高中生物观察植物细胞有丝分裂实验的改进

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高中生物观察植物细胞有丝分裂实 验的改进 【摘 要】观察植物细胞有丝分 裂实验是高中生物课中一个极其关键的 实验，能使学生直观掌握植物细胞结构 和细胞分裂过程。然而，按照书本描述 的实验方法和步骤去进行实验，我们无 法得到清晰可见的植物细胞有丝分裂结 果。因此，我在参考别人实验的基础上， 经过反复的实验，对实验过程进行了几 点优化和改进，取得了较为满意的结果， 能在视野中观察到各个时期的有丝分裂 状态。本文首先阐述了高中课本上实验 方法的不足之处，然后针对不足之处提 出相关的改进措施，最后的实验效果表 明改进的实验方法能够得到清晰的分裂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 结果。 中国论文网 /8/view-12933396.htm 【关键词】高中生物学；植物细 胞有丝分裂实验；实验改进 1 高中课本上观察植物细胞有丝 分裂实验方法的不足之处 1）实验材料。我们所学的高中 课本中一般都是指定用洋葱根尖来做观 察对象1，然而洋葱根尖作为实验材料 有很多不足之处。首先，洋葱体积一般 都很大，一个培养皿最多只能培养一个， 并且在培养过程中我们需要不断的换水， 因此如果要进行多次实验，则需要大量 的洋葱样本，显然工作量和实验成本将 使非常巨大的；另一方面，洋葱的根尖 中细胞染色体形态不是很直观和明显； 此外，书本中规定的洋葱根尖在长到 5 厘米后，再截取较为健壮的根尖作为观 察材料也不是最好，通过多次实验观察 和比对，我们发现根尖材料最好是在长 到 1 厘米左右截取最楹鲜剩蛔詈螅 购买来的洋葱实验材料一般都需要经过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 辐射处理过或者市场冷藏，导致生根率 极低，且细胞分裂非常不明显。因此， 综上所述，洋葱根尖不适合作为观察植 物细胞分裂实验的实验材料。 2）实验准备。高中课本上说用 盐酸和酒精的混合溶液2，按照 1 比 1 的比例进行混合的溶液对洋葱根尖进行 解离，其中盐酸的质量分数为 15%，酒 精的体积分数为 95%。实际上，这种实 验准备的过程会使我们混淆酒精的固定 作用，同时用这种混合溶液后，我们发 现这种解离溶液会引起洋葱原生质的收 缩。根尖的解离是实验的关键步骤之一， 解离可以用来分离植物细胞，同时软化 植物细胞的细胞壁。显然根尖解离的效 果的好坏，对接下来染色的状况以及压 片后细胞的分散结果具有直接的影响； 此外，书本上解离时间建议为 5 分钟左 右，实际实验我们发现效果并不令人满 意。 3）实验观察。在高中课本上， 龙胆紫溶液（质量浓度为 0.01g/ml）被 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 用来对洋葱根尖的染色体进行染色，再 来观察根尖细胞有丝分裂过程中染色体 形态和结构的变化。但是，在实际实验 中发现，这种染料浓度偏高，会导致整 个细胞都呈紫色，从而不能直接区分和 观察细胞核中的染色体。 2 观察植物细胞有丝分裂实验方 法的改进和优化 针对上述高中课本上该实验方法 中存在的问题，我通过反复的实验，在 材料选取，根尖固定，根尖解离，染色， 压片这六个方面对实验进行了优化和改 进。改进后的实验流程如图 1 所示 2.1 实验材料选取和准备 1）实验材料选取。针对洋葱根 尖不宜作为实验材料，我选取了大蒜的 根尖作为替代材料，它具有多方面的优 点3。首先，大蒜比洋葱便宜很多，并 且容易购买得到，并且大蒜长出的根的 数量并不比洋葱长出的根尖数量少，因 而实验前期的工作量和实验成本将会极 大的降低；此外，尽管大蒜根尖比洋葱 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 小，但是细胞核中的染色体形态非常清 楚，易于观察。 图 1 改进后的实验流程 2）培养方法。要用大蒜根尖作 为实验的观察对象，我们首先需要对大 蒜根尖进行培养和取材。由于大蒜和洋 葱在形状、大小上有很大的不同，因此， 大蒜根尖的培养不太适合采取课本上介 绍的培养方法。在培养大蒜根尖时，我 制作几个呈长方体的塑料水槽，在里面 灌满水或者培养液，并排在一起，然后 在水槽上面放一个带孔的电冰箱搁架， 紧接着把大小合适且生长良好的大蒜搁 置在搁架上，并且使大蒜底部能够接触 到槽内水面，最后每隔一天换一次水或 者培养溶液。 