黑藻—中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的好材料

徐東強(qiáng)

摘 要 生物材料的選取是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵，黑藻作為一種綠色高等植物，有很多優(yōu)點(diǎn)，比如，葉肉細(xì)胞呈單層，葉綠體大而清晰，代謝旺盛，做試驗(yàn)時(shí)操作容易， 原料容易獲取，在河流、池塘、很多，并且花鳥魚蟲市場(chǎng)都有出售。因此黑藻可謂一材多用，不愧為生物實(shí)驗(yàn)的好材料。

關(guān)鍵詞 黑藻 生物實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

黑藻俗稱溫絲草、燈籠薇、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)薇等，屬水鱉科、黑藻屬單子葉多年生沉水植物，黑藻葉片小而薄，并且細(xì)胞呈單層分布，葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體大而清晰。經(jīng)過幾年的實(shí)驗(yàn)探索發(fā)現(xiàn)用黑藻做實(shí)驗(yàn)不僅制片簡(jiǎn)單易行，不像取洋蔥鱗片葉或菠菜葉下表皮那樣不方便，同時(shí)可以避免刺激性氣味，而且可以在燒杯或水槽中控制培養(yǎng)條件，如增加光照，用溫水升高溫度等，以便于實(shí)驗(yàn)的觀察。現(xiàn)列舉如下：

1觀察植物細(xì)胞形態(tài)及葉綠體

黑藻，不是藻類，而是被子植物，屬于高等植物，因此，可用它來觀察高等植物細(xì)胞的形態(tài)的典型材料，由于黑藻葉片細(xì)胞呈單層，直接用鑷子取下一片嫩葉，平展在玻片上，滴上一滴清水，蓋上蓋玻片，很容易觀察到細(xì)胞呈長(zhǎng)方形，我們可以再取不同類型的細(xì)胞，比如血細(xì)胞 、細(xì)菌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞作對(duì)比：黑藻細(xì)胞（高等植物細(xì)胞）呈長(zhǎng)方形、血細(xì)胞（動(dòng)物細(xì)胞）成球形、神經(jīng)細(xì)胞有細(xì)胞體與許多突起、細(xì)菌細(xì)胞（某類）呈桿形。

由于黑藻葉肉細(xì)胞葉綠體大而清晰，并且嫩葉中為數(shù)不多，因此我們可以用它來觀察葉綠體，如圖1所示。

2驗(yàn)證光合作用產(chǎn)生氧氣及光合作用需要光的實(shí)驗(yàn)

（1）因其葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一層細(xì)胞構(gòu)成，且取材方便，含有葉綠體，在水中產(chǎn)生氣泡明顯，常被用作研究光合作用的材料。

如圖2所示，燒杯中盛滿清水，取黑藻用漏斗倒扣其上，倒扣的漏斗上部再倒扣一支試管，就可以用來驗(yàn)證光合作用產(chǎn)物之一是氧氣的實(shí)驗(yàn)了，把此裝置至于適宜的光照下，可以觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明有氣體產(chǎn)生，取下試管，用帶火星的木條驗(yàn)證產(chǎn)生氣體是氧氣。

（2）探究光是光合作用的條件：

①取圖所示的兩個(gè)相同裝置，分別編號(hào)。

②把上述兩個(gè)裝置放在光下溫暖處，但對(duì)其中一個(gè)裝置要進(jìn)行遮光處理。

經(jīng)過一段時(shí)間后，比較兩裝置中氧氣釋放情況，即可得出結(jié)論。

3觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)

活細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)處于不斷的流動(dòng)狀態(tài)，觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)可以用細(xì)胞中的葉綠體的運(yùn)動(dòng)作為標(biāo)志。由于黑藻葉片最嫩處具有一層細(xì)胞，并且葉綠體大而清晰，又分散在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，因此它是觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的好材料，用鑷子取一片幼嫩的黑藻葉片平展到在玻片上，滴上幾滴清水，蓋上蓋玻片，在低倍鏡找到黑藻細(xì)胞，再轉(zhuǎn)換至高倍鏡，由于葉綠體呈綠色，可以把葉綠體作為觀察指標(biāo)：我們可以看到，葉綠體隨細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)而流動(dòng)，并且在每個(gè)細(xì)胞中葉綠體的流動(dòng)方向是一致的。如圖3所示。

4觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原

人教版必修一課本用紫色的洋蔥外表皮細(xì)胞做植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原的實(shí)驗(yàn)，我們也可以用黑藻做此實(shí)驗(yàn)，雖然黑藻無葉綠體，但是并不影響觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，因?yàn)槠浼?xì)胞質(zhì)中充滿葉綠體，除液泡外，幾乎都是綠色的，因此也能夠與外界溶液形成對(duì)比，當(dāng)發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)，分散的葉綠體被擠壓在一起，細(xì)胞壁與原生質(zhì)層間出現(xiàn)白色區(qū)域。反之，當(dāng)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原時(shí)，葉綠體又恢復(fù)到分散的狀態(tài)，細(xì)胞壁與原生質(zhì)層間的白色區(qū)域消失。在質(zhì)壁分離及復(fù)原過程中，同樣可以觀察到液泡體積的變化，但是無法看到液泡顏色的變化，如圖4所示。

5驗(yàn)證植物同時(shí)進(jìn)行光合作用與呼吸作用

由于黑藻體積小，代謝旺盛，我們可以在試管中驗(yàn)證植物同時(shí)進(jìn)行光合作用與呼吸作用的實(shí)驗(yàn)，

（1）首先準(zhǔn)備好BTB溶液呈藍(lán)色（如圖5）。

（2）往燒杯中充入二氧化碳?xì)怏w，溶液變成綠色（如圖6）。

（3）把含有二氧化碳的綠色的溶液倒進(jìn)試管里，倒?jié)M，然后放進(jìn)黑藻，擰緊橡皮塞，另外再準(zhǔn)備一支試管，也放進(jìn)黑藻，擰緊橡皮塞，接著用錫箔紙把第二支試管包上，這樣光線就照不到試管里的黑藻了，第三支試管不放黑藻，以便對(duì)照，這樣，第一支試管里的黑藻能見光，第二支試管里的黑藻不能見光，第三支試管作為空白對(duì)照（如圖7）。

把這些試管放置整整一天，經(jīng)過一段時(shí)間，照射到光線的試管里溶液變成了藍(lán)色（圖8），這說明二氧化碳含量減少了，用錫箔紙罩

住的試管變成了黃色（如圖9），這說明二氧化碳含量增多了。第三支試管顏色無變化（如圖10）。讓我們來總結(jié)以下結(jié)論：照射到光線的試管的黑藻進(jìn)行了充分的光合作用，二氧化碳含量減少了，在照不到光線的中間試管，由于黑藻進(jìn)行了呼吸作用，結(jié)果二氧化碳含量反而增加了。

圖8 圖9 圖10

生物材料的選取是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵，黑藻作為一種綠色高等植物，有很多優(yōu)點(diǎn)，比如，葉肉細(xì)胞呈單層，葉綠體大而清晰，代謝旺盛，做試驗(yàn)時(shí)操作容易， 原料容易獲取，在河流、池塘、很多，并且花鳥魚蟲市場(chǎng)都有出售。因此黑藻可謂一材多用，不愧為生物實(shí)驗(yàn)的好材料。