第一篇:總結植物細胞有絲分裂實驗的失敗分析及改進
植物細胞有絲分裂實驗的失敗分析及改進方案
植物細胞有絲分裂觀察實驗是高中生物學的重點和難點實驗之一其中涉及的原理技術對其后的學習具有重要意義。然而根據目前教科書中觀察植物細胞有絲分裂的方法來做實驗由于材料的選擇和處理中諸多不確定因素,往往出現效果不理想或者實驗時間需要協調等問題,師生對此實驗感受到比較棘手,不少師生對生物學實驗只重視結果不重視結果分析,只滿足于實驗的成功而不愿意對失敗原因進行闡述.一、實驗存在的問題
1、取材不易,培養較難
鏡查時找不到分裂相細胞與材料的選擇和培養有關。腐爛的洋蔥長出的根數量少或不長根,培養時間長了會發臭,若把部分腐爛的洋蔥和健壯的洋蔥一起培養,則會使健壯洋蔥長霉腐爛;同一批購買的洋蔥在相同的條件下培養,有的長根有的不長根,這與洋蔥的休眠有關,長霉而沒有腐爛的洋蔥培養出的根尖少,易腐爛散發出的氣味濃,把洋蔥鱗片的基部切除,因只有變態葉缺少變態莖,所以不會長根。因此,在選擇洋蔥時,應選新鮮營養豐富、不長霉、不腐爛的健壯品,取材確為不易;培養時瓶內裝滿清水,讓洋蔥的底部接觸到瓶內的水面,并把這個裝置放在溫暖的地方,注意經常換水,使洋蔥的底部總是接觸到水,以防止根的腐爛,這樣培養對于一線的教師來說確實是一件較為繁瑣的事。
2、取材時間的選定較難
有絲分裂活動的高峰時間不一定恰好是實驗時間。為了能找到有絲分裂各期的典型細胞,在多數教材中,實驗材料的選取多在有絲分裂活動的高峰期進行,并把剪下的根尖立即投入鹽酸、酒精中固定解離(解離液是質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精溶液按1:1的比例混合而成),但是選用不同的材料時,有絲分裂活動的高峰期不同。例如:大蒜在13-13.5時,洋蔥在11時左右和15-16時,小麥在11-13時;并且可能因品種、室溫等條件不同,在各地的具體時間有所差別。由于多數材料有絲分裂活動的高峰期并不在實驗課時間,這就使實驗過程中找到正處于有絲分裂時期的細胞的可能性大大降低,甚至根本找不到有絲分裂時期的細胞。
3、取材部位把握不好
準確切取根尖生長點部位,是實驗成功的前提,一些學生制成的臨時裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細胞,就是因為切取部位錯誤導致的,即沒有選準根尖的生長點部分,有些學生以為根尖越長越好,盡撿長的,鏡檢時分不清哪端是根尖且因查找的范圍廣,很難找到分裂相細胞,有些學生剪取正常的2-3mm根尖,但染色時因染色劑顏色較深,很難從染液中揮取,造成染色時間過長。
4、材料處理時間把握不好
根尖解離時,時間要嚴格控制,解離時間不足,壓片時細胞不易分散,細胞重疊看不清,效果不好;解離時間過長,細胞分離過度,無法取出根尖進行染色制片。染色時間要嚴格控制,染色不足無法分辨,染色過度也無法分辨。
5、顯微鏡操作不當
顯微鏡操作要按一定的程序進行,特別是對光程序、高倍鏡觀察程序,有的學生不按程序操作,結果既耽誤了進間,又觀察不到相應的結果,而且易損壞顯微鏡,常有學生壓碎蓋玻片,載玻片,弄臟鏡頭,找不到組織,細胞等,觀察到的只是一些載玻片上臟物,目鏡或物鏡上不能移動的臟物,一團漆黑或一片空白。
二、實驗方法步驟的改進方案一
1、材料選?。翰殚嗁Y料以吊蘭根尖為材料,對比目前常用的洋蔥、大蒜,小麥,根尖等其他材料,發現它具有材料易得,取材時間要求不嚴,實驗操作較易,實驗效果較好等優點,更易觀察到細脃有絲分裂各時期的分裂相。
吊蘭(chlorphytumcomosumjack)是百合科多年生草本植物,各地極常見的室內栽培觀葉花卉,本實驗用的是它的匍匐莖(也稱走莖)上長出的具有氣生根的新植株。該材料較易獲得,因為吊蘭主要通過無性繁殖方式繁殖(栽培一年即有大量氣生根)。
2、材料的處理
(1)取材時間和取材長度,吊蘭根尖一般上午8-10間處于分裂高峰,此時取材可看到極多的分裂相,甚至高倍鏡下都可在一個視野中看到各種分裂相。但白天其他時間取材也都可以容易地看到各時期的分裂相,所以以簡化實驗操作和提高學生參與方面考慮,筆者認為幾乎不必實驗前進行固定,可以在實驗時讓學生直接取材。取材長度也沒有太多限制,短到只要氣生根尖有白色出現即可長至長到幾厘米的“老根”根尖都可以看到分裂相。
