李志超　席貽龍　劉芳

【摘要】本文對(duì)人教版普通高中《生物·必修1·分子與細(xì)胞》中的“觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)的材料和方法進(jìn)行了如下改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)材料由洋蔥改為大蒜；用卡諾氏液和對(duì)二氯苯對(duì)根尖預(yù)處理；解離液改為用1mol/L的稀鹽酸，在63℃的水浴中解離；染液由龍膽紫改為改良的苯酚品紅染液；將玻璃皿改為EP管。

【關(guān)鍵詞】觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 大蒜

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）01-0184-02

生物學(xué)是一門以觀察和實(shí)踐為基本研究方法的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生直接接觸生物，觀察生命現(xiàn)象，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。可見，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生物教學(xué)的重要組成部分，也是實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑。但在實(shí)際教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)受到多方面條件的限制。因此，我們有必要結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的研究，從而提高生物教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、解決教學(xué)中存在的一些問題、充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生動(dòng)性和趣味性以及在學(xué)生能力培養(yǎng)中的作用。

各地在實(shí)施人教版普通高中《生物·必修1·分子與細(xì)胞》中的“觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)通常已進(jìn)入秋冬季節(jié)，因天氣寒冷實(shí)驗(yàn)材料生根困難而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)很難成功。同時(shí)，教材中提出把洋蔥放在裝滿水的廣口瓶上，放在溫暖處培養(yǎng)。用此培養(yǎng)法需要大量廣口瓶，所得的根較少，效率較低，無(wú)法滿足年級(jí)較多的學(xué)校。因此，筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)的材料、實(shí)驗(yàn)步驟等進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，獲得了較好的教學(xué)效果。

1.課前理論知識(shí)的準(zhǔn)備

“觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，能否正確選取根的分生區(qū)是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。因此，在實(shí)驗(yàn)課前對(duì)學(xué)生再次講授根的結(jié)構(gòu)是必要的。同時(shí)，利用多媒體技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，通過(guò)生動(dòng)的動(dòng)畫效果讓學(xué)生更容易的接受和掌握分生組織細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)，從而有利于實(shí)驗(yàn)的順利開展。

2.實(shí)驗(yàn)材料的調(diào)整和處理

人教版生物教科書中提供了洋蔥、蔥、蒜三種實(shí)驗(yàn)材料。林亮[1]和防春妮[2]等采用蒜，柯達(dá)珊[3]等采用水仙。筆者經(jīng)過(guò)對(duì)取材方便程度、培養(yǎng)難易、生根數(shù)量等指標(biāo)進(jìn)行仔細(xì)的對(duì)比，最終決定使用大蒜為實(shí)驗(yàn)材料。大蒜根尖細(xì)胞分裂旺盛，是觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的好材料。

蒜，洋蔥等植物存在休眠現(xiàn)象，打破這種休眠現(xiàn)象可以用低濃度的赤霉素溶液浸泡蒜的鱗莖座。將大蒜放在4℃冰箱中處理3-5天也可以取得同樣效果。經(jīng)上述處理后，將最外層干枯表皮剝掉，用牙簽將蒜瓣串起，將其架在100毫升燒杯邊緣。使蒜瓣下部浸入水中，置于溫暖處。注意每天換水（防止?fàn)€根），經(jīng)3-5天后即可長(zhǎng)出嫩芽。

3.實(shí)驗(yàn)步驟的調(diào)整

3.1 預(yù)處理

教材中指出，待根長(zhǎng)約5cm時(shí)，取生長(zhǎng)健壯的根尖制成臨時(shí)裝片。筆者在總結(jié)其他學(xué)者研究結(jié)果并實(shí)驗(yàn)嘗試后發(fā)現(xiàn)，取材0.5cm-1cm細(xì)胞分裂相更多，效果更好。由于教學(xué)安排時(shí)間不一定處于根尖細(xì)胞分裂高峰期，所以現(xiàn)取現(xiàn)用可能導(dǎo)致細(xì)胞分裂相太少，實(shí)驗(yàn)效果不理想。為解決時(shí)間上的矛盾，同時(shí)節(jié)約課堂上的時(shí)間，可選擇在上午10∶30-11∶30時(shí)取生長(zhǎng)健壯的根尖置于EP管中并用卡諾氏液（乙醇：冰醋酸=3：1）固定，此時(shí)大蒜細(xì)胞分裂比較旺盛。將大蒜固定2小時(shí)以上后再用對(duì)二氯苯處理（秋水仙素較貴，用對(duì)二氯苯替代也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求）3小時(shí)。若需保存，可將對(duì)二氯苯吸出加入70%酒精，而后置于冰箱中保存。保存時(shí)間最好不超過(guò)兩個(gè)月；如需長(zhǎng)期保存，可以定期更換酒精。

