“制作并觀察植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議

陳一波

摘 要 對浙科版普通高中生物必修1“制作并觀察植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片”實(shí)驗(yàn)的材料、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行如下改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)材料由洋蔥根尖改為蠶豆側(cè)根；染色試劑由龍膽紫溶液改為改良的苯酚品紅溶液；實(shí)驗(yàn)步驟改為“取整條側(cè)根—解離—漂洗—染色—洗去浮色—獲取根尖—制作裝片”。

關(guān)鍵詞 有絲分裂 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）22-0044-02

一、背景與意義

“制作并觀察植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片”是浙科版普通高中《生物學(xué)·必修1·分子與細(xì)胞》中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。教材里以洋蔥為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)的成功率不是很高。究其原因，除操作技術(shù)掌握不當(dāng)外，用于實(shí)驗(yàn)的材料——洋蔥存在的不足可能是關(guān)鍵之處。目前出現(xiàn)最多的是采用大蒜作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)榇笏馊〔姆奖?，?jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且發(fā)根率高，實(shí)驗(yàn)效果好。但由于大蒜在水培時(shí)會(huì)分泌抑制根生長的物質(zhì)使水體發(fā)臭繼而爛根，在培養(yǎng)時(shí)需要每天更換清水，這無疑加大了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的工作量。此外，大蒜根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂指數(shù)與根長有關(guān)，而且蒜瓣發(fā)根并不同步，因此在取材時(shí)會(huì)有大量的須根因長度不適合而被浪費(fèi)丟棄。

大多數(shù)根尖作有絲分裂實(shí)驗(yàn)的材料，雖均可以找到有絲分裂期的細(xì)胞，但大多存在這樣或那樣的不足，有的細(xì)胞染色體數(shù)目太多（如小麥等），染色體堆積在一起，不易看清；相比之下，蠶豆側(cè)根作實(shí)驗(yàn)材料具有根尖數(shù)目多、細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目較少而體積較大等優(yōu)點(diǎn)，故用蠶豆側(cè)根根尖作為有絲分裂的實(shí)驗(yàn)材料可以取得較理想的實(shí)驗(yàn)效果，尤其適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

二、過程與方法

（一）實(shí)驗(yàn)材料

蠶豆取自于農(nóng)家自備的蠶豆種。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

1.根尖的培養(yǎng)

選擇飽滿、大小均勻、無損傷的蠶豆種子，自來水洗凈后用0.5%的NaClO消毒30min。蒸餾水沖洗數(shù)次，用蒸餾水浸種。一段時(shí)間后，播種在濕潤的鋸末基質(zhì)中。在培養(yǎng)箱中無光培養(yǎng)（24€？.5℃），每天早晚各灑水一次（溫水效果更佳）。待主根根尖長出3～4cm時(shí)，取出種子用快刀迅速切去根尖分生區(qū)，然后重新埋好。一段時(shí)間后，主根成熟區(qū)四周會(huì)生出許多側(cè)根。這樣，每粒種子在播種5～7天后可獲得20多個(gè)側(cè)根。期間需注意經(jīng)常灑水保持培養(yǎng)基濕潤。冬季注意保暖，溫度控制在20～25℃左右。

2.制作臨時(shí)裝片

在制作裝片的過程中，參考林亮老師的做法，對操作步驟進(jìn)行了略微的變動(dòng)，步驟如下“取整條側(cè)根—解離—漂洗—染色—洗去浮色—獲取根尖—制作裝片”。

（1）取材

取根尖這環(huán)節(jié)，教材將根尖剪取2～3mm，在隨后的幾個(gè)步驟中都用鑷子取放，由于根尖太短、太脆，給操作帶來很大的不便。所以我直接拔取蠶豆的整條側(cè)根，由于整條側(cè)根（含根尖）較長，便于操作。用刀片將根尖端縱剖2～3次，使根尖內(nèi)部組織在解離時(shí)能與解離液充分接觸。此操作要快速進(jìn)行，以防材料變干燥。