(2)解離和漂洗時間吊蘭根尖細胞柔嫩,較容易解離,用20%鹽酸只需5-10分鐘即可,漂洗也十分方便,用鑷子夾住氣生根,在清水中來回涮幾下(約半分鐘,以加快除去鹽酸)再浸泡1-2分即可進行對根尖染色。
(3)染色和壓片處理:染色可直接在載皮片上進行,先用刀片將根尖白色的分生區(約2mm)切下,用鑷子壓扁滴上1滴0.02%龍膽此染液,染色1-2分鐘。染色過程中最好要用鑷子尖斜著在根尖上壓幾下(約10秒),使之進一步分散開,從而染色更加均勻。染色結束時,用吸水紙從一側小心地將染液吸干,滴加一滴清水在根尖上,蓋上蓋玻片,加幾層吸水紙在上面,用拇指垂直用力壓幾下,使細胞分散開,移開吸水紙即可觀察。
(4)用醫用龍膽紫藥水與蒸餾水按1:5稀釋后染色。醫用龍膽紫藥水一般醫院里都有,容易買到并且價格比較低廉,而且稀釋后對染色體染色的效果也不錯。
(5)顯微鏡觀察方法基本同其他材料。我認為在做實驗之前教師可安排學生觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的固定裝片,使學生有一個深刻的感性認識。實驗時可指導學生先用低倍鏡找到近正方形或近圓形的分裂細胞。因為分生區細胞的特點是正方形排列緊密,有的細胞處于分裂狀態。再用高倍鏡找出處于細胞分裂中期的細胞,因為中期染色體的形態固定,數目清晰,染色體的著點很整齊地排列在赤道板,是觀察染色體的最佳時期,然后再找出前期、后期、末期的細胞。三. 實驗方法步驟的改進方案二 一.取材
1、材料選?。憾嗄陙韺ρ笫[與大蒜的根尖進行對比,發現大蒜根尖比洋蔥根尖的效果更好,優點是大蒜根尖取材更方便,容易培養,生長快成本低,細胞分裂活躍,分裂相多,而且大蒜根尖纖細,解離和染色快,染色體清晰。
2、培養方法:選個大、飽滿的大蒜頭,分囊后用鐵絲或竹簽將蒜瓣穿成一排,擱于盛有清水的容器上培養,使每囊蒜瓣的底部都浸沒于水中,在室溫20℃上下陽光充足的晴天養3—4天,期間換1-2次水,根尖就可長到2—2.5cm,即可剪取備用如圖1。(注:一個蒜頭至少有8囊,平均每囊能長20多根根尖,多)
3、根尖剪取時間:根尖細胞分裂旺盛時取材,因為此時分裂相多,實驗效果好,根據筆者多年的經驗,取材時間一般在晴天的中午1:00前后,根尖質量較好。
一、根尖的固定
由于教材的編制和教學進度的限制,一般不能直接取到正處于分裂旺盛時期的新鮮根尖,這就需要把根尖固定并保存起來備用。其方法是將剪取的根尖置于固定液(1份冰醋酸和3份95%酒精的混合液)中固定,使根尖的生長點細胞變成乳白色,根尖下沉(因為新鮮的根尖是浮在固定液液面上的),一般需12—24小時,然后用70%酒精漂洗,再置于70%的酒精中保存,隨用隨取。
二、解離和漂洗
把根尖放入15%的鹽酸中解離,由于大蒜根尖纖細,解離時間只需8—10分鐘,就能使生長點細胞基本酥散。把已解離的根尖取出放入盛有清水的大燒杯中,用玻璃棒或鑷子輕輕攪動漂洗3分鐘,期間
圖1
一個蒜頭能長160多根根尖,可供3個班用,相比洋蔥來說成本低得換一次清水,再將漂洗后的清水倒出,即可進入下一步染色。
三、染色
1、把漂洗后酥軟的根尖用鑷子從清水中取出置于載玻片中央,并用吸水紙將根尖吸干,目的使染液保持一定的濃度。
2、用刀片在載玻片上切取乳白色米粒樣的生長點細胞,并將生長點有規律地縱剖,取其1/3—1/5生長點細胞為染色材料。
3、滴兩滴2%醋酸的龍膽紫染液或醋酸洋紅染液進行染色,染色時間2%醋酸龍膽紫染液染色2分鐘左右,醋酸洋紅染色5分鐘或用肉眼觀察染色材料變紅即可。
四、壓片
染色后蓋上蓋玻片,在蓋玻片上墊3—5層吸水紙,用拇指重壓,但不到高倍鏡檢觀察,效果極好。2%醋酸龍膽紫染液染色結果見照2,用醋酸洋紅染液染色的結果見照3。
按照上述經過改進的實驗要點進行操作能使95%以上的學生觀察到植物細胞有絲分裂各期染色體變化的情況,起到實驗教學良好的效果。
照3
照2
能研轉,使生長點細胞均勻地壓成一薄薄的霧狀細胞層,然后從低倍四. 實驗方法步驟的改進方案三
1、材料的選取應該靈活,不是必須用洋蔥
洋蔥是較為典型的用于觀察植物細胞有絲分裂的材料,效果也較為理想。但由于受季節及學生人數等條件的限制,培養的洋蔥根尖往往不能滿足學生實驗的需要,影響了實驗的正常進行。針對上述情況,筆者近年來試著用大蒜、小麥、蠶豆、蒜苗、車前草等代替洋蔥作為實驗材料,發現蠶豆、小麥、大蒜等均達到較為理想的效果。這些不同的材料來源方便,培養期短,易生根,根尖數目多,且可在不同的季節選用不同的材料。因此,可以用這些材料代替洋蔥完成實驗,達到實驗目的。
