子細胞中去。用低溫處理植物組織細胞，使紡綞體的形成受到抑制，以致影響染色體被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。

實驗步驟：

①低溫誘導(dǎo)(培養(yǎng)洋蔥根，待洋蔥根長出1cm左右時，將整個裝置放入冰箱內(nèi)在4℃誘導(dǎo)培養(yǎng)36h)。

②固定形態(tài)(剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5～1cm，放入卡諾氏液浸泡0.5～1 h，以固定形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95％的酒精沖洗2次)。

③制作裝片(解離、漂洗、染色、制片)。

④觀察(用顯微鏡觀察，并尋找發(fā)生了染色體數(shù)目變化的細胞)。

1.8DNA的粗提取

稱取30 g已切碎的洋蔥，放人研缽中，加入少量石英砂助研，倒入10 mL 2 mol/L的氯化鈉溶液，充分研磨。研磨后，用漏斗和紗布將汁液過濾到小燒杯中，得到濾液。然后向濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為95％的酒精溶液20 mL，沿?zé)诰従彽谷耄灰饎踊驍嚢?。此時，燒杯中的液體分為上、下兩層，下層較渾濁，上層澄清，很快上層溶液中就會有白色纖維狀黏稠物析出，用玻璃棒可將其輕輕卷起，這就是DNA。取兩支試管，編號為A、B，各加入2 mol/L的氯化鈉溶液2mL，向A試管中加入一些白色纖維狀物，振蕩使其溶解，然后向兩支試管中各加入2 mL二苯胺試劑，沸水浴加熱5 min，可觀察到溶解有DNA的溶液變成藍色，從而證明了洋蔥含有DNA。

2小結(jié)

實驗材料的選取對實驗?zāi)芊癯晒ζ鸬搅岁P(guān)鍵的作用。選材時，首先要弄清楚不同實驗的實驗原理，其次要明白洋蔥不同部位的結(jié)構(gòu)特點和生理特點，然后結(jié)合實驗原理分別對洋蔥進行不同部位的取材，最后進行綜合分析。