高中生物 洋葱根尖细胞有丝分裂的周期性

洋葱根尖细胞有丝分裂的日周期性

张宝元

“观察植物细胞的有丝分裂”是高中“生物”（必修）教材中重要的实验之一。本实验的教学目标就是让学生动手制作分裂装片标本，并围绕染色体的出现及变化进行观察，来理解有丝分裂的过程。但实验过程中往往发现，处于有丝分裂的细胞极少，这对于缺少显微观察经验的学生来说，就意味着很少看到或根本看不到分裂期的细胞，极大地影响学生的学习积极性。为此，改进实验方法，制作出分离相较多的细胞分裂装片是本实验的最终目的。近年来有关实验材料的处理、染色的改良、标本制作的改进等文章刊载得较多，但从细胞分裂日周期性方面探索研究的文章并不多见。如此尝试，有利于确定取材的最佳时刻，合理安排实验实施的具体时间，取得良好的实验效果。

1．材料

细胞分裂快慢除与物种自身因素有关外，还与根的生长长度、取材的时间有很大的关系。本实验所用的材料为洋葱鳞茎和种子，均产自日本琦玉县大宫市。

2．方法和步骤

2．1 根的培养

洋葱的根用水培法来培养。找一个牛奶瓶，盛满水，将洋葱低部浸入水中，放在实验室北侧的窗边，室温、自然光下，并每日换一次水，3日～5日即可取根。

种子发芽培养时，用直径15cm的培养皿，底部铺两层浸湿的吸水纸，然后将150粒左右的种子均匀投放到吸水纸上，放在室温（23℃）的条件下3日～5日即可。2．2 固定、解离及染色

2．2．1 从上午8时开始每隔1h选取一定数量的根放入酒精：冰醋酸=3：1的固定液中，室温下浸泡10min。然后转入70%的酒精溶液中保存待用。

2．2．2 将固定以后的根转入盛有15%HCl溶液的试管中，再将试管放入盛有60℃～65℃的水溶液中。解离约3min。

2．2．3 将根从解离液中取出，放在载玻片上，切取尖端1mm～3mm，滴加0.2%的醋酸洋红液1～3滴染色5 min。

2．3 装片的制作

染色以后的根尖之上，盖上盖玻片，用拇指垂直轻压盖玻片，使细胞分散开。若要制成永久装片，可用干冰法，取掉盖玻片室温下风干一昼夜，用Okindler封片。

2．4 观察

先在低倍镜下找到生长点部位，然后换上高倍镜详细观察。并统计细胞分裂数目，计算分裂指数。

分裂指数=（分裂期的细胞数/分裂组织的细胞数）×100%

一般情况下各个时刻的根尖各统计5个（1个根尖统计约250个以上细胞），计算出平均数。 3．观察结果

3．1 洋葱鳞茎的根尖

洋葱鳞茎的根尖的分裂指数：水栽培后3日根长1～2.5 cm ；5日 2.5～4 cm 。分别进行测定，发现分裂指数均在上午11时达到最大值（1～2.5 cm 时最大值为17%，2.5～4 cm 时最大值为12.7%），之前或之后，逐渐减小。如图1所示。 3．2 幼苗根尖

待根生长长度为0.5cm 时开始采用，分裂指数也在上午11时（根长度为 0.5cm ～2cm 区间）最大，达到19.2%，之前或之后，也逐渐减小，如图2所示。

图1 洋葱鳞茎根尖细胞 图2 幼苗根尖细胞

分裂指数日周期性 分裂指数日周期性

4．讨论

通过实验证明洋葱根尖细胞有丝分裂具有很明显的日周期性，从实验结果看，分裂指数最大为19.2%，时间为上午11时。那么其他常用材料，如大蒜、大豆、蚕豆等周期性怎样呢？值得继续去探索。相信通过使用多种实验材料，并进一步从实验手段、实验方法等方面进行改进，一定能够确定出最佳的实验方案来。

此外。细胞分裂的日周期性与温度、光照以及生长季节等其他因素关系怎样，本实验并未考虑，还需要进一步通过大量实验来证明。