2、洋蔥根尖的培養應根據實際情況采用不同的方法
洋蔥的生根與周圍環境的溫度關系密切。在室溫20~25℃范圍內洋蔥鱗莖易生根,且數目多、生長速度快;在較低或較高溫度條件下,則生根少、生長較慢且易老化,尤其是經冷藏或輻射處理而處于休眠期的洋蔥鱗莖更不易生根(在市場上買到的洋蔥則多是經過冷藏或輻射處理過的)。對于這樣的材料,培養前先用刀片切去處于休眠狀態的陳根,讓它們在20~25℃溫度下放幾周時間,待根部周圍長出許多白色突起后再培養,就可以提高生根率。在室溫20~25℃條件下,于實驗前5~7d選取底部鱗莖盤面積較大的洋蔥,用刀片切去底部陳根或切去一薄層,放在盛滿水的燒杯或廣口瓶上,使其底部接觸水面,置于溫暖向陽處,注意每天換水,以免因氧氣不足等而造成根尖生長緩慢或腐爛。
3、根尖的取材時機會影響到實驗的效果
教科書上沒有要求取材時機,但是實踐證明,用作觀察細胞分裂的植物根尖的取材時間非常重要。各種不同植物的根尖細胞在一天24小時內進行分裂的時刻不同,分裂的高峰期也不盡相同。所以根尖的取材時間應根據不同植物種類培養的溫度條件選取最佳的時機。洋蔥的根尖細胞在常溫20℃左右時,10時至16時根尖細胞分裂較旺盛,尤以11時左右為最佳,在其他時間剪取根尖,則不易觀察到不同分裂期的細胞。因此,當根長到2~3cm時在11時左右可以取材,取材長度以5mm左右為宜
4、根尖的固定與解離,用15%的鹽酸代替10%的鹽酸
固定的目的是迅速殺死細胞并能使細胞核及細胞器在形態結構上盡可能保持生活時的完整和真實狀態。解離的目的是使細胞的胞間層物質溶解,在壓片時細胞易于分散。傳統的做法是固定與離析同時進行,即把取的材料放在由等量的濃鹽酸和95%的酒精所配制的固定離析液中進行固定與解離。實踐證明這樣做不如把固定與解離分開進行效果好。即把取下的材料先放在固定液中,固定時間為3~5h。固定劑可選用常用的FFA固定劑即福爾馬林-醋酸-酒精固定劑,固定好的材料可放在70%的酒精溶液中保存。根尖的解離要掌握正確的解離時間。若解離時間太短,細胞不易完全分散開,解離時間太長根尖完全酥軟,無法進行觀察。解離液以15%的鹽酸溶液為好,用15%的鹽酸代替10%的鹽酸可縮短解離時間。把固定好的根尖取出用清水沖洗干凈后放入盛有15%鹽酸離析液的培養皿中,解離時間5min左右,只要根尖色澤變白略帶透明即可,此時根尖壓片效果較好。
5、根尖的染液中加少量10%醋酸更好
染色是制作根尖臨時裝片的另一個關鍵步驟,其目的是使細胞的細胞質和細胞核及核中的染色體分別染上深淺不一的顏色,以便清晰地觀察細胞分裂各個時期的特征。洋蔥根尖的染色劑常用的是龍膽紫和醋酸洋紅。醋酸洋紅因價格較貴,配制復雜且染色效果又不如龍膽紫好,故目前多用龍膽紫作染色劑。而僅用1%的龍膽紫溶液對根尖進行染色,細胞核內都被染成深紫色,染色體不突出,在顯微鏡下難以清晰地觀察到有絲分裂各個時期核內染色體行為的變化。根據筆者多次比較體會,發現在1%龍膽紫溶液中滴加少量10%醋酸至溶液呈鮮亮的紫色,這樣配制的染色劑,醋酸起到一定的分色作用,可加強細胞核和染色體的選擇性著色,以避免核內都染成一片深紫色,從而達到良好的觀察效果且用這種方法配制的染色劑可長久保存,溶液不易產生沉淀。
用清水洗凈解離根尖,用鑷子將洋蔥根尖放在載玻片上。為了使其染色均勻,可用鑷子將圓柱狀的根尖輕輕壓扁,加2滴染色液進行染色,染色時間3~5min。染色時若用酒精加熱,效果更好。但注意加熱時不可使染色液蒸發,只需使載玻片在酒精燈火焰上來回移動幾次即可。染色完畢,蓋上蓋玻片,再蓋以2層吸水紙,用拇指輕壓一下(也可用鉛筆的橡皮頭在蓋玻片上輕輕敲幾下),即可使根尖細胞均勻地擴散成云霧狀,四周多余的水分可用吸水紙吸掉,這樣就可在顯微鏡下進行觀察了。至此,一個較為理想的用于觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片即告制成。
6、學生實驗內容的調整
中學生物課一般為每節課45分鐘,而完整地完成這個實驗,大概需2節課。2節課連排在中學中一般不可能,那么教師就必須對實驗內容作些調整。裝片制作過程中,解離→漂洗→染色→制片是一個完整的實驗程序。為了節省時間,使學生有充足的時間觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂各個時期,教師可在上課前將解離和漂洗這兩步驟做好。這樣,可節省20~25分鐘(min)。五. 實驗方法步驟的改進方案四(一)材料的選擇和根尖的培養
