黃豆芽在植物學實驗教學中的應用*

李春妹 石祥剛 劉蔚秋 劉 瑩 凡 強

（1 中山大學生命科學學院 廣東廣州 510275 2 中山大學生態學院 廣東廣州 510006）

植物學實驗是高等院校生物類各專業的一門重要基礎實踐性課程，作為植物學理論課的延伸，其根本目標是通過實驗課學習，加深學生對植物形態解剖及系統分類主要內容的理解和掌握，同時培養學生的動手能力和創新能力。在植物學實驗的形態解剖部分，主要通過觀察植物細胞、組織、器官的結構特征，進而理解其結構與功能、系統與演化等內容。植物的形態和結構特征一般采用永久切片或新鮮材料制作臨時切片進行觀察。利用新鮮材料制作臨時裝片操作簡單、制片迅速，能觀察到新鮮材料組織的自然色澤和活體細胞的結構狀態，同時提高學生的動手操作能力，從而充分調動學生的積極性和主動性。再者，同一個材料觀察到多個實驗內容，既可提高實驗效率，同時也有利于學生對理論知識相互聯系的理解。因此，新鮮實驗材料的選擇是提升實驗課教學效果的重要因素之一[1]，在培養和提高學生的實驗技能及終身學習能力方面的作用不可或缺。本文結合中山大學植物學實驗的教學特點，以黃豆芽為實驗材料，詳細說明其取材部位和相關實驗內容。

1 植物器官的觀察

大豆為子葉出土類幼苗，種子萌發時，胚根沖破種皮，形成主根后，下胚軸迅速發育伸長將上胚軸、子葉和胚芽一起推出（圖1a）。將購買的黃豆芽進行水培，待上胚軸生長到一定長度后，利用徒手切片法，對根、下胚軸和上胚軸進行連續切片，并按從根到上胚軸的順序制作水藏玻片，在顯微鏡下觀察維管組織系統的變化（圖1b、圖1c、圖1d、圖1e、圖1g、圖1h）。

圖1 黃豆芽的解剖圖

1.1 根的初生結構觀察 在顯微鏡下觀察根橫切面結構（圖1b、圖1c）：最外1 層為表皮細胞；皮層位于表皮和維管柱之間，占據較大比例，皮層薄壁細胞排列疏松，具明顯胞間隙，皮層最內層細胞排列緊密，無胞間隙，為內皮層，具明顯的凱氏點；內皮層以內為維管柱，中柱鞘1 層細胞，緊連內皮層。根具4 束木質部，為四原型。初生木質部由外向內呈向心式成熟，為外始式發育。初生韌皮部與初生木質部相間排列，其發育方式也是外始式。

1.2 胚軸結構觀察 下胚軸為根與莖的過渡區域。在顯微鏡下觀察下胚軸橫切面結構（圖1d、圖1e）：最外1 層為表皮細胞；皮層位于表皮內方，與根相似，皮層面積比例較大，主要由薄壁組織組成，細胞排列疏松，具胞間隙；皮層以內為維管柱，維管柱與根相比，明顯增粗。維管束包括初生韌皮部和初生木質部，初生木質部和初生韌皮部的發育方式為外始式。中央具髓。上胚軸已形成典型莖的初生結構，皮層比例較小，維管束圍繞髓部呈環狀分布，顯著增粗，占整個橫切面的大部分比例。初生木質部的發育方式與根相反，為內始式，初生韌皮部的發育方式與根相同，為外始式。維管柱中央具髓，髓部細胞薄壁，排列疏松。

2 植物組織的觀察

2.1 輸導組織的觀察 截取一段黃豆芽的下胚軸，縱切，取其一半置于載玻片的水滴中，使用鑷子的寬面端按壓，盡可能壓平，蓋上蓋玻片，鏡檢可見5 種導管類型（圖1f）：環紋導管、螺紋導管、梯紋導管、網紋導管和孔紋導管。注意個別材料孔紋導管不明顯，應多觀察幾個樣品。

2.2 保護組織的觀察 取黃豆芽的幼葉，在解剖鏡下取一小塊制作水藏玻片，鏡檢可見2 種表皮毛（圖1i）：單細胞表皮毛和多細胞表皮毛。2 種表皮毛不需要經過特殊的染色，可明顯觀察到細胞核，甚至可觀察到核仁。

3 黃豆芽選為實驗材料的優勢

植物學實驗教學中，主要利用有限的植物材料，探究植物結構的細節而見微知著，觸類旁通。在組織和器官的實驗課上，傳統上常采用南瓜莖縱切和橫切等永久玻片進行顯微觀察[2-4]，實驗過程重觀察而輕實操，因此，實驗課上適當增選新鮮材料，可彌補學生動手操作訓練不足、趣味性不高等問題，有效提高課堂效果。考慮到實驗教學的特點，新鮮實驗材料應該具備目標結構典型、易于操作、便于觀察、容易獲取且成本低等優勢。黃豆芽作為一種南方和北方常見的蔬菜，容易購買，且價格低廉；黃豆芽的硬度合適，適合做徒手切片和壓片，操作簡單，無需經過特殊染色，細胞和組織特征明顯，可同時觀察到多個結構特征，亦可用于觀察根與莖轉變區維管組織的變化等內容。通過增加學生熟悉的黃豆芽作為實驗材料，教學貼近生活，學生自己制片觀察到目標結構，在實際操作中深刻體會到了結構的重要性，學習過程變被動為主動，能學以致用，更易獲得成就感，從而有效提高學生學習的積極性，激發研究興趣，增加學生解決實際問題的綜合能力。