楊曉杰 李 娜 白羽佳 翟 瑩 劉麗杰 李旭業(yè)
(1齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院 黑龍江齊齊哈爾 161000 2齊齊哈爾市第一中學(xué) 黑龍江齊齊哈爾 161000 3齊齊哈爾中學(xué) 黑龍江齊齊哈爾 161000 4黑龍江省畜牧研究所 黑龍江齊齊哈爾 161005)
“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)教材(人教版)中必修的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的目的是通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生進(jìn)一步理解細(xì)胞有絲分裂過程的特點(diǎn)和變化,包括染色體的排列、形態(tài)、位置等變化規(guī)律,鍛煉學(xué)生的操作、觀察和思考能力;學(xué)會(huì)在顯微鏡下分辨有絲分裂各個(gè)不同時(shí)期的特征;訓(xùn)練根據(jù)鏡下圖像繪制有絲分裂簡(jiǎn)圖的技能,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神,使學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合能力得到培養(yǎng)和提高。
但是在實(shí)際操作中,按照教材的方法和步驟,耗時(shí)長(zhǎng),成功率低,觀察效果不理想。針對(duì)以上問題,筆者經(jīng)過不斷的摸索和實(shí)踐,優(yōu)化出行之有效的實(shí)驗(yàn)條件,運(yùn)用該方法觀察根尖細(xì)胞有絲分裂,能得到較好的分裂相。對(duì)教材中該實(shí)驗(yàn)方法中一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。
選取大蒜,其優(yōu)點(diǎn)是大蒜易發(fā)新根,且產(chǎn)生的根數(shù)量多,一頭大蒜可萌發(fā)產(chǎn)生30~50條新根。大蒜材料易得,一年四季可選。
將大蒜置于鋪有脫脂棉的培養(yǎng)皿中,加蒸餾水或純凈水使脫脂棉保持濕潤(rùn),于室溫下培養(yǎng),注意每日換水。大約2~3 d,可見有新根產(chǎn)生。使用蒸餾水或純凈水培養(yǎng),后期易于染色。
當(dāng)蒜頭上萌發(fā)的根尖達(dá)到0.5~1 cm長(zhǎng)時(shí),切取前端3 mm根尖,置于固定解離液中10~12 min。在取根尖時(shí)重點(diǎn)看根尖的生長(zhǎng)狀態(tài),根尖≦1 cm時(shí),生長(zhǎng)旺盛,根尖分裂相多。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)摸索觀察,認(rèn)為取材時(shí)間不局限在某時(shí)間點(diǎn),只要根尖生長(zhǎng)狀態(tài)好,從早到晚均可取材。圖1中所用材料是在晚上6:30取的,分裂相很多,細(xì)胞有絲分裂指數(shù)可達(dá)到18.35%。
圖1 有絲分裂各個(gè)時(shí)期(40X)
解離液配制:濃鹽酸∶95%酒精=1∶1,此液現(xiàn)用現(xiàn)配,盛放在培養(yǎng)皿中。選用濃鹽酸的優(yōu)點(diǎn)是不用配制濃度,且濃鹽酸解離效果好,與95%酒精等體積混合即可。濃鹽酸的作用可使細(xì)胞與細(xì)胞間的果膠層溶解,細(xì)胞間相互分離,壓片時(shí)使細(xì)胞易于散開;酒精可將細(xì)胞固定,保持處理時(shí)的生活狀態(tài)。筆者的操作經(jīng)驗(yàn)是:取材的根尖越嫩,解離處理的時(shí)間越短,成熟的根尖解離時(shí)間略長(zhǎng),一般需要10~12 min,如果時(shí)間過短,細(xì)胞的胞間層沒有溶解,細(xì)胞間不能達(dá)到相互分離,不容易壓成較薄的裝片,影響觀察。解離時(shí)對(duì)溫度沒有嚴(yán)格的要求,一般在室溫(20℃左右)即可。
用滴管將培養(yǎng)皿里的解離液吸出去,加入蒸餾水或純凈水,沖洗3次,每次1 min。其作用是低滲處理,使細(xì)胞中的解離液滲出,洗去解離液,否則不易染色。
將沖洗好的根尖取出一個(gè)放在載片中央,切去伸長(zhǎng)區(qū)后的多余部分,只留呈乳白色的生長(zhǎng)點(diǎn)(約2 mm),根尖過長(zhǎng)時(shí),伸長(zhǎng)區(qū)及成熟區(qū)的存在會(huì)干擾觀察分生區(qū)細(xì)胞,影響觀察效果。在根尖上加一滴紫藥水-醋酸染色液1 min(染色液配制:紫藥水∶15%冰醋酸=2∶7。市售紫藥水,經(jīng)濟(jì)、操作方便、染色效果好。冰醋酸具有分色作用,可褪去染色質(zhì)的顏色)。染色后,在根尖上加蓋片。
將4 cm×4 cm的吸水紙對(duì)折,載片放在吸水紙中,右手拇指對(duì)準(zhǔn)蓋片的位置,隔著吸水紙垂直向下稍用力按壓,再用鑷子背端連續(xù)輕敲使根尖呈云霧狀。吸去多余的染液,拇指壓片將根尖壓散,輕敲的目的使細(xì)胞分散均勻,便于制成的材料處于一個(gè)平面上,利于觀察。壓實(shí)、敲勻是制片的關(guān)鍵。
在顯微鏡下,先用低倍物鏡觀察,找到細(xì)胞分散均勻、染色體染色良好的根尖分生區(qū),辨別有絲分裂的各個(gè)時(shí)期,轉(zhuǎn)換高倍物鏡進(jìn)一步觀察。低倍鏡下視野范圍大,可快速找到目標(biāo)物,通過高倍物鏡深入觀察染色體的數(shù)目、形態(tài)等特征,易于準(zhǔn)確辨別各個(gè)時(shí)期,見圖1。觀察、統(tǒng)計(jì)、繪圖。
按照以上的實(shí)驗(yàn)流程,取材容易,操作簡(jiǎn)便,成本低廉,四季可行,成功率高,實(shí)驗(yàn)效果好。