(1).材料的選擇.根據實驗要求,洋蔥根尖是典型并較為理想的觀察植物細胞有絲分裂的材料,但在近些年的實驗中發現,我們地區市面出售的洋蔥有兩個旺季,一是秋季出售的本地產的洋蔥.二是夏季出售的從外地運入我市的洋蔥.本地產的洋蔥在深秋時收獲,隨即進入休眠期,春季做有絲分裂實驗時生根比較容易,并且發根多,生長迅速,是有絲分裂實驗的好材料.我校多在九月份做此實驗,此時本地產洋蔥未上市,從外地運入我市的洋蔥,大多數經過激光或冷藏處理,不發根或很少發根.即使未經上述處理,夏季收獲的洋蔥有自然休眠的特性,休眠期一般為三個月左右,在此期間不發根或極少發根.總之,無論哪種情況,我們學校用洋蔥做有絲分裂的實驗材料都不適宜.在教學實踐中我借鑒他人的實驗成果,用大蒜的根尖做實驗材料.首先在我們地區市面出售的大蒜多為山東產大蒜,一年四季都有出售,夏季收獲的大蒜,休眠期約為20 75 天,在我校做有絲分裂實驗時,已越過休眠期,容易發根;其次山東產大蒜瓣多,而且每一瓣都可發根十幾條,原料用量少,而收獲根尖比較多,可
謂物美價廉;再者,大蒜根尖比洋蔥根尖細,便于解離.實踐證明,在我們地區大蒜根尖是有絲分裂實驗不可多得的好材料.(2).培養根尖.實驗過程要求培養洋蔥根尖時要用廣口瓶裝滿清水,讓洋蔥底部接觸到瓶內的水面,并且使洋蔥的底部總是接觸到水.這需要教師細心觀察并及時添加清水.我們在培養大蒜根尖時采取了改進措施,具體方法是:找一塊不太厚的泡沫塑料板,在上面挖一些大小能放進蒜瓣的小孔(孔要比蒜瓣略小些),取一定數量的大蒜瓣,剝去外邊膜質枯衣,將蒜瓣放入小孔后輕輕擠壓蒜瓣,使蒜瓣基部微微凸起的根原體剛好從小孔內露出為宜,然后將泡沫塑料板放在盛有清水的臉盆內或水槽內,由于浮力的作用,泡沫塑料板浮在水面上,而大蒜基部根原體又能始終接觸到水面,每天換水一次,3~4 天就長出合適長度的根供實驗用.用這種方法培養大蒜根尖,操作方便,簡單易行,教師省時省力.(二)實驗儀器的替代
小坩堝代替培養皿.實驗過程中,根尖的解離染色所用的儀器都是培養皿.我們在實驗中發現使用培養皿存在以下幾點不足:(1)培養皿表面積過大,解離和染色時都要加入較多的藥液才能沒及要處理的材料,存在著藥品浪費現象;(2)培養皿相對較淺,解離液 染色液都容易灑在實驗臺和地板上,污跡很難擦干凈;(3)玻璃材質的培養皿粘上龍膽紫液后較難洗刷.實踐中,我們發現染色廢液倒入瓷質水池子后容易清洗.于是我們用化學實驗用的瓷質小坩堝替代培養皿.由于小坩堝比較小,深淺度適宜,既節省藥品,又便于操作,還有效地防止了染色液灑出等問題,同時解決了實驗后儀器洗刷不干凈的難題,是有絲分裂實驗中非常合適的替代儀器.2.2 指形管替代培養皿.在漂洗過程中要求 將解離后酥軟的根尖放入盛有清水的培養皿中漂洗約10 分鐘.實踐下來,我們發現有一些弊端:(1)部分學生沒有充分理解漂洗的生理作用,對漂洗這一步驟不夠重視.表現為縮短漂洗時間或在培養皿中加水較少等現象.(2)實驗課受時間限制,漂洗時間過長,擠占了尋找有絲分裂相的時間,是造成實驗課時間延長的原因之一.(3)在 10 分鐘的漂洗過程中學生無事可做,客觀上形成了實驗課堂秩序混亂的現象.針對上述情況我們采取了以下措施:我們首先向學生講清楚漂洗的目的和意義.漂洗的目的是將含有鹽酸的解離液徹底洗干凈;漂洗的意義是防止含有鹽酸的解離液破壞染色體和細胞核的結構;防止在染色時解離液中的鹽酸與染色液中的龍膽紫發生化學反應,影響染色體的著色,導致實驗效果不理想.在保證制片質量的前提下,為了縮短實驗操作時間,給學生留下充足的時間觀察裝片 尋找有絲分裂相,我借鑒他人成功的經驗,改靜態的
浸泡為動態的沖洗.具體的操作如下:用指形管替代培養皿,用自來水沖洗 2~3 分鐘,使根尖在指形管內不斷 翻騰,流水沖洗可使解離后材料上附著的解離液迅速地溶解在水中,既達到了漂洗的目的,又縮短了時間,同時還起到了約束課堂秩序的作用.操作方法的改進
剪取根尖的改進.實驗操作過程中先后 4 次用鑷子夾取根尖,根尖被解離后酥軟,用鑷子反復夾取,很容易夾碎 夾爛根尖生長點,造成染色后找不到根尖,使操作歸于失敗.為此,實驗中我們將 剪取洋蔥根尖 2~3mm 改成剪取大蒜根尖 1cm+0.1;以便操作中用鑷子夾取根尖生長點上方,很好地保留住根尖生長點,在操作的最后一步制片時剪去多余的根,經過多年的實踐檢驗,效果頗佳.優化實驗過程優化實驗過程
