摘 要： 本文圍繞水、溫度、光照三個方面，分析了影響細胞質(zhì)流動的因素。選取黑藻作為材料，加溫并雙向光照，定時定點強光刺激，觀察細胞質(zhì)流動的教學效果比較理想。

關(guān)鍵詞： 細胞質(zhì)流動 黑藻 影響 因素 有效措施

現(xiàn)行人教版高中生物（必修）教材中，在“細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”、“細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能”兩個知識點后，安排了“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動”的學生實驗，目的在于使學生鞏固細胞質(zhì)、細胞器等基本概念，讓學生通過觀察，認識葉綠體的形態(tài)和分布；以細胞內(nèi)最具特征的細胞器——葉綠體作為標志物，觀察葉綠體在細胞內(nèi)的位移情況，感知細胞內(nèi)細胞質(zhì)處于流動狀態(tài)；理解細胞是生命活動的基本單位，活細胞是生命活動的具體表現(xiàn)單位的概念；通過對一個或幾個植物細胞的觀察，明白細胞不是靜止的，生命永遠在運動。

從上面可看出，“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動”是高中生物學科一個有代表性的實驗，做好這一實驗有利于激發(fā)學生學習生物學的興趣，有利于學生學習生物科學知識。

近幾年，選用黑藻葉片作為觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動的材料，已成生物學科同行的共同選擇。黑藻屬單子葉多年生沉水草本植物，在自然環(huán)境中，根入泥，莖細長，披針形葉，3—5片輪生。嫩葉長0.7—1.0m，寬0.1—0.2cm，葉緣有鋸齒，一條中脈貫穿葉尖至葉基部，無側(cè)脈。黑藻一年四季可培養(yǎng)繁殖。剪取帶嫩枝的15cm左右枝條，置于20℃以上水中，三天后節(jié)基部就會長出新根。

黑藻葉片只有一層細胞構(gòu)成，有利于顯微觀察，細胞內(nèi)的細胞器大，觀察葉綠體的教學容易完成，然而觀察細胞質(zhì)流動卻有一定難度。觀察葉綠體的形態(tài)，無論葉綠體在細胞中處于靜態(tài)或移動狀態(tài)都不影響觀察。觀察細胞質(zhì)流動是將葉綠體作為標志物，根據(jù)葉綠體的移動，認定細胞質(zhì)在流動。筆者根據(jù)多年的教學實踐，就影響細胞質(zhì)流動的因素和可采取的有效措施作以下探討。

一、影響細胞質(zhì)流動的因素

1.水是生命活動的物質(zhì)條件。水占細胞質(zhì)量的80—90%。當細胞吸水膨脹時，其體積增大，葉綠體等細胞器移動范圍增大；當細胞失水時，細胞萎縮，體積減小，細胞器移動范圍受限；細胞一旦干燥，其新陳代謝將停止，細胞處于休眠狀態(tài)；細胞嚴重脫水時，蛋白質(zhì)變性，細胞死亡。活性細胞的細胞質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，缺水將導(dǎo)致細胞質(zhì)變成凝膠狀態(tài)，生命活動減弱。

2.溫度是細胞進行正常生命活動的環(huán)境條件。溫度低，原生質(zhì)粘度變大，水分流動緩慢，細胞呼吸減弱，產(chǎn)生的能量減少。溫度過高，會對生物體形成熱害，使酶失去活性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致細胞死亡。

3.光照是植物光合作用的重要能源。綠色植物必須利用太陽光或人工光源，才能通過葉綠體把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成存儲能量的有機物，完成植物生命活動中最重要的新陳代謝。光源的類別、光照時間的長短、光照的強度都對活細胞有重要影響。

水、溫度和光照是植物生命活動的三個基本因素。觀察細胞質(zhì)流動必須緊緊圍繞這三個因素。在實驗教學中，由于各學校所處的地域不同，氣候條件不同，自然條件下難以滿足三個因素。即使是同一學校、同一教師，一天內(nèi)上課時間段不同，教學效果也不一樣。解決的辦法是有效調(diào)控以上三個因素，必要時采取增加葉片局部創(chuàng)傷和化學刺激兩項措施。創(chuàng)傷一般是損壞黑藻葉片葉脈，改變中脈及其細胞的滲透壓，細胞液外滲形成引流，大量水分流動導(dǎo)致葉綠體移動速度加快，便于觀察?；瘜W刺激是利用生物的應(yīng)激特性，將化學試劑作為一種激活劑，增加酶的活性。

