左開(kāi)俊

(江蘇省震澤中學(xué) 吳江 215200)

本文以教材中“觀察根尖分生組織的有絲分裂”一節(jié)實(shí)驗(yàn)為例，闡述了對(duì)“有絲分裂”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的教學(xué)過(guò)程。

1 實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

1.1 原實(shí)驗(yàn)材料(洋蔥)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的局限性 洋蔥屬多年生草本植物，鱗莖粗大，近球狀。洋蔥的胚根長(zhǎng)出后不久便會(huì)萎縮，因而無(wú)主根，其根呈弦狀須根，生于短縮莖盤(pán)的基部，根系弱，無(wú)根毛，因此吸收肥水的能力較弱。若環(huán)境溫度超過(guò)25℃時(shí)，其生長(zhǎng)就會(huì)逐漸衰退，甚至進(jìn)入休眠狀態(tài)。

從不同的施教區(qū)域、不同的施教學(xué)情等角度進(jìn)行分析，用洋蔥進(jìn)行“觀察根尖分生組織的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)，存在如下幾點(diǎn)缺陷： ①高中學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的人數(shù)一般在40位以上，用洋蔥生根來(lái)做實(shí)驗(yàn)，因其只能底端部位生根，則決定了實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備量要充足。這一方面增加了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的工作量，另一方面也導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)材料(洋蔥)的嚴(yán)重浪費(fèi)；②教材中此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排在必修1《分子與細(xì)胞》的最后一章，實(shí)施教學(xué)的時(shí)間段大約在臘月季節(jié)。全國(guó)除海南省等區(qū)域以外，相對(duì)地區(qū)溫度都比較低，而洋蔥的生根與周?chē)h(huán)境的溫度關(guān)系非常密切。其在20～25℃的室溫條件下易生根且數(shù)目較多；在較低或較高溫度條件下，其生根少、緩慢且易老化。臘月時(shí)節(jié)從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的洋蔥，大多是經(jīng)過(guò)輻射或冷藏處理過(guò)的休眠期洋蔥，其極不易生根。對(duì)于這樣的材料，培養(yǎng)前需先用刀片切去處于休眠狀態(tài)的陳根，讓它們?cè)?0～25℃溫度下浸泡2～3周，其根部周?chē)艜?huì)長(zhǎng)出許多白色的突起。再經(jīng)約2周的時(shí)間，才能長(zhǎng)出符合實(shí)驗(yàn)要求的根系來(lái)，如此培養(yǎng)周期時(shí)效性確實(shí)較差。

1.2 新實(shí)驗(yàn)材料(鴨趾草)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性 鴨趾草(Commelinacommunis)是一種非常優(yōu)良的小型垂吊盆栽花卉，選紫色為實(shí)驗(yàn)最佳品種。

理由是： 紫色品種的鴨趾草，四季常綠(紫)，全國(guó)各地都能見(jiàn)到其生存繁殖的蹤影。其生命力較頑強(qiáng)，筆者曾用0.5 ppm的草甘膦異丙胺鹽溶液噴灑鴨趾草的莖和葉，其1周內(nèi)都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的萎縮狀態(tài)。繁殖速度快，蔭陽(yáng)皆適宜，且對(duì)溫度適應(yīng)極強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)室條件下，只需在廣口瓶中注入適量的清水，用剪刀隨便剪取15 cm長(zhǎng)的枝條插入其中即可。1～2周內(nèi)其就會(huì)生根，且每個(gè)節(jié)都能產(chǎn)生新根。此特點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供了大量的根系材料，成本幾乎為零。鴨趾草非常喜歡肥力，如果想在較短時(shí)間內(nèi)就能獲取大量的根系材料，只需在其培養(yǎng)液中加入少許的氮肥，再將其陳列在向陽(yáng)的窗臺(tái)或陽(yáng)臺(tái)上即可。無(wú)需人為過(guò)度的打理，2周內(nèi)就能長(zhǎng)出茂盛的根系即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 解離方法的改進(jìn)

2.1 原解離方法的不足 教材中使用解離液(V15%鹽酸∶V95%乙醇=1∶1)對(duì)根尖進(jìn)行解離。此種方法將“固定”和“解離”兩個(gè)步驟整合成了一步。初看這樣設(shè)計(jì)是節(jié)省了實(shí)施實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)速率。但實(shí)踐表明： 用此種方法處理后的實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及效果較不明顯。尤其是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，失敗率較高。其原因是解離液中的鹽酸使染色體中的DNA和蛋白質(zhì)發(fā)生了分離。

2.2 對(duì)解離方法的改進(jìn) 先對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行解離，其目的是使細(xì)胞的胞間層物質(zhì)達(dá)到溶解的狀態(tài)，保證壓片時(shí)細(xì)胞易于分散。實(shí)踐證明： 先固定，有利于細(xì)胞內(nèi)容物的定形；再解離，有利于細(xì)胞與細(xì)胞彼此分離。通常的固定方法，是將合適的材料先放入卡諾氏固定液(V乙醇∶V冰醋酸=3∶1)中，固定3～5 h后清洗干凈；然后，再將固定好的材料用解離液處理。此種方法實(shí)驗(yàn)效果雖好，但是要靜等3～5 h，而1節(jié)實(shí)驗(yàn)課才只有45 min，時(shí)間上又不允許。通過(guò)不斷地實(shí)踐和摸索發(fā)現(xiàn)： 如果按照教材中的配方，在配制解離液時(shí)，就往其中加入等量的醋酸，處理后的實(shí)驗(yàn)效果也非常理想。

3 總結(jié)與反思

從實(shí)踐探究中得出： 用龍膽紫和醋酸洋紅分別染鴨趾草根尖分生組織，在觀察細(xì)胞的有絲分裂時(shí)，發(fā)現(xiàn)龍膽紫的效果要比醋酸洋紅效果更明顯，更易得到實(shí)驗(yàn)者想得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。臘月時(shí)節(jié)環(huán)境溫度較低，如果要想在極短的時(shí)間內(nèi)獲得茂盛的鴨趾草根系，建議通過(guò)空調(diào)或其他設(shè)施將環(huán)境溫度控制在25℃左右。在切取根尖時(shí)，最好先讓實(shí)驗(yàn)材料置于溫暖的環(huán)境中至少1 h，然后再將根尖切下，保證其處于新陳代謝旺盛的狀態(tài)。另外，由于水仙花和風(fēng)信子適宜在冬天生長(zhǎng)且又可以水培，故其根系也是在冬天進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的良好材料。