3.2 解離和漂洗

教材中“解離”的實(shí)驗(yàn)步驟是：將根尖放入盛有鹽酸和酒精混合液（1：1）的玻璃皿中，在室溫下解離。其中解離液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精的混合液，容易揮發(fā)，對(duì)呼吸道的刺激性很強(qiáng)。如果班級(jí)實(shí)驗(yàn)分組多，解離液用量大，再加上如果生物實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)不良，會(huì)對(duì)學(xué)生的身體健康構(gòu)成威脅。因此，解離液可改用1mol/L的稀鹽酸，在63℃的水浴中水解2min，效果會(huì)更好。具體操作為：取根尖置于EP管中，加入1mol/L的稀鹽酸至EP管的3/4。解離液的量不能太少，由于根尖中的水分會(huì)將解離液稀釋從而影響解離效果。然后將EP管插入帶孔的泡沫塑料板上置于63℃的水浴中水解2min。解離這一步是最關(guān)鍵的一步，只有充分解離，在制片時(shí)細(xì)胞才容易分散開來(lái)。但解離過(guò)度則可能破壞細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。所以解離時(shí)的溫度和時(shí)間很重要。解離好后用吸管將解離液吸出，并用蒸餾水將根尖反復(fù)清洗2～3次，即可進(jìn)行染色。

3.3 染色

教材中的步驟是：把根尖放入盛有質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽紫溶液的玻璃皿中染色。然而，染色后顯微鏡視野下往往只見紫色一片，實(shí)驗(yàn)效果不理想。改用2%的醋酸洋紅或改良的苯酚品紅染液染色，相較于龍膽紫有更好的染色效果。其中改良過(guò)的苯酚品紅染液可長(zhǎng)期保存，且染色效果會(huì)隨存放時(shí)間的延長(zhǎng)越來(lái)越好。

本實(shí)驗(yàn)采用改良的苯酚品紅染液進(jìn)行染色。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，染色時(shí)間小于5小時(shí)，細(xì)胞質(zhì)著色不明顯，6小時(shí)左右觀察效果較好。由于染色時(shí)間較長(zhǎng)但解離時(shí)間較短，教師可以讓學(xué)生早晨對(duì)根尖解離染色，下午進(jìn)行觀察。

3.4 制片

教材要求：用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片，然后用拇指輕輕地按壓載玻片；但在實(shí)際操作中，“輕壓”的程度學(xué)生很難把握。太輕了，細(xì)胞分散不開；太重了，蓋玻片容易碎。在輕壓過(guò)程中蓋玻片和載玻片容易發(fā)生移動(dòng)，在取掉上面載玻片時(shí)還容易將下面的蓋玻片帶起，影響觀察。鑒于此，可改為直接蓋上蓋玻片，并用吸水紙包繞在蓋玻片和載玻片處。然后用鉛筆帶橡皮的那頭垂直向下輕敲載玻片，壓至根尖成云霧狀即可上鏡觀察。

4.效果分析

本文將實(shí)驗(yàn)材料改用大蒜比洋蔥更容易培養(yǎng)，更符合教學(xué)實(shí)際需要，實(shí)驗(yàn)效果好；對(duì)大蒜的預(yù)處理，節(jié)省了課堂時(shí)間，且便于儲(chǔ)存，可以滿足于班級(jí)較多的學(xué)校需求；解離液和染液的改進(jìn)使實(shí)驗(yàn)更安全，效果更好?？傊?，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成敗與老師提供的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法步驟的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。這就需要教師在進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)并與本校的教學(xué)實(shí)際相結(jié)合。對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、方法和步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，可以大大提高課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]林亮. “觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn). 中學(xué)生物教學(xué)，2012，7：47

[2]方春妮. “觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)補(bǔ)充. 生物學(xué)教學(xué)，2012，37（9）：30

[3]柯達(dá)珊. 水仙根尖是觀察細(xì)胞有絲分裂的好材料. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2012，12：31-32

[4]陳小清. 關(guān)于“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”. 生物學(xué)教學(xué)，2013，38（6）：51