馬三梅， 王永飛

(暨南大學(xué) 生物工程學(xué)系, 廣州 510632)

觀察植物表皮結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的探討

馬三梅， 王永飛

(暨南大學(xué) 生物工程學(xué)系, 廣州 510632)

在觀察植物表皮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，增加創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)是對(duì)教師的一個(gè)挑戰(zhàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，通過置換實(shí)驗(yàn)材料，改變觀察部位兩種方法，對(duì)常用實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了進(jìn)一步的觀察，發(fā)現(xiàn)芹菜是一種非常優(yōu)良的植物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料，可以觀察到厚角組織、氣孔和紋孔的存在。在芹菜葉軸部位的上表皮同時(shí)具有氣孔和紋孔的存在，而且觀察效果非常好。采用置換實(shí)驗(yàn)材料，改變觀察部位可以對(duì)生物科學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些改良，增加傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性。

置換實(shí)驗(yàn)材料；改變觀察部位；芹菜；葉軸；紋孔

生物科學(xué)專業(yè)有一門基礎(chǔ)課是：植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，觀察植物的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般采用新鮮材料的臨時(shí)制片或者一些永久制片來觀察。例如觀察植物表皮上的氣孔和紋孔大多采用觀察臨時(shí)制片[1-4]。觀察氣孔一般采用肉質(zhì)葉植物葉片的下表皮。北方有人利用玉樹等植物，南方一般利用水鬼蕉等。觀察植物紋孔一般利用紅辣椒果實(shí)的外果皮和內(nèi)果皮。觀察植物的氣孔和紋孔的兩次實(shí)驗(yàn)，會(huì)給學(xué)生一個(gè)印象，氣孔和紋孔應(yīng)該是不能同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)植物的表皮上，所以，在實(shí)驗(yàn)課上采用了兩種實(shí)驗(yàn)材料。那么，氣孔和紋孔是否能夠同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)植物的表皮上呢？

我們?cè)谟^察芹菜的厚角組織實(shí)驗(yàn)過程中，觀察了芹菜葉柄不同部位的表皮，發(fā)現(xiàn)葉軸的上表皮具有非常清晰的保衛(wèi)細(xì)胞和紋孔，胞間連絲貫穿在紋孔中。由于沒有染色，胞間連絲觀察不明顯。普通表皮細(xì)胞有不規(guī)則的四邊形、五邊形等。采用一個(gè)實(shí)驗(yàn)材料就可以觀察到兩種結(jié)構(gòu)，就減少了制片的次數(shù)，節(jié)省了時(shí)間。而且證實(shí)了，氣孔和紋孔是否能夠同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)植物的表皮上。下面詳細(xì)說明取材部位和觀察結(jié)果。

取材部位：臨近葉片頂端3片小葉下邊葉軸凹陷處的表皮，如圖1所示。其實(shí)就是葉軸的上表皮。

制片方法：在芹菜葉軸部位的上表皮，用刀片切一個(gè)口，使用鑷子拉住表皮，撕下一塊，放到載玻片的水滴中，蓋上蓋玻片，就可以直接觀察。顯微鏡下的圖片如圖3所示。在這張圖片上，可以觀察到半圓形的保衛(wèi)細(xì)胞，以及它們環(huán)繞形成的縫隙。在周圍的普通表皮細(xì)胞，可以觀察到非常明顯的小孔，這些小孔就是紋孔(圖2)。紋孔中有胞間連絲通過。只是顏色和細(xì)胞質(zhì)顏色相同，在沒有染色的臨時(shí)制片上并不清晰。

圖1芹菜的取材部位Fig1Viewingplaceofcelery圖2芹菜葉軸上表皮的紋孔Fig2Thepitontheupperepidermisofceleryrachis

