以四季蔥（shallot為實驗材料對有絲分裂的實驗改進

林玉武

【摘要】本實驗是對高中課本必修一中 《觀察植物細胞的有絲分裂》的實驗材料的改進。將從菜市場買回來的四季蔥（shallot）的下端帶根部位置于清水中浸泡1-2小時，選取較短且不被破壞的根尖經(jīng)解離5分鐘，漂洗10秒，再染色3分鐘后壓片即可觀察。本實驗改進獲得2016廣東省中學化學和生物實驗教師（員）實驗操作與創(chuàng)新技能競賽二等獎。

【關(guān)鍵詞】有絲分裂? 四季蔥（shallot）? 縮短時間

【中圖分類號】G633.91 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）01-0184-01

一、原實驗的不足之處

本實驗為高中生物重要的實驗，但實驗如按課本要求培養(yǎng)洋蔥或蒜則實驗材料準備上耗時長，提前準備至少三四天，培養(yǎng)需要時需要經(jīng)常換水，否則洋蔥易爛根或者糜爛。其次如果完全按照課本要求的時間安排去規(guī)范實驗操作本實驗則至少耗時16分鐘，對于不熟練學生耗時可能多于20分鐘。一節(jié)課45分鐘耗時一半于制作裝片，不利于學生仔細觀察，尋找各種時期細胞分裂圖。均不利于實驗開展和進行。

二、實驗的改進

因本實驗要求學生學會制作根尖細胞有絲分裂的裝片，因此原實驗步驟并不做改動。只對實驗材料的選擇及操作時間的優(yōu)化進行改進，以求能使得本實驗更加易于開展及操作。

1.改進實驗材料

1.1選擇實驗材料

因本實驗需要觀察植物根根尖分生區(qū)，因此選擇材料要求因確定在根系發(fā)達或易根等特點，而作為實驗開展材料，單一株實驗材料根系必須多，或者實驗材料從而較小避免實驗后材料的浪費。因此在眾多種植物中選出備選材料分別為：豆（包括紅豆、綠豆、黃豆等利用其易萌發(fā)生根的特點）、豆芽、大蒜、水芹菜、西洋菜、紅蔥、四季蔥、大蔥等。然后分別依照課本實驗要求，嚴格進行實驗，在根據(jù)各實驗材料對象的結(jié)果來進行分析。

1.1.1誘導豆類根作為材料

取剛泡水一晚后萌發(fā)的綠豆幼根，進行解離、漂洗、染色、制片后進行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了細胞中分生區(qū)明顯易發(fā)現(xiàn)，但細胞中多呈現(xiàn)紫色顆粒，未發(fā)現(xiàn)處于有絲分裂中的各種染色體特征;可能由于綠豆中的淀粉粒存在干擾實驗結(jié)果，因此本小組分別將綠豆誘導時間延長至一天、兩天、三天再進行觀察，結(jié)果與第一日相同。因此誘導綠豆萌發(fā)的幼根不適宜作為觀察有絲分裂的材料。同時進行其他豆的種子萌發(fā)的誘導，但除了綠豆誘導萌發(fā)的時間較短之外，其余豆類所需時間較長，基本接近課本原使用所需的時間，因而作為實驗改進材料沒有意義。

1.1.2豆芽作為材料

豆芽含水量高，根系明顯，在我國多地都可以輕易購買得到，因此也是作為改進備選材料之一。但是經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)豆芽存在如下問題;一如購買的豆芽不新鮮，則根系萎靡不能觀察。二改成取豆芽的幼莖分生區(qū)進行觀察，出現(xiàn)如綠豆同樣的問題。因此豆芽也不適合作為觀察材料。

1.1.3大蒜的根作為材料

從市場購買新鮮的大蒜，根粗壯明顯，根尖明顯，本經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，利用大蒜制備根尖分生區(qū)有絲分裂材料進行觀察，實驗結(jié)果較好，可以清晰看見有絲分裂期各種染色體形態(tài)。但蒜的根較粗壯且長，因此在收割過程中，很多根被破壞，一株大蒜可供觀察材料較少。二如果利用蒜瓣培養(yǎng)則耗時間長，與水培洋蔥類似，因此作為改進沒意義。

