葉綠體環(huán)流實(shí)驗(yàn)改進(jìn)探究

【摘 要】用高倍鏡觀察葉綠體環(huán)流實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)葉片細(xì)胞進(jìn)行觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到葉綠體的形態(tài)及分布，同時(shí)觀察葉綠體在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。本文嘗試觀察不同的實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)同一材料進(jìn)行不同處理，來(lái)探索葉綠體環(huán)流的最佳效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黑藻細(xì)胞觀察效果優(yōu)于其他材料，增強(qiáng)光照、提高溫度、葡萄糖處理、海藻精華液處理、切傷處理均能加快黑藻細(xì)胞中葉綠體環(huán)流速度。讓學(xué)生能直觀認(rèn)識(shí)細(xì)胞活性，理解細(xì)胞器在細(xì)胞代謝中具有的特定功能，理解細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。

【關(guān)鍵詞】葉綠體環(huán)流;疑難處理;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.91 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ?【文章編號(hào)】1671-8437（2020）04-0136-02

1 ? 實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)

首先取材很關(guān)鍵，要求細(xì)胞內(nèi)葉綠體大且少，細(xì)胞代謝旺盛;其次是實(shí)驗(yàn)材料的處理方法，要求操作簡(jiǎn)單、易于推廣。以黑藻細(xì)胞為例，同一植株不同部位代謝強(qiáng)度不一，新葉的生命力強(qiáng)，新陳代謝旺盛，其胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象較老葉更明顯。同一葉片的葉中脈附近的幾行細(xì)胞水分供應(yīng)充分且水分交流活躍;葉邊緣細(xì)胞葉綠體較少，葉綠體運(yùn)動(dòng)易被察覺(jué)。因此觀察黑藻葉片葉綠體環(huán)流現(xiàn)象應(yīng)以葉中脈和葉邊緣的細(xì)胞為最佳位置，但是受植株生長(zhǎng)狀況和環(huán)境因素影響，并不能保證觀察效果。

植物體脫離原有環(huán)境，活性降低，葉綠體運(yùn)動(dòng)不明顯。材料處理上，可通過(guò)改變外界條件來(lái)增強(qiáng)細(xì)胞代謝，細(xì)胞質(zhì)是代謝的場(chǎng)所，所以細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)越快，其中葉綠體運(yùn)動(dòng)越容易觀察。

在這樣的情況下，選用什么樣的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行觀察，和對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行何種處理，是實(shí)驗(yàn)要考慮的重要問(wèn)題。

2 ? 實(shí)驗(yàn)解決思路

2.1 ?在選材上選用了不同種類(lèi)植物細(xì)胞：黑藻，白菜，韭菜。

黑藻內(nèi)1-2層細(xì)胞構(gòu)成，易于在顯微鏡下觀察，可以將葉綠體當(dāng)做標(biāo)志物，通過(guò)葉綠體的移動(dòng)，確定細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)。但大氣污染和水污染嚴(yán)重，且城市水域區(qū)有限，影響水生生物的生長(zhǎng)和分布，如實(shí)驗(yàn)材料之一黑藻，想要就近采集并不容易。

本實(shí)驗(yàn)位于教材第三章位置，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)間為10月底左右，此時(shí)家常綠葉菜白菜和韭菜生長(zhǎng)正盛，可選作備用材料。

白菜幼葉表皮毛細(xì)胞為長(zhǎng)菱形，體積較大，且突出伸展在表皮之外，細(xì)胞間互相不重疊，易于找到觀察目標(biāo)[1]。韭菜葉細(xì)胞體積大，葉綠體明顯。

2.2 ?用同一材料黑藻，分別做不同處理。

方法1：先制作臨時(shí)裝片，將裝片單獨(dú)光照或溫水（25℃左右）培養(yǎng)。

將制好的臨時(shí)裝片放在有陽(yáng)光照射的地方讓陽(yáng)光直射黑藻葉片標(biāo)本或溫水（25℃左右）培養(yǎng)。

方法2：黑暗處理后光照或溫水（25℃左右）培養(yǎng)。

將黑藻用盛水容器裝好，遮光12小時(shí)以上，讓黑藻消耗細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而不進(jìn)行光合作用[2]，實(shí)驗(yàn)前將其取出再置于光下或用溫水（25℃左右）培養(yǎng)后再進(jìn)行制片觀察，由于長(zhǎng)時(shí)間光饑餓處理，黑藻葉片見(jiàn)光以后，光合作用加強(qiáng)，葉綠體運(yùn)動(dòng)加快[2]。

方法3：葡萄糖處理。

1%葡萄糖溶液代替清水滴在載玻片中央（15min左右），作為重要能源物質(zhì)供應(yīng)到細(xì)胞內(nèi)，從而加快細(xì)胞質(zhì)流速，并延長(zhǎng)離體細(xì)胞的生活時(shí)間[1]。

方法4：海藻精華液處理。

適量海藻精華液代替清水滴在載玻片中央（15min左右），海藻精華液能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，會(huì)激活細(xì)胞內(nèi)一系列生理化學(xué)反應(yīng)，刺激細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸加快，加速細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)。

