張秀玲　王婷婷　馬藝菡　李倩　王真真　王銳　楊文帥

觀察植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，最理想的材料是洋蔥鱗葉的表皮細(xì)胞。該材料取材方便，制片容易，可以使學(xué)生了解到更多的知識(shí)點(diǎn)。

1 儀器和材料

1.1 器材

光學(xué)顯微鏡、解剖器、載玻片、蓋玻片、吸水紙、培養(yǎng)皿、雙面刀片、蒸餾水、滴管、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的中性紅溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的甘油、物質(zhì)量濃度為0.5 mol/L的NaCl溶液、紫皮洋蔥。

1.2 方法和步驟

制片過程——撕取表皮。取一紫色洋蔥鱗莖，用水果刀分成4份，剝下外層新鮮的肉質(zhì)鱗葉，分別撕取鱗葉內(nèi)外表皮，撕開的一面朝上，迅速放在載玻片的水滴中。用鑷子將洋蔥表皮展平，先使蓋玻片的邊緣與水平面呈45°接觸水滴。然后再慢慢地降低蓋玻片，當(dāng)水漫過蓋玻片的1/2并超過洋蔥表皮的位置時(shí)，慢慢放平蓋玻片。將制作好的裝片放在顯微鏡下觀察。并用中性紅染液染色。

先用低倍物鏡觀察，洋蔥表皮細(xì)胞像一層網(wǎng)眼，細(xì)胞排列緊密，沒有胞間隙，呈長方形，選擇最清晰的幾個(gè)細(xì)胞放在視野的中央，換高倍物鏡觀察。使用高倍鏡時(shí)要注意：① 用細(xì)聚焦器（限于高倍物鏡下用）調(diào)好焦距，細(xì)聚焦器可以使厚度上不同部位分別成像，使細(xì)胞具有立體感；② 調(diào)節(jié)光圈，使進(jìn)入物鏡的光線適當(dāng)。仔細(xì)觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞壁是無色透明的，上下兩層不能看出來，只能看到細(xì)胞的側(cè)壁，看到的細(xì)胞壁為相鄰兩個(gè)細(xì)胞共有，調(diào)節(jié)細(xì)聚焦器和后虹彩光圈，可發(fā)現(xiàn)兩個(gè)相鄰的細(xì)胞壁上有相對凹陷的紋孔對（圖1，圖2）。

細(xì)胞質(zhì)是緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明的膠狀物，光學(xué)顯微鏡下不易看到，因?yàn)楸粩D到四周成為一薄層，僅在細(xì)胞兩端比較明顯（圖1）。把視野調(diào)暗，可見細(xì)胞質(zhì)中有細(xì)小的白色體和線粒體顆粒。光學(xué)顯微鏡分辨能力有限，只能看到這些結(jié)構(gòu)的輪廓。

細(xì)胞核是沉沒在細(xì)胞質(zhì)中的折光性強(qiáng)的卵圓形或圓形小球體，在成熟的細(xì)胞中總是位于細(xì)胞的邊緣，緊貼細(xì)胞壁（圖3）。如果細(xì)胞核貼近細(xì)胞的側(cè)壁，只能見到核的側(cè)面觀；如果緊貼細(xì)胞的上壁或下壁，可見細(xì)胞核的正面觀。細(xì)胞核中發(fā)亮的小顆粒是核仁，如果細(xì)胞破裂，核和質(zhì)均外流，則觀察不到細(xì)胞核；如果鱗葉取材靠外，原生質(zhì)體解體，也找不到細(xì)胞核。

成熟的表皮細(xì)胞中，常有一個(gè)或幾個(gè)大的液泡，占據(jù)細(xì)胞90%以上的體積，細(xì)胞質(zhì)被擠成一個(gè)薄層，細(xì)胞核被擠到細(xì)胞的邊緣。用0.1%的中性紅染液（水溶液）染色，可以把液泡染成紅色（圖4），并可鑒定細(xì)胞的死活。由于洋蔥鱗葉內(nèi)表皮容易與肉質(zhì)分離，有的表皮細(xì)胞已經(jīng)死亡，因此可以看到視野中著色程度不同的細(xì)胞（圖5）。

花青素是溶解在細(xì)胞液中的色素，是細(xì)胞常見的代謝物質(zhì)，成均勻分布的溶解狀態(tài)，用紫皮洋蔥鱗葉外層表皮做成臨時(shí)裝片，可見花青素溶解在細(xì)胞液中，不同于有色體的顆粒狀結(jié)構(gòu)（圖6，圖7）。

質(zhì)壁分離觀察：將洋蔥表皮臨時(shí)裝片用物質(zhì)的量濃度為0.5 mol/L的NaCl溶液進(jìn)行?？梢娂?xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁發(fā)離時(shí)，質(zhì)膜和細(xì)胞壁還是聯(lián)系的（圖6）。這可以使得質(zhì)壁分離的細(xì)胞在吸水時(shí)還能質(zhì)壁分離復(fù)原。

用中性紅染液染色的裝片，再加上NaCl溶液處理，可以使得細(xì)胞膜和液泡膜輪廓更清晰（圖8）。

晶體：取洋蔥外部膜質(zhì)的鱗葉剪成3～5 mm2小塊，用30%的甘油浸泡軟化15～20 min，制成臨時(shí)裝片，放在顯微鏡下觀察，可見表皮細(xì)胞內(nèi)有柱狀的單晶（圖9、圖10）。換高倍鏡，調(diào)節(jié)光圈和細(xì)聚焦器，可以看到細(xì)胞壁上的紋孔。

2 討論

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，觀察植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)是必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在諸多問題，如找到典型的細(xì)胞是有些困難的，使得許多學(xué)生對細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)難以形成清晰的認(rèn)識(shí)，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的標(biāo)注時(shí)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，特別是液泡和細(xì)胞質(zhì)的標(biāo)注。本實(shí)驗(yàn)用中性紅染液將液泡染色，用NaCl溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離，可以清晰地觀察液泡膜和質(zhì)膜，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得到顯著提高。

中性紅是一種低毒性染料，可以鑒定細(xì)胞的死活，可以把活細(xì)胞的液泡染成紅色，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核不被著色；而死細(xì)胞的液泡不被染色，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)被染成紅色。中性紅是一種弱堿性pH指示劑，變色范圍為pH6.4～8.0（由紅變黃）。在中性或微堿性環(huán)境中，植物的活細(xì)胞能大量吸收中性紅并排向液泡中，由于液泡在一般情況下呈酸性反應(yīng)，因此，進(jìn)入液泡的中性紅便解離出大量陽離子而呈現(xiàn)櫻桃紅色，原生質(zhì)和細(xì)胞壁一般不著色。死細(xì)胞由于原生質(zhì)變性凝固，細(xì)胞液不能維持在液泡內(nèi)，因此，用中性紅染色后，不產(chǎn)生液泡著色現(xiàn)象；相反，中性紅的陽離子，卻與帶有一定負(fù)電荷的原生質(zhì)及細(xì)胞核結(jié)合，而使原生質(zhì)與細(xì)胞核染色（圖3）。

用洋蔥膜質(zhì)鱗葉觀察晶體的結(jié)構(gòu)，取材方便，效果明顯，并且充分利用實(shí)驗(yàn)材料，充實(shí)豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，取得事半功倍的教學(xué)效果。

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