1.1.4水芹菜根作為材料

從市場上購買的水芹菜，根部帶土較多，洗干凈后進行觀察。發(fā)現(xiàn)水芹菜根系較多，但根系較幼，因此在收割過程，多數(shù)根系易被破壞，因此實驗結(jié)果不佳，未發(fā)現(xiàn)根尖分生區(qū)。

1.1.5西洋菜作為材料

西洋菜與水芹菜特點相近，都是根部較系且較密集，而由于西洋菜是水培的，在收割過程中，根部受損情況較少，從理論上來說也較合適作為實驗材料。但是在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，西洋菜根部失水而萎靡情況較多，雖然清水浸泡后可以恢復(fù)，但是實驗結(jié)果不佳。也未能發(fā)現(xiàn)分生區(qū)。因此也不合適作為實驗材料。

1.1.6各種蔥類根作為材料

蔥也是較為常見的蔬菜，比較易得，且四季均有。本小組從菜市場購得大蔥、紅蔥、四季蔥（shallot）進行實驗，都能尋找到根尖并進行課本實驗，都能得到課本相應(yīng)實驗結(jié)果，而且效果都佳，但是大蔥，紅蔥都存在大蒜對應(yīng)的情況，而四季蔥（shallot），根系幼且根尖多而短，因此大多在收割過程中較少受到破壞。最終經(jīng)過實驗結(jié)果，過程比較最終確定四季小蔥為實驗改進材料。

1.2取材及處理

將當天從菜市場買來的四季蔥（shallot）即可用于觀察。將四季蔥的根部置于清水中浸泡1-2h，選取較短根尖不被破壞的根觀察即可。經(jīng)試驗取材時間從上午9點至下午5點均可都能觀察到較多細胞分裂。而且四季蔥（shallot）為2倍體，染色體數(shù)為16條也便于學生觀察計數(shù)。

1.3實驗材料改進的意義

本實驗將材料改為四季蔥（shallot）后準備時間少，從菜市場買回來即可開展，另外四季蔥（shallot）種植面積廣多地均有，價格相對于洋蔥價格便宜，不易造成浪費。因此改進后的實驗材料準備工作相對少，使得本實驗對于沒有配備專門實驗人員的學校更易于開展。此外利用清水培養(yǎng)四季小蔥，1-2天即可長出新根，且不用換水。這樣有利于后期開展實驗班級進行實驗，也減少實驗人員工作量和避免造成資源浪費。

2.實驗過程改進

按課本原要求實驗需除了前期準備實驗材料外，要求學生在課堂上進行操作的步驟有解離（需要10分鐘）、漂洗（3-5分鐘）、染色（5分鐘）、制片、觀察等。則未到使用高倍鏡觀察階段至少需要學生花16分鐘進行操作，如果學生不熟練或動作較慢，課前預(yù)習不足等因素則可能需要更多時間，這樣則學生可觀察的時間較少，因此為了使學生們能夠按課程規(guī)定的要求體驗實驗全過程，又可以仔細觀察。 經(jīng)本人多次對實驗各個階段進行時間改進的嘗試，最終以四季蔥（shallot）為材料后將原來的解離10分鐘改為根據(jù)根尖的大小粗厚解離3-5分鐘即可，漂洗由原來的3-5分鐘改為漂洗10-20秒，將根尖的染色依然使用龍膽紫染液染色3分鐘。這樣對于材料選材錯誤，或制片過程失誤的學生，在一節(jié)課內(nèi)仍有足夠的時間重新取材進行實驗，而對于其他的同學，則可以用更多時間觀察。

參考文獻：

[1]林亮，上官興星.“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗方法改進[J].中學生物教學，2012（7）：46-47.

[2]陳小清，黃志堅.關(guān)于“根尖細胞有絲分裂”實驗的改進[J].生物學教學，2013（6）：51.