方法5：切傷處理。

將黑藻葉片的葉脈進(jìn)行切傷處理，以此來(lái)對(duì)細(xì)胞中的滲透壓進(jìn)行改變，由于細(xì)胞液滲出導(dǎo)致引流現(xiàn)象，此時(shí)葉片有水分大量流動(dòng)，造成葉綠體的運(yùn)動(dòng)速度加快[3];切傷使得周?chē)?xì)胞加快物質(zhì)運(yùn)輸、分裂以修復(fù)受損的細(xì)胞，使細(xì)胞新陳代謝更加劇烈。這個(gè)過(guò)程需要更加頻繁的胞內(nèi)物質(zhì)交換，因此能加快細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)。

臨時(shí)裝片的制作要保持隨時(shí)有水，如果細(xì)胞失水，質(zhì)壁分離現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致無(wú)法觀察葉綠的形態(tài)和分布。水是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的重要成分，在水分充足的狀態(tài)下，細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)快，才容易觀察。

3 ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 ?不同種類(lèi)植物細(xì)胞

室溫25℃左右實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行多次觀察。

黑藻細(xì)胞中可觀察到葉綠體緩慢運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象;白菜葉表皮毛細(xì)胞呈白色，可觀察到細(xì)胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象，但無(wú)葉綠體運(yùn)動(dòng);韭菜葉細(xì)胞，可觀察到明顯的橢球形和球形葉綠體，但幾乎無(wú)環(huán)流現(xiàn)象。

3.2 ?同一材料黑藻，分別做不同處理

室溫25℃左右實(shí)驗(yàn)條件下，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，每種方法下設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)組，應(yīng)用前后自身對(duì)照原則，記錄葉綠體的流速。

方法1：光照或溫水處理后，細(xì)胞中葉綠體流動(dòng)速度很快。

方法2：黑暗處理后光照或溫水處理后，細(xì)胞中葉綠體流動(dòng)速度較快。

方法3：葡萄糖處理，細(xì)胞中葉綠體流動(dòng)速度很快。

方法4：海藻精華液處理，細(xì)胞中葉綠體流動(dòng)速度較快。

方法5：葉片切傷處理，細(xì)胞中葉綠體流動(dòng)速度較快。

4 ? 自我評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)從兩個(gè)大的角度進(jìn)行改進(jìn)探索，其一實(shí)驗(yàn)材料的選取，選用了家常綠色菜葉白菜和韭菜，取材方便，但是葉綠體環(huán)流現(xiàn)象不明顯。對(duì)比說(shuō)明，黑藻仍是最佳材料。其二對(duì)同一材料黑藻葉片進(jìn)行不同處理，從方法1和方法2結(jié)果來(lái)看，都說(shuō)明光照和溫度是影響葉綠體運(yùn)動(dòng)的首要因素，其次海藻精華液作用效果較明顯。

葉片切傷處理后，不可過(guò)于急促，馬上就取材制片，細(xì)胞修復(fù)需要時(shí)間，物質(zhì)準(zhǔn)備跟不上，會(huì)導(dǎo)致葉綠體環(huán)流現(xiàn)象不明顯。

葡萄糖處理有時(shí)效果不明顯，可能與細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)過(guò)剩有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)多種方法探索葉綠體環(huán)流現(xiàn)象的最佳效果，為學(xué)生提供了更多選擇，以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，幫助學(xué)生初步認(rèn)識(shí)細(xì)胞活性，理解細(xì)胞器在細(xì)胞代謝中具有的特定功能[4];讓學(xué)生親身體驗(yàn)，自主探索，真正掌握顯微鏡的操作技能，并在顯微鏡下進(jìn)入微觀世界，從中思考實(shí)驗(yàn)原理、提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完善實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析討論并做出合理的推論，最終解決問(wèn)題。科學(xué)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都離不開(kāi)科學(xué)思維。使學(xué)生掌握一般的生物實(shí)驗(yàn)方法和步驟，讓學(xué)生在分析和解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題過(guò)程中，增強(qiáng)思維能力，培養(yǎng)科學(xué)思維素養(yǎng)和科學(xué)探究能力，對(duì)生物學(xué)習(xí)具有重要作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]閔政權(quán).用小白菜幼嫩葉觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)[J].生物學(xué)教學(xué)，2007（5）.

[2]羅益群.提高“觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)觀察效率的方法[J].生物學(xué)教學(xué)，2008（12）.

[3]張巖卉.影響細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的因素及改進(jìn)方法[J].散文百家（新語(yǔ)文活頁(yè)），2016（10）.

[4]劉占宇，楊青青.細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的探究[J].中學(xué)生物教學(xué)，2015（2）.

【作者簡(jiǎn)介】

康幸（1993～），女，漢族，湖南湘潭人，中學(xué)二級(jí)教師，學(xué)歷：研究生，湖南科技大學(xué)，研究方向：生物學(xué)科教育。