植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法

陳文

摘 要： “觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行高一（人教版）生物教材中必做的實(shí)驗(yàn)之一。作者按照教材要求，結(jié)合本校本地的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)反復(fù)總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法，在不脫離教材的情況下對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了整體的優(yōu)化改進(jìn)。實(shí)踐證明，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率明顯提高，效果顯著。

關(guān)鍵詞： 植物細(xì)胞 有絲分裂 大蒜根尖 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)是人教版普通高中生物教材中必做的實(shí)驗(yàn)之一，但據(jù)筆者多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況看，該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)成功率不甚理想。按照教材方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，60%～70%的學(xué)生很難觀察到有絲分裂過(guò)程各時(shí)期染色體的變化。針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，筆者總結(jié)了導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成功率低下的原因如下：（1）兩三月份的洋蔥多處于休眠期，根尖處在分裂期的細(xì)胞很少，無(wú)法滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)用。（2）解離，漂洗需要的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一堂課難以完成。（3）細(xì)胞染色太深導(dǎo)致染色體不易分辨。（4）用拇指壓片導(dǎo)致細(xì)胞分散不好，在顯微鏡下難以分辨。鑒于以上問(wèn)題而導(dǎo)致的該實(shí)驗(yàn)成功率低下，筆者經(jīng)過(guò)多年摸索，結(jié)合本校做該實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，總結(jié)一套優(yōu)于教科書(shū)的實(shí)驗(yàn)操作辦法，大大提高實(shí)驗(yàn)成功率。

一、實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

由于我校高一每年有1400多學(xué)生必須做該實(shí)驗(yàn)，筆者在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)若采用教材所給的洋蔥，實(shí)驗(yàn)成本高不說(shuō)，而且占地非常大。如準(zhǔn)備1400多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，就要接近200個(gè)洋蔥。然而，換用大蒜作為實(shí)驗(yàn)材料，可大量節(jié)省實(shí)驗(yàn)材料，降低實(shí)驗(yàn)成本，而且易培養(yǎng)，生根快。針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)需要的根數(shù)量，用大蒜做實(shí)驗(yàn)只需要培養(yǎng)10個(gè)就足夠。在20度的環(huán)境下同時(shí)培養(yǎng)洋蔥和大蒜，筆者發(fā)現(xiàn)大蒜第一天就可以生根，其生根率達(dá)90%；而洋蔥到第5天才生根，生根率達(dá)10%。因此，在同等條件下，洋蔥要培養(yǎng)15至20天才能滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，而大蒜只需培養(yǎng)兩三天，就可滿足大規(guī)模的學(xué)生實(shí)驗(yàn)用量。

在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料的時(shí)候，筆者以河沙為培養(yǎng)基，進(jìn)行生根培養(yǎng)。首先，將濕潤(rùn)松散的河沙放在沙深大約5cm的盆內(nèi)。然后，將用清水浸泡20分鐘，充分吸水的大蒜瓣插入裝有河沙的盆中。將這些盆子放在陽(yáng)光充足，溫度在20至25度的地方兩三天。接著保濕取出帶有沙粒的根，進(jìn)行沖洗。每一粒蒜瓣可獲得15至35個(gè)根尖，完全可以克服我校因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)多、需要實(shí)驗(yàn)材料多的這一困難。

另外，實(shí)驗(yàn)材料取材的時(shí)間很關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)筆者多年的實(shí)踐總結(jié)，大蒜根長(zhǎng)到三四cm時(shí)，根尖生長(zhǎng)最旺盛，分生區(qū)的分裂細(xì)胞相對(duì)較多，前期、中期、后期和末期等各時(shí)期的細(xì)胞在顯微鏡下易找到、易觀察。取根時(shí)間一般在上午10至11點(diǎn)，下午兩三點(diǎn)，取3cm左右的大蒜根尖放在固定液中（按照醋酸和95%的乙醇1：3進(jìn)行配置）約30min。取出根尖放在75%的酒精中保存，用于課堂分組實(shí)驗(yàn)。

二、裝片制作過(guò)程的改進(jìn)

1.解離。在該環(huán)節(jié)中，學(xué)生最難把握的是解離的適合程度。根據(jù)筆者多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，只要根尖變色澤變白，略帶透明即可。在課上，教師首先要求學(xué)生取大蒜根尖兩三mm，放入盛有15%鹽酸和95%的酒精（1：1）混合液的培養(yǎng)皿中，在室溫下解離僅需兩三分鐘，便可使分生區(qū)組織中的細(xì)胞相互分離。

2.漂洗。將培養(yǎng)皿中的解離液倒入燒杯中，就在培養(yǎng)皿中洗去解離液的殘余液體。筆者采用盧小玉、張豪提供的動(dòng)態(tài)沖洗的方法，用鑷子攪動(dòng)培養(yǎng)皿中的水，這種流動(dòng)的小水流在三次換水后可達(dá)到最好的漂洗效果。

3.染色。由于解離，漂洗后的根尖比較酥軟，若用鑷子夾，就粘在鑷子上面，而不容易放到載玻片上。因此筆者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，建議學(xué)生用牙簽將酥軟的、清洗后的根尖直接放到載玻片上，并用吸水紙吸去根尖表面的水，再滴一滴0.01g/mL的甲紫染色大約三五分鐘。如果染色劑濃度過(guò)大，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)染色過(guò)深的現(xiàn)象，不利于觀察。

4.制片。將載玻片上染色甲紫液用吸水紙吸干，再滴一滴清水，蓋上蓋玻片，用鑷子的鈍端向下擠壓蓋玻片。這樣做的好處于教材用拇指壓片而言，能讓學(xué)生邊做邊看，易于將根尖均勻的壓成云霧狀細(xì)胞層。再用一張吸水紙吸去溢出的藥液，將該制作成功的壓片放到顯微鏡下觀察。

5.觀察。先用低倍鏡找到根尖的分生區(qū)細(xì)胞為正方形的，再轉(zhuǎn)入高倍鏡下觀察，找到有絲分裂染色體行為變化的典型特征?？吹絻蓚€(gè)細(xì)胞核，可以判斷出是細(xì)胞分裂的末期；紫色的小菊花形可以判定為細(xì)胞中期和后期的染色體；細(xì)胞分裂的前期能夠看到一定形態(tài)的染色體，而間期的細(xì)胞只能看到藍(lán)紫色的細(xì)胞核，而看不到染色體。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)幾十年的教學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，筆者深刻地體會(huì)到：要提高實(shí)驗(yàn)成功率，必須有高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)材料，適宜于實(shí)驗(yàn)的藥品濃度，以及優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)效果，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們的成就感。

參考文獻(xiàn)：

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