用四種植物材料進(jìn)行質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的比較

楊 玲 張 海 錢紫嫣

(上海市青浦高級中學(xué) 201700)

洋蔥鱗葉作為教材一直選用的實(shí)驗(yàn)選材在于它具備取材方便、細(xì)胞較大、顏色較深和便于觀察等優(yōu)點(diǎn)。然而在實(shí)際操作中，洋蔥刺激性強(qiáng)使得一些學(xué)生流淚噴嚏而影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，且在質(zhì)壁分離中多數(shù)原生質(zhì)層形狀不規(guī)則呈多邊形，不便測量。這不由得引發(fā)了思考：洋蔥是最合適的實(shí)驗(yàn)材料嗎？是否還有其他的材料可供選擇和替代？

因此，就對校園里的植物和生活中常見的植物進(jìn)行篩選，挑選4種顏色鮮艷的材料進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。一般來說，植物細(xì)胞中央液泡的色澤越鮮明,所觀察到的質(zhì)壁分離現(xiàn)象則越明晰。希望通過4種植物材料的對比實(shí)驗(yàn)，選擇出細(xì)胞形態(tài)規(guī)則、顏色明顯、發(fā)生質(zhì)壁分離所需的時(shí)間短、質(zhì)壁分離程度明顯和原生質(zhì)層形態(tài)規(guī)則等特點(diǎn)的材料，以完善本實(shí)驗(yàn)。

1 材料方法

1.1 材料與儀器 洋蔥、紫鴨趾草、一串紅、大蒜，10%、20%、30%的蔗糖溶液，數(shù)碼顯微鏡、目鏡測微尺、鑷子、載玻片、蓋玻片、燒杯、吸水紙等。

1.2 方法與步驟 實(shí)驗(yàn)方法：參考教材中“引流法”，對洋蔥鱗葉外表皮(紫色)、紫鴨趾草(紫色)、一串紅(紅色)和大蒜鱗葉(紫紅色)四種植物材料分別進(jìn)行不同濃度的蔗糖溶液處理，觀察與記錄四種植物材料的質(zhì)壁分離圖片，測量和計(jì)算B/A值，分析質(zhì)壁分離程度，最后對比分析得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟：①取一片紫色的紫鴨趾草葉(為例)，用刀片劃出大小約為1 cm×1 cm的正方形葉表皮，并用鑷子小心撕取下來；②在載玻片上滴1～2滴清水，用鑷子夾取表皮并將其展平在清水中，蓋上蓋玻片(蓋上時(shí)應(yīng)注意動作輕慢，防止裝片內(nèi)滲入氣泡)；③打開計(jì)算機(jī)設(shè)備和顯微鏡。先后用低倍鏡和高倍鏡觀察紫鴨趾草表皮細(xì)胞的正常形態(tài)(包括液泡形態(tài)、色素顏色和細(xì)胞大小等)；④在蓋玻片一側(cè)滴加10%蔗糖溶液1/3滴管，在蓋玻片的另外一側(cè)用吸水紙引流(重復(fù)引流幾次，使得蔗糖溶液滲入蓋玻片下方，浸浴葉片表皮)；⑤用低倍鏡觀察紫鴨趾草表皮細(xì)胞的變化，是否發(fā)生質(zhì)壁分離，截取計(jì)算機(jī)上所顯示的圖片，若有發(fā)生質(zhì)壁分離，記下發(fā)生質(zhì)壁分離的時(shí)長和程度；⑥使用目鏡測微尺測量表皮細(xì)胞的細(xì)胞長度A和原生質(zhì)層的長度B(縱向)，計(jì)算B/A的值，記錄所有數(shù)據(jù)；⑦用濃度分別為20%和30%的蔗糖溶液重復(fù)①～⑥步驟的實(shí)驗(yàn)；⑧用洋蔥鱗葉外表皮、一串紅花瓣和大蒜鱗葉進(jìn)行①～⑦步驟的重復(fù)實(shí)驗(yàn)；⑨整理統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對四種植物材料取材部位、細(xì)胞顏色、細(xì)胞大小、質(zhì)壁分離速度和分離程度(選擇30%蔗糖溶液條件下)、分離后原生質(zhì)層的形狀等指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果如表1。

表1 四種不同植物材料進(jìn)行質(zhì)壁分離的比較(30%蔗糖溶液)

3 結(jié)果分析

3.1 洋蔥表皮材料的分析 洋蔥表皮細(xì)胞紫色深、顏色鮮艷、細(xì)胞大和液泡明顯，質(zhì)壁分離速度適中。但是刺激性氣味明顯，原生質(zhì)層容易出現(xiàn)不規(guī)則的形狀，在測量的時(shí)不容易準(zhǔn)確讀數(shù)。

3.2 紫鴨趾草材料的分析 紫鴨趾草外表皮細(xì)胞呈紫色，大小適中，質(zhì)壁分離速度1 min左右，質(zhì)壁分離程度明顯。還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)含有豐富的葉綠素，保衛(wèi)細(xì)胞和氣孔數(shù)量多，且分離后原生質(zhì)層的形態(tài)很不規(guī)則，影響到觀察和原生質(zhì)層測量的準(zhǔn)確性。

3.3 一串紅花瓣材料的分析 一串紅的花瓣外表皮細(xì)胞顏色鮮艷，質(zhì)壁分離程度明顯，質(zhì)壁分離速度較快：在10%、20%蔗糖溶液濃度下，細(xì)胞基本上在1min左右都發(fā)生質(zhì)壁分離；在30%濃度下，細(xì)胞在30 s內(nèi)發(fā)生質(zhì)壁分離。但是，細(xì)胞過小、比較密集，分離后原生質(zhì)質(zhì)層形狀不規(guī)則，這些特點(diǎn)會影響到質(zhì)壁分離的過程觀察和測量。

3.4 大蒜鱗葉材料的分析 大蒜鱗葉顏色鮮艷，細(xì)胞大小適中，原生質(zhì)層形態(tài)規(guī)則近橢圓形，不僅觀察方便，而且能夠準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)，保證了結(jié)果的可靠性。在10%濃度的蔗糖溶液下，沒有發(fā)生質(zhì)壁分離；在20%濃度下，少量細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象；在30%濃度溶液中的質(zhì)壁分離速度較紫鴨趾草慢，這有利于學(xué)生更加充分地觀察植物細(xì)胞失水的過程，理解質(zhì)壁分離的本質(zhì)。而且，原生質(zhì)層呈圓形或橢圓形，非常規(guī)則，方便觀察和測量。

3.5 總體分析 ①一串紅花瓣外表皮細(xì)胞和紫鴨趾草外表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離效果較好，但前者細(xì)胞太小，后者氣孔和色素多，影響觀察；②大蒜鱗葉細(xì)胞形態(tài)規(guī)則，顏色明顯，發(fā)生質(zhì)壁分離所需的時(shí)間短，質(zhì)壁分離程度明顯，原生質(zhì)層形態(tài)規(guī)則近橢圓形，是可以替代洋蔥外表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)的理想材料。