浅谈观察植物根尖细胞有丝分裂实验的改进方法

钱卫芳

摘要为确保初次接触有丝分裂实验的学生在短时间内，观察到大量的分裂相。笔者对该实验的每个环节进行了精细的优化。并发现只要操作得当，染色充分，在8-18点任意时段的取材均能观察到大量的分裂相。

关键词 有丝分裂 生物学实验 实验教学

中图分类号 Q-331

文献标志码 B

高中生物新教材改革后，观察植物根尖细胞有丝分裂的实验被保留了下来，说明该实验在高中阶段是一个有价值的实验。但是按照教科书提供的方法，即便是教师，40min内也常常只能勉强找到数量较少的分裂相，效率较低。要让初次接触实验的学生在短短40min完成该实验并充分观察，更是难以实现。笔者对该实验的每一个环节进行了精细的优化，确保在15～20min内，即便是初次接触的学生也能获得较高的成功率，从而真正让学生感受到做实验的快乐。

1“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”存在的弊端

1材料获取困难：现在市场上的洋葱发根十分困难（多数未解除休眠），对于学生多的学校，获取材料已成为完成实验的巨大阻力。

2若使用大蒜根尖或其他材料代替洋葱，由于根尖表皮较厚，所以按教材用体积分数为15%的盐酸溶液，无法充分解离，实验成功率几乎为零。

3漂洗10min，耗时太长，导致学生难在一节课上充分观察或做重复实验。

4先将整个根尖染色再弄碎观察，根尖中心正在分裂的细胞染色不充分，常常使实验失败。

2实验改进

1洋葱改为大蒜：将大蒜放入冰箱4°C，24h解除休眠，置于20-25°C的黑暗处，用水浸泡基部，3～5d，根长至3～5cm可用。

2用一定高度的调色盘，中间小隔取解离液解离;周边取清水为漂洗备用。以体积分数为25%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液按1∶1混合，配置解离液。在任意时段，剪取粗壮的根2～3cm，放入解离液中5min。

3镊取解离好的根尖，置于调色盘周边多个小隔的清水中，在1min内漂洗3或4次。

4将漂洗好的根尖放在载玻片上用刀片截取2～3mm的根尖（约为芝麻粒大小）。用牙签将根尖捣碎，滴半滴质量分数为0.25%的龙胆紫溶液染色5min，用牙签不断搅拌。

3改进实验的优点

1大蒜易发根，发根数量多，且大蒜个体小，实验完成后浪费小。

2任意时段取材，可以满足不同时段上课的学生

进行实验，材料可以现取现用，无需固定。利用调色盘解离、漂洗，既能充分漂洗又快速、简便。蒜根表皮较厚，必须采用体积分数为25%的盐酸溶液解离5min，才能充分解离。取根太短，解离后会变得透明而酥软，镊取时会碎烂而消失，故根应取长些。

3漂洗操作方便，时间缩短。

4取材少、根尖先捣碎再染色、不断搅拌细胞。这些操作均能使分裂期的细胞充分染色。采用低浓度的龙胆紫溶液，染色清晰，便于观察。

4对改进实验的讨论

4.1所选材料还可用蚕豆根代替蚕豆根染色体为12对，比蒜、洋葱染色体少，有利于观察。同时，蚕豆发根稳定，受休眠期影响小。用蚕豆根尖做实验材料，应注意每个装片只能用一个根尖的1/4，即1个根尖可分为4份，制作4个装片，材料太多染色不充分，会直接导致实验失败。

4.2染色充分是能观察到大量分裂相的关键

实验中常常会出现这样的情况，解离很充分，能清晰观察到细胞及细胞核，但似乎观察到的细胞都处于分裂间期，难以观察到分裂相。其实生长中的根，每时每刻均有大批细胞在分裂。为什么，观察到的细胞总是处于晚间期？经过多次观察后，发现如果染色不充分，观察到的着色细胞往往是根尖表皮成熟的细胞，均为间期。处于根尖内部正在分裂的细胞由于染色不充分，所以难以观察得到。这时若将显微镜光线略微调暗，会发现有大量位于底层模糊的未着色细胞，而这些细胞才是分裂的细胞。

在很多研究论文中都提及：上午10点到下午2点是细胞分裂的高峰期，所取材料分裂相多。其实分裂相的多少与取材时间关系并不大，染色是否充分才是能否观察到较多分裂相的关键。

4.3分裂相的多少与根的粗壮程度密切相关

在8～18点，笔者每30min取一次材进行观察（根可以是洋葱、大蒜、蚕豆等），发现每个时间段均有大量细胞在分裂。11点、14点、18点分裂细胞确实更多，但是只要操作得当，染色充分，任何时段取材，观察到的分裂细胞都很多探究过程中发现影响分裂相多少的显著因素是根尖的粗壮程度，所选根尖越粗壮分裂相越多。较粗壮的根尖即使在9点、15点、16点这些不是分裂高峰期的时段，也能观察到较多的分裂相。

综上所述，临时装片的制作要点为：取材可多样化，根据不同材料表皮的薄厚使用不同浓度的盐酸进行解离。蚕豆和大蒜可用体积分数为25%的盐酸溶液解离;取材应尽量少，芝麻大小即可，染色时应充分搅动;取材应取粗壮根，取材时间不受限制。实验改进后，即便是初次做实验的学生，完成临时装片的制作仅需约15min，大部分学生能在一节课观察到分裂相，大大提高了实验课的有效性，使学生真正体验到了实验的快乐。

参考文献：

[1]卢小玉张豪.“观察植物有丝分裂实验”的整体优化实验[J].生物学通报，2007，42（7）：51-52.

[2]劉琳.几种观察植物有丝分裂材料的比较[J].宿州师专学报，2001，16（3）：103.