高中生物中植物細胞有絲分裂實驗探討

吳心怡

摘要：植物細胞有絲分裂是中學生物實驗課的一個重要內容， 本文結合植物學實驗教學， 抽取三種實驗常用的植物進行細胞有絲分裂實驗，相互對比研究。結果表明， 選用蠶豆側根根尖作為實驗的材料， 效果較其他材料對于高中學生實驗更為理想；

關鍵詞：高中生物；植物細胞；有絲分裂；實驗取材

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作為高中階段生物教學的一個重要實驗——植物細胞有絲分裂具有重要的意義。通過該實驗，學生可以初步的認識植物染色體的構成情況以及對細胞的分裂過程有直觀的了解，并具有自主制備洋蔥根尖制作的能力，進而完成繪制和處理植物有絲分裂圖。可以這樣講，該實驗是高中生物教學中最基礎的實驗之一，也是細胞學、遺傳學的基礎實驗之一。通過實驗可使學生深刻、鞏固地掌握生物學知識， 培養學生生物學基本技能、觀察分析能力， 以及綜合運用知識的能力。此外， 還可以激發學生學習生物學的興趣， 培養實事求是、嚴謹認真的科學態度。而在高中學生實際實驗中，植物有絲分裂實驗有不少中學未做， 有的即使做了， 效果不好。因此筆者針對實驗中的難點進行摸索探討。

一、方法及結果

1.材料的選取和培養

植物細胞有絲分裂實驗材料選取的范圍非常廣， 如洋蔥、大蒜、蠶豆、向日葵、小麥、大豆等等都可以。但哪種材料效果較好， 課本沒涉及，資料也難以明確。我在實驗過程中選用了洋蔥、大蒜、蠶豆三種材料， 對它們進行實驗觀察。

（1）洋蔥的培養

簡單的培養方法可以用一塊紗布， 將其中間紗線抽稀疏這里為了使根尖長出不受阻礙固定于裝滿水的廣口瓶上， 讓紗布略接觸水面。然后將洋蔥置于紗布上， 放于溫暖的地方進行培養。在培養過程中注意每天換水一次， 一般培養三天， 當根尖長到1到2厘米時，即可用于實驗。

（2）大蒜的培養

在實驗課之前一天取健壯的大蒜瓣， 剝去外皮， 將數個蒜瓣用鐵絲穿起放入盛有清水的培養皿中，以水浸沒大蒜根部為宜，把它放在溫暖的地方。注意每天換水一到兩次， 保持蒜瓣根部浸沒于水中。待根長到1到1.5厘米時，即可剪取根尖。

（3）蠶豆的培養

切取蠶豆側根根尖一， 用刀片將根尖端縱剖一次， 使根尖內部組織在解離時能與解離液充分接觸。此操作要快速進行， 以防材料變干燥。

2.取材時間

我們知道， 植物細胞的有絲分裂不僅有一定的周期性， 而且還有一定的分裂高峰。如果我們取材時間處在細胞分裂高峰時， 就能夠觀察到各個分裂相的細胞， 達到實驗的目的。所以， 取材的時間是本實驗的關鍵之一。而據相關資料的記載， 一般是：

3.固定分離

將剪下的根尖立即投人盛有濃鹽酸與酒精的固定離析液中， 迅速殺死細胞并使細胞保持于分裂狀態， 同時溶解了細胞間的胞間層， 在壓片時細胞易于分散。一分鐘后， 根尖完全酥軟時取出。氣溫高時， 解離時間要稍短些。此操作注意嚴格控制時間， 如果解離過久， 材料完全離散就無法進行清洗等操作。我們實驗的結果是大蒜和洋蔥固定離析時間為二十到三十分鐘， 蠶豆為二十分鐘。若解離不夠充分， 則壓片時材料細胞堆積在一起， 不易分散， 無法觀察。而實驗方法可在分裂高峰取材以后迅速固定， 就能使學生在顯微鏡下看到各期分裂的細胞， 達到實驗的目的。

4.染色

把經固定分離的根尖， 用清水漂洗以后， 進行染色。染色液采用龍膽紫或醋酸洋紅。龍膽紫在使用時溶液濃度與染色時間的關系難以掌握， 而往往影響實驗效果。一般認為醋酸洋紅染色的效果也不好， 經過實驗， 確實如此實驗證明， 按此操作染色太深， 不易觀察。改進的辦法有二， 一是降低龍膽紫溶液的濃度， 以萬分之五為宜；另外是縮短染色時間， 以一分鐘為宜， 決不能超過兩分鐘分鐘。

5.壓片觀察

教材在指導壓片時采用的方法是蓋上蓋玻片以后， 在蓋玻片上加一載玻片。學生因初次操作容易造成蓋玻片滑動， 造成細胞重疊，影響觀察效果。而在實際實驗壓片過程中， 蓋上蓋玻片以后， 在蓋片上蓋兩層吸水紙， 用手指輕輕按壓蓋片，然后再用鉛筆頭輕輕均勻地敲打注意敲打時不要使蓋片滑動。這樣能使生長點細胞分散開， 呈云霧狀。

然后讓學生根據課本所學的植物細胞分裂各期染色體的特點， 找出處于有絲分裂間期和前、中、后、末期的細胞。觀察時應先在低倍鏡下觀察， 找到典型的又換高倍鏡觀察。

二、分析總結

1.選取材料

要使實驗有比較好的效果， 選擇合適的材料也是很重要的。在此文所選的洋蔥、蠶豆、大蒜三種材料的觀察中， 從總的實驗效果看， 用蠶豆、大蒜、洋蔥作材料所壓的片有一共同的優點染色體比較清晰， 各個時期染色體的特點容易辨認。但是最好的實驗體是蠶豆。

2.取材時間

從實驗可以看出， 不同材料的根尖細胞分裂高峰不同， 而且也不是一天中只有一個。任何材料和時間無絕對不分裂期。一定要根據材料選時間。

3.固定離析

首先，在離析前應固定以保證觀察到分裂高峰期各分裂相的細胞。其次，為節省時間，固定、離析可同時進行， 即把固定液與分離液等量混合即可。

4.染色

由于所述兩種染色方法的優缺點， 學生觀察了自己制作的裝片以后， 再對照看一下教師所做的演示片， 這樣可以更好的鞏固和提高實驗課的質量。

5.壓片

為避免蓋玻片沿功造成細胞重疊， 蓋上蓋片， 不宜用載玻片一而應用兩層吸水紙， 用手指按壓， 用鉛筆頭敲打， 效果最好。

三、結束語

我們所觀察的植物根尖細胞是被固定的死細胞。分析起來， 主要是抓好選材、取材、固定、分離、染色及壓片幾個步驟， 特別是要掌握好取材和染色兩步驟， 方能取得良好實驗效果。因此，不可能見到四個時期連續變化的過程，通過不同時期細胞特點， 應該讓學生建立起植物細胞在活細胞中有絲分裂是動態、連續的過程的概念。

參考文獻：

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