二、影響細胞質(zhì)流動的有效措施

1.選枝加溫。取莖尖嫩葉較多的黑藻約15枝，每枝長4—10m，放入水溫25℃左右、水深不超過3cm的玻璃水槽中，以水剛浸沒黑藻枝條為宜。升高水溫可適量加入熱水，但不能直接倒入開水；也不要一次升溫太大，加水一次升溫8℃左右較好；若從15℃左右一次加溫到40—45℃，材料只能一個教學班用，下節(jié)課細胞已失去活性，不能再用。

2.雙向光照。把水槽放在普通投影儀的工作臺面上，將投影儀平面反光鏡置水平閉合位，按下強光開關(guān)，讓大于300W的鹵鎢燈照射黑藻嫩枝約15min。光在水中具有穿透性，黑藻枝葉少，水層淺，水槽和投影儀臺面均透明。光源光線與反光碗光線匯合，經(jīng)聚光鏡組照射黑藻，繼而投射到平面反光鏡，又從平面反光鏡反射到黑藻，形成雙向光照。

3.制片觀察。在載玻片上滴一滴玻璃水槽中的溫水，選一片黑藻嫩葉制成裝片，置于顯微鏡下，一般就能看到細胞質(zhì)流動的正常情況。

4.定時定點強光刺激。上午第一節(jié)課或天陰、低溫時上課，學生用上述處理的材料制成裝片，有時觀察效果不太理想。教師應(yīng)事先準備典型示范裝片來彌補：選擇經(jīng)雙向光照的黑藻嫩葉制成裝片，開啟投影儀電源開關(guān)（不能用強光），將裝片置于投影儀工作臺面正中，讓投影儀中心光軸穿射黑藻葉片，強光刺激4—6min（少于4min效果差，超過8min細胞會被強光灼傷或脫水失去活性）。經(jīng)中心光軸強光刺激的葉片，觀察時可看到細胞質(zhì)流動明顯，一個視野中往往可同時看到布朗運動、環(huán)流、穿棱運動等葉綠體移動情況，材料處理方式與效果如下：

定時定點強光刺激制作示范裝片需注意：①觀察部位接近中心光軸穿射點。一般情況，觀察葉中部中脈外側(cè)2—5行細胞，中心光軸正對葉中部即可。較嫩葉片，可觀察葉片近尖部細胞，中心光軸應(yīng)正對葉尖部中脈，效果特好時，可觀察到中脈外側(cè)葉邊緣甚至葉邊緣的小鋸齒處細胞質(zhì)都在快速流動。②用此法制成的示范裝片，細胞質(zhì)流動很典型，課前教師應(yīng)盡量多做幾片，分別在講臺、中后排學生實驗桌上示范，讓學生都能看到細胞質(zhì)快速流動的真實狀況。③做好的示范裝片，上一個教學班用后，下一個班仍可再用，但須每隔半小時左右加一些水，讓葉片始終處于不缺水狀態(tài)。

上述綜合調(diào)控促使細胞質(zhì)流動的方法措施，滿足了黑藻葉片細胞對水分、溫度和光照的要求條件。同時，較高的水溫、強烈的鹵鎢燈光實際上都會對葉片細胞形成刺激。在15—35℃范圍內(nèi)，溫差較大，加熱水升溫處理后效果更好；同樣，光照差別越大，處理后觀察效果也越好。處理前后的差別在上午第一節(jié)課最突出。

綜合調(diào)控水分、溫度和光照，人為改變黑藻生活的小環(huán)境（一個玻璃水槽）氣候，定時定點強光照射能激化并迅速改變一個葉片及細胞的微環(huán)境因素，目的都是促使細胞質(zhì)流動以利于觀察。在實際教學中，要解決一個年級幾個、十幾個教學班的實驗材料問題，應(yīng)以正常氣溫下（我國長江以南地區(qū)，9月下旬至10月上旬，氣溫在20—30℃）完成觀察細胞質(zhì)流動的教學實驗較妥。

參考文獻：

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