鴨趾草根尖分生組織的有絲分裂觀察

左開俊

(江蘇省震澤中學 吳江 215200)

本文以教材中“觀察根尖分生組織的有絲分裂”一節實驗為例，闡述了對“有絲分裂”實驗進行改進的教學過程。

1 實驗材料的改進

1.1 原實驗材料(洋蔥)進行實驗的局限性 洋蔥屬多年生草本植物，鱗莖粗大，近球狀。洋蔥的胚根長出后不久便會萎縮，因而無主根，其根呈弦狀須根，生于短縮莖盤的基部，根系弱，無根毛，因此吸收肥水的能力較弱。若環境溫度超過25℃時，其生長就會逐漸衰退，甚至進入休眠狀態。

從不同的施教區域、不同的施教學情等角度進行分析，用洋蔥進行“觀察根尖分生組織的有絲分裂”實驗，存在如下幾點缺陷： ①高中學生上實驗課的人數一般在40位以上，用洋蔥生根來做實驗，因其只能底端部位生根，則決定了實驗材料準備量要充足。這一方面增加了實驗準備的工作量，另一方面也導致了實驗材料(洋蔥)的嚴重浪費；②教材中此實驗內容安排在必修1《分子與細胞》的最后一章，實施教學的時間段大約在臘月季節。全國除海南省等區域以外，相對地區溫度都比較低，而洋蔥的生根與周圍環境的溫度關系非常密切。其在20～25℃的室溫條件下易生根且數目較多；在較低或較高溫度條件下，其生根少、緩慢且易老化。臘月時節從市場上購買的洋蔥，大多是經過輻射或冷藏處理過的休眠期洋蔥，其極不易生根。對于這樣的材料，培養前需先用刀片切去處于休眠狀態的陳根，讓它們在20～25℃溫度下浸泡2～3周，其根部周圍才會長出許多白色的突起。再經約2周的時間，才能長出符合實驗要求的根系來，如此培養周期時效性確實較差。

1.2 新實驗材料(鴨趾草)進行實驗的優越性 鴨趾草(Commelinacommunis)是一種非常優良的小型垂吊盆栽花卉，選紫色為實驗最佳品種。

理由是： 紫色品種的鴨趾草，四季常綠(紫)，全國各地都能見到其生存繁殖的蹤影。其生命力較頑強，筆者曾用0.5 ppm的草甘膦異丙胺鹽溶液噴灑鴨趾草的莖和葉，其1周內都沒有出現明顯的萎縮狀態。繁殖速度快，蔭陽皆適宜，且對溫度適應極強。在實驗室條件下，只需在廣口瓶中注入適量的清水，用剪刀隨便剪取15 cm長的枝條插入其中即可。1～2周內其就會生根，且每個節都能產生新根。此特點為實驗的開展提供了大量的根系材料，成本幾乎為零。鴨趾草非常喜歡肥力，如果想在較短時間內就能獲取大量的根系材料，只需在其培養液中加入少許的氮肥，再將其陳列在向陽的窗臺或陽臺上即可。無需人為過度的打理，2周內就能長出茂盛的根系即可進行實驗。

2 解離方法的改進

2.1 原解離方法的不足 教材中使用解離液(V15%鹽酸∶V95%乙醇=1∶1)對根尖進行解離。此種方法將“固定”和“解離”兩個步驟整合成了一步。初看這樣設計是節省了實施實驗的時間，提高實驗速率。但實踐表明： 用此種方法處理后的實驗材料，實驗現象及效果較不明顯。尤其是學生在實驗中，失敗率較高。其原因是解離液中的鹽酸使染色體中的DNA和蛋白質發生了分離。

2.2 對解離方法的改進 先對實驗材料進行解離，其目的是使細胞的胞間層物質達到溶解的狀態，保證壓片時細胞易于分散。實踐證明： 先固定，有利于細胞內容物的定形；再解離，有利于細胞與細胞彼此分離。通常的固定方法，是將合適的材料先放入卡諾氏固定液(V乙醇∶V冰醋酸=3∶1)中，固定3～5 h后清洗干凈；然后，再將固定好的材料用解離液處理。此種方法實驗效果雖好，但是要靜等3～5 h，而1節實驗課才只有45 min，時間上又不允許。通過不斷地實踐和摸索發現： 如果按照教材中的配方，在配制解離液時，就往其中加入等量的醋酸，處理后的實驗效果也非常理想。

3 總結與反思

從實踐探究中得出： 用龍膽紫和醋酸洋紅分別染鴨趾草根尖分生組織，在觀察細胞的有絲分裂時，發現龍膽紫的效果要比醋酸洋紅效果更明顯，更易得到實驗者想得到的實驗結果。臘月時節環境溫度較低，如果要想在極短的時間內獲得茂盛的鴨趾草根系，建議通過空調或其他設施將環境溫度控制在25℃左右。在切取根尖時，最好先讓實驗材料置于溫暖的環境中至少1 h，然后再將根尖切下，保證其處于新陳代謝旺盛的狀態。另外，由于水仙花和風信子適宜在冬天生長且又可以水培，故其根系也是在冬天進行此實驗的良好材料。