圖3芹菜葉軸上表皮的紋孔和保衛(wèi)細(xì)胞

Fig 3 The pit and guard cells on the upper epidermis of celery rachis

注意事項(xiàng)：不能取總?cè)~柄的上表皮。因?yàn)樵诳側(cè)~柄的表皮，觀察到的大多是普通表皮細(xì)胞和保衛(wèi)細(xì)胞，紋孔的分布非常稀少。

在傳統(tǒng)觀察表皮和紋孔的實(shí)驗(yàn)中，增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)材料，改變一下觀察部位，就可以讓學(xué)生觀察到各種不同的紋孔。紅辣椒內(nèi)果皮上的紋孔是密密麻麻的，很像動(dòng)物的大腸。芹菜的紋孔是非常稀疏的，但孔更大一些，而且上面還有保衛(wèi)細(xì)胞圍繞形成的氣孔。觀察到這些不同的紋孔以及表皮上的氣孔，也是非常開眼界的，更容易體會(huì)到不同生物表皮特征的多樣性。

芹菜作為一種南方和北方都很常見的蔬菜, 同時(shí)也是一個(gè)非常優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)材料。植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般利用芹菜作為觀察厚角組織的材料。我們利用它葉軸的上表皮作為觀察表皮和紋孔的實(shí)驗(yàn)材料, 制片方法簡(jiǎn)單, 一個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以觀察到兩種結(jié)構(gòu)。和以往利用兩種實(shí)驗(yàn)材料相比，節(jié)省了時(shí)間，也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)材料，效果非常明顯。芹菜在植物學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中更適合作為觀察植物表皮和紋孔、保衛(wèi)細(xì)胞的材料，可以利用芹菜來增加實(shí)驗(yàn)課的有趣性和吸引力。

由于生物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)大多采用顯微鏡觀察，學(xué)生感覺比較枯燥。利用發(fā)展史中滲透出的科學(xué)研究方法，可以改進(jìn)傳統(tǒng)的觀察性實(shí)驗(yàn)[5-10]。在實(shí)驗(yàn)的過程中，通過置換實(shí)驗(yàn)材料，更改觀察部位，發(fā)現(xiàn)這些令人意外的結(jié)果，反而讓植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生更加有吸引力。同時(shí)，我們鼓勵(lì)學(xué)生自己帶實(shí)驗(yàn)材料到實(shí)驗(yàn)室來觀察，對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改良。通過對(duì)植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的改良，讓學(xué)生觀察多樣化的植物結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)更加有吸引力。這些嘗試同時(shí)使本科生親身體會(huì)到置換實(shí)驗(yàn)材料，更改觀察部位的效果，從而掌握求異的思維方法，提高創(chuàng)新的能力。

致謝：本文的圖片2和圖片3分別由2015級(jí)本科生鄭杰、劉超予同學(xué)提供，在此致謝！

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Preliminarystudyontheexperimentofviewingepidermis

MA San-mei， WANG Yong-fei

(Department of Biotechnology, Jinan University, Guangzhou 510632, China)

How to improve the student′s creativity and increase the number of innovative experiment in usual experiment of viewing the epidermis in plant science is a big challenge for most teachers. We viewed the different place of usual experimental material. It was found that celery is a good material for viewing collenchymas, stoma and pit. Stoma and pit can be found in the upper epidermis of rachis. Replacement of the experimental material and change of observing place can be used to improve the elemental experiment. Replacement of the experimental material and change of observing place can add the innovation of elemental experiment.

replacement of the experimental material; change of observing place; celery; rachis; pit

2016-10-27；

2016-11-01

暨南大學(xué)教改項(xiàng)目資助(No.55610168)

馬三梅，博士，副教授，研究方向?yàn)橹参飳W(xué)，E-mail:msmwdw@163.com

王永飛，博士，教授，研究方向?yàn)橹参飳W(xué)，E-mail:wyfmsm@163.com

10.3969/j.issn.2095-1736.2017.06.108

Q94-3

C

2095-1736(2017)06-0108-02