3）取材方法。等待大蒜根尖长 到 1 厘米左右，在有丝分裂最为活跃的 上午 10 点到 11 点之间，我剪取根尖， 再将根尖放置载玻片上，然后采用切割 工具对根尖进行切割，截取 2 毫米到 5 毫米间的大蒜根尖作为实验材料。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 2.2 根尖固定 植物根尖细胞有丝分裂在一天中 不同时间的活跃程度是不同的，为了得 到实验的理想效果，首先需要对植物根 尖进行预先固定和保存处理。也就是说， 利用固定溶液将有丝分裂细胞迅速杀死 并维持细胞在形态和结构上尽可能地保 持在杀死前时的完整状态，保证染色体 结构的完整性4。此外，经固定溶液固 定好的材料最多保存 24 小时，否则难 以观察到实验效果，若目前用不到该材 料，需要对实验材料进行保存。我在实 验中使用了卡诺氏固定液，该固定液由 1 比 1 的纯酒精和冰醋酸制作而成，在 室温条件下将截取的大蒜根尖放在固定 液中固定 20 分钟左右，发现原生质不 会收缩。完成固定后，我将根尖用纯酒 精洗 2 到 3 次，直至大蒜根尖不再含有 冰醋酸，不确定的话，可以多洗几次， 最后用 70%的酒精溶液保存。 2.3 根尖细胞解离 为使根尖细胞在压片过程中分散 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 开来，获得单层细胞，便于观察，需对 根尖细胞进行解离。根尖细胞解离的方 法有酸解和酶解两种方法5。在这个实 验中，我采用酸解来达到此目的，主要 是用体积分数为 15%的盐酸溶液或者用 体积分数为 95%的酒精和质量分数为 15%的盐酸混合溶液来制作解离液，然 后将大蒜根尖放入解离液中，由于大蒜 的根尖非常柔软，纤细，解离时间不宜 过长，最好在 3 分钟左右。最后，等到 根尖酥软后， 用镊子把根尖从解离液 中取出，用流动的清水在烧杯中反复冲 洗 3 到 5 分钟。 2.4 根尖细胞染色 书本上规定用高浓度的龙胆紫溶 液对根尖细胞进行染色，但是利用这种 溶液，整个根尖都容易被染成紫色，导 致实验时不能直观地观察细胞有丝分裂 过程以及染色体状态的变化情况。为了 解决这个问题，我对质量浓度为 0.01g/ml 的龙胆紫溶液进行了稀释，通 过反复试验观察比对，用 10%的冰醋酸 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 以 3 比 1 的比例来稀释该浓度的龙胆紫 溶液，在室温条件染色效果会非常好， 染色时间也就 3 到 5 分钟即可。在这种 染色方法下，根尖细胞染色效果很清晰， 在显微镜下，我们不但能观察到细胞核、 细胞壁，更能辨认出染色体。 2.5 根尖细胞压片 压片的结果直接影响试验观察的 效果6。我对根尖细胞的压片措施改进 如下：首先吸干载玻片上的染液，在载 玻片正中央放置根尖，加 1 到 2 滴清水， 然后盖上盖玻片，同时在盖玻片上加一 吸水纸，用食指和拇指轻压固定住盖玻 片，不要造成大蒜根尖细胞移动错位， 再对准根尖部位轻轻敲击盖玻片，使细 胞分散，用的器具可以是带有橡皮头的 铅笔或者镊子钝部。然后，我进一步对 制作好的载玻片进行轻烤片，这样可以 使染色质和染色体的染色反差变大一些， 更容易观察到实验结果。 3 实验效果 观察植物细胞有丝分裂实验经过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 改进后，我可以得到如图 2 所示的 观察效果，从图片中可以很清晰的观察 到植物细胞的有丝分裂的现象。通过比 较，改进后的实验方法比书本上的实验 方法时间短，工作量小，准备时间仅仅 为 3 天，并且材料容易获得，获得的大 蒜根尖的数量非常多，极大的降低了实 验成本，提高了实验效率。此外，通过 自己的反复实验，我不仅得到了较为清 晰的实验结果，并且进一步掌握了植物 细胞有丝分裂这个知识点。 图 2 植物细胞有丝分裂观察效果 4 结论 在高中生物课本中，观察植物细 胞的有丝分裂实验的重要实验之一，是 考试经常考察的内容，对我们掌握植物 细胞有丝分裂这一知识具有很大帮助。 但是在按照课本中所制定的实验材料和 步骤来进行了实验后，发现实际效果极 其不理想，成功率很低，难以观察到植 物细胞有丝分裂的情况。因此，我在课 后通过多次反复的实验，同时参考了其 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 他同学的成功经验， 对这个实验进