4.1 根尖的解離.解離根尖的目的是利用解離液中 的鹽酸將組織細胞間的中膠層溶解,使組織細胞分離開,便于制成單層細胞的裝片,利于有絲分裂相的觀察.我們在實驗中發現,北方地區溫度偏低,延長解離時間(8~10 分鐘)根尖才能變得酥軟,符合實驗要求,為了節省時間,提高實驗課的效率,我們將根尖放入盛有解離液的小坩堝中,并用鑷子夾住坩堝放入盛有 60 度溫水的大燒杯中進行熱水浴1~2 分鐘,根尖很快變得酥軟透明,達到完全解離的程度.4.2 根尖的染色.染色目的是將染色體與細胞質區分開,便于在顯微鏡下觀察.我們發現按照書中的
操作方法很難達到理想的效果.(1)染色時間短時,染色體著色較淺,視野一片明亮,區別不出哪是染色體,哪是細胞質.(2)延長染色時間,又造成細胞核中的染色體和細胞質都著色很深,導致視野內一團紫 一片模糊,仍不能將周圍環境與染色體分開.經過多次實驗和探索,我們借鑒了 退回染色法.具體做法是:將已經染色的根尖,放在載玻片上,用 滴管吸取20%的醋酸溶液,滴在載玻片的根尖上,再用濾紙吸去根尖和載玻片上的醋酸,重復上述操作 2~3 次,使細胞壁 細胞質中多余的龍膽紫液被重新溶解在醋酸中除掉,而細胞核中染色體的著色度保持不變.這樣就能使細胞壁 細胞質染色較淺,而細胞核中染色體染色較深,將染色體與周圍環境分開.于是在顯微鏡下就能清楚地觀察到根尖中有絲分裂各相中染色體的行為.4.3 制片的關鍵.制片是觀察有絲分裂相比較關鍵的步驟之一,按照實驗要求 在蓋玻片上再放一個載玻片,用拇指輕壓蓋玻片,使細胞分散開來.這個 輕壓 的尺度學生很難掌握,因為學生沒有實際操作經驗,不能很好地理解和掌握 輕壓 的確切含意,往往擔心壓碎蓋玻片,而不敢用力或不會用合適的力度,使組織細胞不能散開,顯微鏡下看到的細胞太密集或重疊,影響對各個有絲分裂相的觀察,只能看到模糊的染色體而不能看清有絲分裂的MI MⅡ MⅢ MⅣ各個時期的典型特征.在反復實踐的過程中,我們總結出獲得高質量裝片的關鍵方法是:用帶有橡皮頭的鉛筆(橡皮頭的一端)輕輕敲擊蓋玻片,反復多次,直到顯微鏡下看到的細胞成單層為止(肉眼看呈云霧狀),這樣可以清晰地辨認出有絲分裂各相染色體行為變化的典型特征.結語
通過十多年的教學實踐,我悟出這樣一個道理:在植物細胞有絲分裂的實驗中,若能堅持從本校的實際情況出發,認真研究 大膽探索 靈活改進,科學地優化組合,行之有效地借鑒他人的經驗,經過多方探討和實驗,就能收到良好的實驗效果.
第二篇:觀察植物細胞的有絲分裂
實驗原理
在植物體中,有絲分裂常見于根尖、莖尖等分生區細胞。高等植物細胞有絲分裂的過程,分為分裂問期和有絲分裂期的前期、中期、后期、末期??梢杂酶弑剁R觀察植物細胞有絲分裂的過程,根據各個時期細胞內染色體或染色質)的變化情況,識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。細胞核內的染色體容易被堿性染料(如龍膽紫、醋酸洋紅)溶液著色。目的要求
1.觀察植物細胞有絲分裂的過程,識別有絲分裂的不同時期。
2.學會制作洋蔥根尖有絲分裂裝片的生物技術。
3.學會使用高倍鏡和繪生物圖的方法。
材料
洋蔥(可以用蒜、蔥代替)。
用具
顯微鏡,載玻片,蓋玻片,玻璃皿3個,、剪刀,鑷子,滴管。
藥品
質量分數為15%的鹽酸,酒精的體積分數為95%的溶液,龍膽紫的質量濃度為 0.01 g/mL的或 0.02 g/mL的溶液(或醋酸洋紅液)。
方法步驟
一、洋蔥根尖的培養
在上實驗課之前的3d~4d,取洋蔥一個,放在廣口瓶上。瓶內裝滿清水,讓洋蔥的底部接觸到瓶內的水面。把這個裝置放在溫暖的地方,注意經常換水,使洋蔥的底部總是接觸到水。待根長5 cm時,可取生長健壯的根尖制片觀察。
二、裝片的制作
1.解離下午2時是洋蔥有絲分裂的高峰期,可在此時剪取洋蔥的根尖 2 mm~ 3 mm,立即放入盛有氯化氫的質量分數為匕%的溶液和酒精的體積分數為95%溶液的混合液(1:
1)的玻璃皿中,在室溫下解離3 min~5 min后取出根尖。
2.漂洗待根尖酥軟后,用鑷子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10 min.3.染色把洋蔥根尖放進盛有龍膽紫的質量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的溶液(或醋酸洋紅液)的玻璃皿中,染色3 min~5 min。
