观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验方法改良探究

一、课本实验方法分析

观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验是高中生物一个经典且重要的实验，但根据课本传统的实验方法步骤，常常观察不到明显的实验现象，主要存在以下几个问题。第一，课本所用的洋葱根尖较难培养，且分裂相细胞不多；第二：取材时教材中要求取根尖 2-3mm，这个不太好取 ，第三：目标太小，只有 2-3mm 导致了漂洗和染色都不容易操作，染色常常找不到根尖。第四：漂洗时间过长，一节课 40 分钟十分紧迫。第五：课本所用龙胆紫染液浓度偏高，染色效果差。

所以按照课本传统的实验方法步骤进行此实验，往往发现显微镜下的视野呈紫色一片，看不清细胞或是细胞重叠在一起，根本看不清细胞结构，更谈不上看到处于分裂期的细胞了，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处于分裂期细胞的染色体变化规律，这是本实验的难点之一。

因此，本实验针对以上问题进行几点创新和改良，使实验效果更加明显。

二、实验方法改良措施及原因分析

1. 改良材料：课本用的是洋葱根尖，我们用的是大蒜根尖。因为大蒜存在休眠现象，在发根前先将材料放在 4℃的冰箱中 3—5 天。可以解除休眠，容易生根。

2. 根尖固定：在上午10 点至 11 点之间剪取根尖 1.5-2cm 放入卡诺氏液（无水乙醇：冰醋酸 =3 ：1）中固定15—30 分钟。这样可以增加分裂相细胞，缩短解离时间。

3. 漂洗时间：课本所用时间为 10 分钟，我们改为 2-3 分钟，这样可以让学生有充分时间完成实验。

4. 龙胆紫溶液浓度：课本所所用的龙胆紫浓度为 0.01g/mL 或

0.02g/mLr 龙胆紫染液，这样的浓度往往视野中呈现一片紫色，看不清细胞，所以我们把龙胆紫的浓度改为 0.003g/mL,，并在载玻片上直接染色，把染色时间由课本的3-5 分钟改为 _1^-2 分钟。

5. 染色后增加洗去浮色这一步骤：目的是洗去多余的染液，使视野背景清晰。

另外，本节实验应用翻转课堂让学生有更多的时间去动手实验，真正掌握了制作根尖临时装片的技能，通过自己的动手“观察”到了分裂期，能更好地落实了教学重点，并解决了教学难点。课堂上还可以让学生用自带的材料进行探究，能够大大激发了学生的学习热情。

三、实验准备

( 一）实验材料的预处理

（1）材料的准备：在上实验课的前一周，布置生物兴趣小组的学生根据实验的目的要求准备实验材料大蒜。

（2）根尖的培养与处理：选用100mL 的烧杯，取大蒜瓣去掉外边枯衣，然后用牙签将蒜瓣串起并架在烧杯边缘，蒜瓣的底部要与烧杯口的水接触。每个培养装置每天换一次水，观察根长到1-2cm 左右时，将整个培养装置（根连同烧杯）一起放入 4℃冰箱 24 小时进行低温处理，以便增加分裂相细胞。

（3）根尖的固定：按照上述实验方法改良措施第2 点进行操作。

仪器、试剂的准备

显微镜、龙胆紫等仪器和试剂和课本相同，另外准备 100ml 烧杯( 每小组两个)、吸水纸，玻璃棒，动、植物有丝分裂固定装片。

课前分好实验小组，以 2 人为一组，确定组长、明确分工，设计形成性评价的方法。

另外让学生将观察到的实验数据记录在下表：

四．实验评价

通过上述对选材、解离、漂洗、染色、制片等步骤的改进，大缩短了缩短了课堂上学生制作临时装片所用时间 , 学生大概在 15 分钟内就可以完成临时装片的制作与观察，而且按改进的方法步骤制作的装片内分裂相细胞较多，这样可以有更多的时间让学生识别各个时期的染色体形态，还会有时间对影响实验现象观察的原因进行讨论。

在高倍显微镜下可以看到分生区细胞是正方形的 , 绝大多数细胞处于间期。可以上下左右慢慢移动载玻片 , 寻找处于分裂期的细胞。其中中期和后期的细胞最容易发现：形态清晰的染色体或着丝点排列在一个平面上或染色体平均分布在细胞两侧。但前期与间期的细胞比较难区分 , 我们可以根据看是否能看到染色体来进行判断，如能看到染色体散乱排列则为前期，看不到染色体则为间期。若看到在细胞中出现 2 个子细胞核 , 可判断属于末期。由于每个学生使用显微镜的熟练程度不同 , 或对有丝分裂过程了解的不充分，即使当分裂相细胞在视野中出现也认不出来 , 这时可以让学生观看 PPT 上各个时期的细胞图象，并让先做好装片且已经清楚找到某个时期或各个时期的学生举手示意，让其他学生观摩。大多数学生明确之后 , 很快找到分裂期细胞, 让学生体会到了实验成功的喜悦。

五．实验总结

本实验的成功与否，与改良后的实验方法密切相关，包括实验材料的选择、操作步骤的优化以及教学模式的配合。通过实践验证，大蒜根尖相比洋葱根尖更适合作为实验材料，卡诺氏液固定、缩短漂洗时间、降低染液浓度等措施，有效解决了传统实验中细胞观察不清、操作时间紧张等问题。

同时，这一过程也强调了教师预实验的重要性。教师需在课前多次进行预实验，根据本校学生的操作水平、实验室的设备条件（如温度、光照等），对改良方法进行微调，确保方法的可行性和有效性。

只有结合实际情况进行科学改良，才能让学生在一节实验课中真正掌握装片制作、显微观察等技能，直观理解有丝分裂的过程，进而培养其科学探究能力和理性思维，实现生物实验教学的目标。

此外，实验中鼓励学生自主探究（如对比不同材料的实验效果），也为学生提供了主动思考、发现问题、解决问题的机会，有助于将理论知识与实践操作相结合，提升生物学科核心素养。

参考文献

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