（2）解離

將整條側(cè)根立即投入盛有1：1濃鹽酸與95%酒精的固定離析液中，迅速殺死細(xì)胞并使細(xì)胞保持于分裂狀態(tài)，同時(shí)溶解了細(xì)胞間的胞間層，在壓片時(shí)細(xì)胞易于分散。5～7分鐘后，根尖完全酥軟時(shí)取出。氣溫高時(shí)，解離時(shí)間要稍短些。此操作注意嚴(yán)格控制時(shí)間，如果解離過久，材料完全離散就無法進(jìn)行清洗等操作；若解離不夠充分，則壓片時(shí)材料細(xì)胞堆積在一起，不易分散，無法觀察。此時(shí)，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)解離完全的根尖分生區(qū)會(huì)呈現(xiàn)出與伸長區(qū)不一樣的乳白色。這時(shí)候的根尖分生區(qū)十分脆弱，可用鑷子捏住根的伸長區(qū)，取出側(cè)根進(jìn)行下一步。

（3）漂洗

可用鑷子捏住根的伸長區(qū)，將整條側(cè)根取出，立即投入清水漂洗2～3次，每次1-2分鐘。此操作直接影響下一步染色的效果。

（4）染色

將側(cè)根的根尖用蒸餾水沖洗后，然后將根尖置于染色板上，用改良的苯酚品紅染色2-3分鐘。

改良的苯酚品紅液配方如下：

母液A：稱取3g堿性品紅，溶解于100ml的70%酒精中（此液可長期保存）；母液B：取母液A10ml，加入90ml的5%苯酚水溶液（2周內(nèi)使用）；

苯酚品紅染色液：取母液B45ml，加入6ml冰醋酸和6ml37%的甲醛；

改良的苯酚品紅染色液：取苯酚品紅染色液2～10ml，加入90～98ml45%的醋酸和1.8g山梨醇。放置兩周后，效果更佳。

（5）洗去浮色

教材在敘述臨時(shí)裝片制作時(shí)，并未詳細(xì)介紹洗去浮色這一步驟。其實(shí)這一步十分關(guān)鍵，只有洗去了浮色，才能在顯微鏡下看的清晰。所以我的做法是：一只手拿鑷子夾著側(cè)根的伸長區(qū)，另一只手用清水對著根尖分生區(qū)輕輕沖洗1-2次。

（6）制片并鏡檢

最后切取整條側(cè)根上已經(jīng)染色過的根尖2～3mm于載玻片，滴加一滴清水，蓋上蓋玻片。用鑷子輕輕敲打蓋玻片，讓根尖細(xì)胞均勻分散而又不破裂。

三、結(jié)果與討論

有絲分裂是一個(gè)連續(xù)的過程，根據(jù)不同分裂階段的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)可以把有絲分裂過程分成4個(gè)時(shí)期，即：前期、中期、后期和末期。有絲分裂的中期是觀察染色體形態(tài)的最佳時(shí)期。這一時(shí)期的染色體是由兩條染色單體組成，在每條染色體的著絲點(diǎn)部位有紡錘絲相連，這個(gè)區(qū)域一般染不上顏色或是縊縮變細(xì)，叫做主縊痕。蠶豆根尖處于分裂相的細(xì)胞多，細(xì)胞較大，染色體清晰，用高倍鏡觀察還可以計(jì)數(shù)（2n=12），實(shí)驗(yàn)效果很好。

我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的成功幾個(gè)關(guān)鍵之處。在于：第一，選擇蠶豆的側(cè)根而非主根。我們用染色液處理主根，結(jié)果顯示主根分生細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)著色顆粒多，導(dǎo)致背景著色深，難以觀察到染色體形態(tài)，實(shí)驗(yàn)效果較差。而其側(cè)根染色后，背景著色均較淺，染色體形態(tài)清晰。主根觀察效果差的原因可能是取材部位或染色液濃度不當(dāng)，或是細(xì)胞質(zhì)成分差異所致。其真實(shí)原因，有待進(jìn)一步研究。第二，改用改良苯酚品紅染色經(jīng)比較研究發(fā)現(xiàn)，用改良苯酚品紅染色較傳統(tǒng)教科書上介紹的用醋酸洋紅或龍膽紫染色理想。醋酸洋紅染色體著色效率不高，且背景著色較深；而龍膽紫著色力太強(qiáng)，操作時(shí)極易染色過度，使整個(gè)細(xì)胞均染成深紫色，無法觀察，而用改良苯酚品紅染色效果很好，細(xì)胞核和染色體均被染成鮮艷的紅紫色，而細(xì)胞質(zhì)無色或只有淡粉紅色，故背景清晰。

參考文獻(xiàn)：

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