4.制片用鑷子將這段洋蔥根采取出來,放在載玻片上,加一滴清水,并且用鑷子尖把洋蔥根尖弄碎,蓋上蓋玻片,在蓋玻片上再加一片載玻片。然后,用拇指輕輕地壓蓋玻片,這樣可以使細胞分散開來。
三、洋蔥根尖細胞有絲分裂的觀察
1.低倍鏡觀察
把制作成的洋蔥根尖裝片先放在低倍鏡下觀察,慢慢移動裝片,要求找到分生巨細胞,它的特點是:細胞呈正方形,排列緊密,有的細胞正在分裂。
2.高倍鏡觀察
找到分生區細胞后,把低倍鏡移走,換上高倍鏡,用細準焦螺旋和反光鏡把視野調整清晰,直到看清細胞物像為止。
3.仔細觀察,可先找出處于細胞分裂期中期的細胞,然后再找出前期、后期、末期的細胞。注意觀察各個時期細胞內染色體變化的特點。
4.在一個視野里,往往不容易找全有絲分裂過程中各個時期的細胞。如果是這樣,可以慢慢地移動裝片,從鄰近的分生區細胞中尋找。
5.如果自制裝片效果不太理想,可以觀察教師演示的洋蔥根尖細胞有絲分裂的固定裝片。
五、繪圖
在觀察清楚有絲分裂各個時期的細胞以后,繪出洋蔥根尖細胞有絲分裂簡圖。繪圖的要求:繪植物細胞有絲分裂中期圖(含4個染色體)。
第三篇:《實驗四 細胞的有絲分裂》教案
《實驗四 細胞的有絲分裂》教案
一、實驗目的
1.學習植物根尖細胞有絲分裂裝片的制作方法
2.觀察植物細胞有絲分裂過程,掌握有絲分裂各期的主要特征
二、材料與用品
洋蔥頭、洋蔥根尖縱切片標本、蛙胚細胞有絲分裂切片標本;普通光學顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑷子、恒溫培養箱、小刀、小試劑瓶、培養皿、酒精燈、火柴、FAA固定液、1摩爾/升鹽酸或濃鹽酸、醋酸洋紅染液、蒸餾水
三、實驗過程
1.檢查裝片制作過程的預習情況(1)取材
將洋蔥頭置于盛水的小燒杯上,使其鱗莖浸入水中,放在25℃恒溫箱中培養。待根長到2厘米左右時,于夜晚12時至1時切取長約1厘米左右的根尖。
(2)前處理
將材料浸入蒸餾水內,放置冰箱(0~4℃)中24小時。(3)固定
將材料從前處理的藥物中取出,用水沖洗2~3次,放入卡諾氏或FAA固定液中,固定24小時,固定液用量應為材料體積的15倍以上。
如固定的材料當時不用,可以先在90%酒精中泡半小時,然后在70%酒精泡半個小時,再換入70%酒精中,置0~4℃冰箱內可保存半年。經過較長時間保存的材料,進行觀察前再用固定處理一次,效果較好。
(4)解離
將固定后的根尖用清水漂洗數次,用1摩爾/升鹽酸在60℃恒溫箱內處理6~20分鐘后,清水漂洗。
(5)染色和壓片
將解離后的根尖,切取1~2毫米長的分生組織,放在載玻片上,加1滴醋酸洋紅染液,放置約10分鐘。然后在酒精燈上緩慢往復3~4次,微微加熱(不可煮沸),隨即用解剖針將材料撥碎,蓋上蓋玻片,覆以吸水紙,對準蓋玻片下的材料,用鉛筆的橡皮頭在蓋玻片上輕輕敲擊,再用拇指適當用力下壓,但注意勿使蓋片滑動。壓好的片子中,材料鋪展成均勻的、單層細胞的薄層。
2.學生按實驗步驟制作裝片
3.學生觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片 先在低倍鏡下找到根尖分生區,再轉高倍鏡,選擇較典型的有絲分裂各期圖象,仔細觀察。(1)間期
細胞形態無明顯變化,體積有所增大。核仁核膜較清楚,核內染色質呈細網狀。
(2)前期 細胞核脹大,核內染色質最初表現為極細盤曲的染色絲,以后染色絲逐漸縮短變粗形成染色體。染色體形態逐漸清楚,著絲點逐漸明顯。在前期結束時,核仁核膜消失。
(3)中期
紡錘體形成。染色體排列在細胞中央的赤道面上,從細胞極端觀察,可同時看到全部染色體;從側面觀察,則染色體排列成“一”字形。此時染色體變短變粗,其形態和數目都較清楚。
(4)后期
染色體著絲點分裂,每一染色體的二條單體成為二條獨立的子染色體。全部染色體分為兩組,分別向細胞的兩極移動。
(5)末期
兩組子染色體分別到達兩極,染色體逐漸伸長變粗,分散在核內成為染色質;紡錘體逐漸消失,核仁核膜重新出現,形成兩個新核。在兩新核之間赤道面上,出現細胞板,并逐漸形成細胞壁,最后分成兩個子細胞。
4.教師示范觀察動物細胞有絲分裂裝片
在高倍鏡下觀察動物細胞有絲分裂切片標本,比較動物植物細胞有絲分裂過程中的特點。
四、作業
1、繪出你所觀察到的植物細胞有絲分裂各期的圖象。
2、細胞有絲分裂過程中哪一時期是觀察染色體形態和進行染色體記數的最好時期?
3、動物細胞與植物細胞的有絲分裂過程有什么不同的特點?
