以四季蔥（shallot為實驗材料對有絲分裂的實驗改進

林玉武

【摘要】本實驗是對高中課本必修一中 《觀察植物細胞的有絲分裂》的實驗材料的改進。將從菜市場買回來的四季蔥（shallot）的下端帶根部位置于清水中浸泡1-2小時，選取較短且不被破壞的根尖經解離5分鐘，漂洗10秒，再染色3分鐘后壓片即可觀察。本實驗改進獲得2016廣東省中學化學和生物實驗教師（員）實驗操作與創新技能競賽二等獎。

【關鍵詞】有絲分裂? 四季蔥（shallot）? 縮短時間

【中圖分類號】G633.91 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）01-0184-01

一、原實驗的不足之處

本實驗為高中生物重要的實驗，但實驗如按課本要求培養洋蔥或蒜則實驗材料準備上耗時長，提前準備至少三四天，培養需要時需要經常換水，否則洋蔥易爛根或者糜爛。其次如果完全按照課本要求的時間安排去規范實驗操作本實驗則至少耗時16分鐘，對于不熟練學生耗時可能多于20分鐘。一節課45分鐘耗時一半于制作裝片，不利于學生仔細觀察，尋找各種時期細胞分裂圖。均不利于實驗開展和進行。

二、實驗的改進

因本實驗要求學生學會制作根尖細胞有絲分裂的裝片，因此原實驗步驟并不做改動。只對實驗材料的選擇及操作時間的優化進行改進，以求能使得本實驗更加易于開展及操作。

1.改進實驗材料

1.1選擇實驗材料

因本實驗需要觀察植物根根尖分生區，因此選擇材料要求因確定在根系發達或易根等特點，而作為實驗開展材料，單一株實驗材料根系必須多，或者實驗材料從而較小避免實驗后材料的浪費。因此在眾多種植物中選出備選材料分別為：豆（包括紅豆、綠豆、黃豆等利用其易萌發生根的特點）、豆芽、大蒜、水芹菜、西洋菜、紅蔥、四季蔥、大蔥等。然后分別依照課本實驗要求，嚴格進行實驗，在根據各實驗材料對象的結果來進行分析。

1.1.1誘導豆類根作為材料

取剛泡水一晚后萌發的綠豆幼根，進行解離、漂洗、染色、制片后進行觀察。結果發現除了細胞中分生區明顯易發現，但細胞中多呈現紫色顆粒，未發現處于有絲分裂中的各種染色體特征;可能由于綠豆中的淀粉粒存在干擾實驗結果，因此本小組分別將綠豆誘導時間延長至一天、兩天、三天再進行觀察，結果與第一日相同。因此誘導綠豆萌發的幼根不適宜作為觀察有絲分裂的材料。同時進行其他豆的種子萌發的誘導，但除了綠豆誘導萌發的時間較短之外，其余豆類所需時間較長，基本接近課本原使用所需的時間，因而作為實驗改進材料沒有意義。

1.1.2豆芽作為材料

豆芽含水量高，根系明顯，在我國多地都可以輕易購買得到，因此也是作為改進備選材料之一。但是經試驗發現豆芽存在如下問題;一如購買的豆芽不新鮮，則根系萎靡不能觀察。二改成取豆芽的幼莖分生區進行觀察，出現如綠豆同樣的問題。因此豆芽也不適合作為觀察材料。

1.1.3大蒜的根作為材料

從市場購買新鮮的大蒜，根粗壯明顯，根尖明顯，本經實驗發現，利用大蒜制備根尖分生區有絲分裂材料進行觀察，實驗結果較好，可以清晰看見有絲分裂期各種染色體形態。但蒜的根較粗壯且長，因此在收割過程中，很多根被破壞，一株大蒜可供觀察材料較少。二如果利用蒜瓣培養則耗時間長，與水培洋蔥類似，因此作為改進沒意義。

1.1.4水芹菜根作為材料

從市場上購買的水芹菜，根部帶土較多，洗干凈后進行觀察。發現水芹菜根系較多，但根系較幼，因此在收割過程，多數根系易被破壞，因此實驗結果不佳，未發現根尖分生區。

1.1.5西洋菜作為材料

西洋菜與水芹菜特點相近，都是根部較系且較密集，而由于西洋菜是水培的，在收割過程中，根部受損情況較少，從理論上來說也較合適作為實驗材料。但是在實驗過程中發現，西洋菜根部失水而萎靡情況較多，雖然清水浸泡后可以恢復，但是實驗結果不佳。也未能發現分生區。因此也不合適作為實驗材料。

1.1.6各種蔥類根作為材料

蔥也是較為常見的蔬菜，比較易得，且四季均有。本小組從菜市場購得大蔥、紅蔥、四季蔥（shallot）進行實驗，都能尋找到根尖并進行課本實驗，都能得到課本相應實驗結果，而且效果都佳，但是大蔥，紅蔥都存在大蒜對應的情況，而四季蔥（shallot），根系幼且根尖多而短，因此大多在收割過程中較少受到破壞。最終經過實驗結果，過程比較最終確定四季小蔥為實驗改進材料。

1.2取材及處理

將當天從菜市場買來的四季蔥（shallot）即可用于觀察。將四季蔥的根部置于清水中浸泡1-2h，選取較短根尖不被破壞的根觀察即可。經試驗取材時間從上午9點至下午5點均可都能觀察到較多細胞分裂。而且四季蔥（shallot）為2倍體，染色體數為16條也便于學生觀察計數。

1.3實驗材料改進的意義

本實驗將材料改為四季蔥（shallot）后準備時間少，從菜市場買回來即可開展，另外四季蔥（shallot）種植面積廣多地均有，價格相對于洋蔥價格便宜，不易造成浪費。因此改進后的實驗材料準備工作相對少，使得本實驗對于沒有配備專門實驗人員的學校更易于開展。此外利用清水培養四季小蔥，1-2天即可長出新根，且不用換水。這樣有利于后期開展實驗班級進行實驗，也減少實驗人員工作量和避免造成資源浪費。

2.實驗過程改進

按課本原要求實驗需除了前期準備實驗材料外，要求學生在課堂上進行操作的步驟有解離（需要10分鐘）、漂洗（3-5分鐘）、染色（5分鐘）、制片、觀察等。則未到使用高倍鏡觀察階段至少需要學生花16分鐘進行操作，如果學生不熟練或動作較慢，課前預習不足等因素則可能需要更多時間，這樣則學生可觀察的時間較少，因此為了使學生們能夠按課程規定的要求體驗實驗全過程，又可以仔細觀察。 經本人多次對實驗各個階段進行時間改進的嘗試，最終以四季蔥（shallot）為材料后將原來的解離10分鐘改為根據根尖的大小粗厚解離3-5分鐘即可，漂洗由原來的3-5分鐘改為漂洗10-20秒，將根尖的染色依然使用龍膽紫染液染色3分鐘。這樣對于材料選材錯誤，或制片過程失誤的學生，在一節課內仍有足夠的時間重新取材進行實驗，而對于其他的同學，則可以用更多時間觀察。

參考文獻：

[1]林亮，上官興星.“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗方法改進[J].中學生物教學，2012（7）：46-47.

[2]陳小清，黃志堅.關于“根尖細胞有絲分裂”實驗的改進[J].生物學教學，2013（6）：51.