第四篇:觀察植物細胞有絲分裂實驗報告
觀察植物細胞有絲分裂實驗報告
一、實驗原理
1.觀察部位:植物體的根尖、莖尖等分生區的細胞。
2.分裂過程:高等植物細胞有絲分裂分為間期和分裂期的前期、中期、后期和末期,不同時期細胞染色體的行為變化有各自的特點.。
3.觀察過程:先用低倍鏡找到根尖生長點的細胞(正方形、排列緊密、有的正在分裂),再用高倍鏡辨別各時期的染色體(染色質)變化,并判斷該細胞處于有絲分裂的哪個時期。
4.染色過程:細胞核內的染色體容易被堿性染料(龍膽紫或醋酸洋紅等)著色。
二、實驗器材
大蒜、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、培養皿、刀片、鑷子、燒杯等 15%的鹽酸、95%的酒精、龍膽紫溶液等
三、實驗步驟
1.前期培養:取大蒜若干放在裝滿清水的 100ML 燒杯上,讓它的底部接觸瓶內水面,把燒杯放在溫 暖地方培養。
2.解離:實驗前一天,取大蒜根尖,使用卡諾氏固定液(乙醇:冰醋酸=3:1)進行 24H 固定,之后用蒸餾水沖洗,放入 70%酒精中,在 4℃冰箱中保存。待到實驗時即可進行解離處理。取經過和未經過固定液處理的根尖各 1-3 個,剪根尖 2CM,放入盛有 15%鹽酸和95%酒精 1:1 混合液的培養皿中并蓋好(以防鹽酸揮發),解離3~5min,此時根尖變得酥軟透明。
3.漂洗:用鑷子夾住伸長區一端,從培養皿中取出根尖,放到盛有清水的培養皿中漂洗 2~3min,可用鑷子或玻棒輕輕攪動。
4.染色:用鑷子夾住伸長區一端,從培養皿中取出根尖,放到干凈的載玻片中央,用刀片切去根尖大概 0.5mm,緊貼剛剛切的位置切下針尖大小的根尖,此處即為根尖分生區。利用準備好的染液進行染色,時間為 3~5min。
5.壓片:將被染上色的根尖蓋上蓋玻片(防止氣泡產生),然后在蓋玻片上放一層吸水紙,水平放在實驗臺上,用拇指稍用力對其按壓,使根尖細胞呈云霧狀散開,此時再把蓋玻片周圍染液吸拭干凈即可。
6.觀察:先用低倍鏡觀察,找到分生區細胞(體積小、排列緊密、整齊、近似正方形,有的細胞正在分裂)。找到視野后用高倍鏡觀察。
四、實驗結果 及討論
從所做實驗觀察結果看來,處于間期的細胞最多,處于分裂時期的細胞較少。原因是細胞間期在細胞有絲分裂周期中占的比重大。此次實驗觀察到了有絲分裂各時期形態。比較成功
第五篇:制作并觀察植物細胞有絲分裂臨時裝片
制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片
一、學習任務分析
本實驗是浙科版高中生物必修一教材中重要的實驗之一。本實驗通過學生動手制作細胞分裂裝片標本,圍繞染色體的存在狀態進行觀察、分析,進而理解有絲分裂的過程。實驗涉及實驗材料的準備和培養、裝片的制作、顯微鏡的使用、實驗數據的處理以及數學模型的構建等知識和技能。實驗材料的選擇和培養,裝片制作的各個環節將直接影響實驗成功與否。
二、學習者分析
本節課的教學對象為高二年級的學生,在上本節實驗課之前,學生已經學習了關于細胞周期以及植物細胞有絲分裂過程中各個時期的特點,為本節實驗課打下了理論基礎。學生在之前的實驗課上對于簡單的制片和顯微鏡的使用也有了較深入的理解。本節實驗課將理論知識化為形象的實驗現象,學生會有較強的學習興趣。
三、教學重難點
1、教學重點:
(1)制作蒜根尖細胞有絲分裂裝片。
(2)識別有絲分裂的不同時期,比較細胞周期不同時期的時間長短。
2、教學難點:
(1)實驗設計中實驗材料的選擇和解離。
(2)根尖臨時裝片的制作和高倍顯微鏡的使用。
四、教學目標
1、知識與技能目標:
(1)制作根尖細胞有絲分裂裝片。
(2)觀察細胞有絲分裂的過程,識別不同時期的時間長短。
2、過程與方法目標:
(1)培養實驗操作能力、觀察能力以及學習使用高倍顯微鏡和繪生物圖的基本技能。
(2)通過以觀察有絲分裂為目標的實驗設計,培養推理分析能力,解決問題能力,理解科學實驗的素質。
3、情感態度與價值觀目標:.養成實事求是、認真嚴謹的科學態度。
五、教學過程
講述:上節課我們已經學習了有絲分裂的基本過程以及分裂各個時期的特點,今天我們將通過實驗親眼看一看細胞有絲分裂各個時期的特征。
問題:本實驗的實驗原理是什么?
學生回答師作進一步強調。
問題:怎樣培養洋蔥根尖?在培養過程中,應注意哪些問題?
學生討論回答,師作相應點撥:在實驗課前3~4天,取洋蔥一個,放在廣口瓶上,裝滿清水,讓洋蔥的底部接觸瓶內的水面。把廣口瓶放在溫暖的地方培養。待根長約5 cm時,取健壯的根尖制成臨時裝片。
注意的問題:應選擇底盤大的洋蔥做生根材料;剝去外層老皮,用刀削去老根,注意不
要削掉四周的根芽;培養時注意每天換水1~2次,防止爛根。
問題:該實驗的實驗流程是什么?
學生回答師作進一步強調:取材→裝片的制作(解離→漂洗→染色→制片)→觀察→繪圖。(以下根據實驗步驟逐步講解和演示)
問題:取材的時間最好在什么時候進行?解離的目的是什么?解離過程中,應注意哪些問題?解離后細胞是否仍保持活性?
學生討論回答,師作相應點撥:在上午10時至下午2時,剪取蒜根尖2~3 mm,立即放入盛有鹽酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中,在室溫下解離3~5min,至根酥軟為止。目的是用藥液是組織中的細胞相互分離開來,即溶解細胞間的果膠質使根尖細胞間變得松散,便于壓片,否則根尖細胞很難壓散,不利于在鏡下觀察。
解離中,應注意時間的把握,不能太長也不能太短。時間太長使細胞的結構破壞,影響制片的效果,太短則不易使細胞分離,觀察時細胞容易重疊。解離后細胞已被鹽酸殺死,不具備活性。
師做演示實驗,強調相關注意事項以及解離成功的標志是根尖酥軟。
學生在老師的指導下進行實驗,注意相互配合,師答疑。
問題:為什么要進行漂洗?怎樣進行漂洗?
學生討論回答,師作相應點撥:由于染色劑是堿性染液,如不漂洗,酸堿發生反應,不利于著色;同時也是為了洗去藥液,防止解離過度。用鑷子把酥軟的根取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10 min。
師做演示實驗,強調相關注意事項。
學生在老師的指導下進行實驗,學生自己掌握時間,師答疑。等待過程中師講解高倍顯微鏡的使用,學生練習使用,師糾正學生的錯誤操作。
問題:在細胞中,能被堿性染液染成深色的物質是什么?染色中,為什么要把握好染色的濃度和時間?
學生回答師作進一步強調:能被堿性染液染成深色的物質是染色體,即染色后增大了細胞核與周圍部分的反差,便于觀察染色體分布和變化。染色時,染液的濃度和時間的把握要好,否則染色過深,不易觀察細胞中的染色體。染色時間3~5min。
師做演示實驗,強調相關注意事項。
學生在老師的指導下進行實驗,用鑷子將根尖放進盛有質量濃度為0.01g/ml龍膽紫溶液的玻璃皿中染色3~5min,,師答疑。
問題:實驗中,要使細胞分離和分散開,需采取哪些措施?
學生討論回答,師作相應點撥:先用鑷子將根尖弄碎,蓋上蓋玻片;在蓋玻片上加一片載玻片,用拇指輕壓載玻片。
強調并作相應的演示實驗:
1、蓋蓋玻片時,注意防止氣泡產生,具體操作:用鑷子夾住蓋玻片的一端,另一端接觸水面緩緩放下。
2、加清水是起潤滑劑和利于細胞分散的作用,壓片時,在蓋玻片上再加一片載玻片的目的是防止手指與蓋玻片直接觸壓,將極薄的蓋玻片壓碎(在鏡下觀察前應將載玻片取下,并注意不要讓蓋玻片移位)。
3、壓片的方法還有用鑷子的后端或鉛筆帶橡皮的一端輕輕按壓蓋玻片。
4、壓片時用力要適當,過重會將組織壓爛,過輕則細胞不易分散。
學生在老師的指導下進行實驗,老師答疑。
問題:顯微鏡的觀察原則是什么?顯微鏡下怎樣找到分生區細胞?有什么樣的的形態特點。
學生回答師作進一步強調:由低到高原則,先在低倍鏡下找到分生區細胞:細胞呈正方形,排列緊密,有的正在分裂,再用高倍鏡觀察。
問題:在一個視野中能不能觀察到一個細胞有絲分裂的連續過程?能不能找全有絲分裂各時期的細胞?如何操作才能找全各個時期的細胞?
學生討論回答,師作相應點撥:在一個視野中不能觀察到一個細胞有絲分裂的連續過程,因細胞在解離時已經被殺死,不再進行細胞分裂了。不能,因在一個視野中,我們只能找到某一時期的細胞圖像,要想看全各時期的細胞,應移動裝片,在不同的視野中尋找。
強調:觀察時注意各時期細胞內染色體形態和分布的特點,首先找出分裂中期的細胞,然后再找前期、后期、末期的細胞,最后觀察間期的細胞。
學生在老師的指導下進行觀察,師答疑。如果自制裝片不理想,可以觀察洋蔥根尖固定裝片。
問題:在你的觀察結果中,處于哪一時期的細胞最多?怎樣確認一個細胞周期中各個時期的長短?
學生回答師作進一步強調:處于間期的細胞最多,因間期持續的時間最長。確認細胞周期中各時期的長短,就看在這一時期中觀察到的細胞的多少。
繪圖:教師要求學生根據自己在實驗中觀察到的各時期的細胞特點,繪制有絲分裂中期、后期的簡圖,并能區分各時期細胞的特點。
六、形成性評價
1、下列有關觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂實驗的敘述中,正確的是(D)
A.解離時可用鹽酸除去細胞壁以分散細胞B.漂洗時洗去染液防止染色過深
C.低倍鏡下看不到細胞時可換用高倍鏡觀察D.高倍鏡可以觀察到不同分裂期的細胞
2、用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂。下列描述正確的是(B)
A.處于分裂間期和中期的細胞數目大致相等
B.視野中不同細胞的染色體數目可能不相等
C.觀察處于分裂中期的細胞,可清晰看到赤道板和染色體
D.細胞是獨立分裂的,因此可選一個細胞持續觀察它的整個分裂過程
3、在制作洋蔥根尖壓片觀察細胞有絲分裂時,不可能用到的試劑是(D)
A.龍膽紫染液B.醋酸洋紅染液C.稀鹽酸溶液D.30%蔗糖溶液