高中生物教学论文 观察蕨类生活史的好材料——铁线蕨(pdf).pdf

4 2 生物学通报 2 0 1 0年 第 4 5卷 第 1 2期 观察蕨类生活史的好材料 铁线蕨 华振 玲 首 都师 范大 学 生 命科 学学院 北 京 1 O O 0 4 8 摘要 铁 线蕨分布广泛 容 易培 养 是观察蕨 类生活史的好材料 将经过低温处理 4 的 铁线蕨 成熟孢 子接种到培养基上 在光 照培养箱 中培养 4 5 d左右 孢子 萌发后 长成 配子体 培 养 6 0 d左右 颈 卵器 内的受精 卵萌发 长出幼孢子体 将铁 线蕨孢子接种到花盆 内的土壤上 在 室 内培养 2 3个月长成 配子体 培养 4 5个月长 出幼孢子体 将培养基上 的幼孢 子体移栽到 花盆土壤 中可在 室内长期培养 四季常青 孢 子囊陆续分化 成熟 关 键 词 铁 线 蕨 培 养 配子 体 幼孢 子 体 中 国 图 书分 类 号 Q9 4 文 献 标识 码 B 1 孢 子 体 形 态 铁线蕨 A d i a n t u m c a p i l l u m 的孢子体 即绿色 营养体 为小 型草本植物 多生活于林下或灌丛 旁 多年生 根状 茎黑色 横 向生长 被棕 黑色披 针 形 鳞 片 叶丛 生 叶 柄 长 8 2 0 c m 棕 黑 色 光 滑 有光泽 基部生有棕黑色披针形鳞片 叶片卵 状 三角形 中部 以下二 回羽状 小羽片斜扇形 基 部 楔状 上缘斜 圆形 具不规则 浅裂 叶脉 扇形叉 状分枝 孢子囊群生于小羽片顶端反卷 向叶 的背 面卷 的囊群 盖 上 囊 群 盖 圆 肾形或 长 圆形 膜 质 淡 黄绿色 成熟 时褐色 铁线 蕨分布 于非洲 美 洲 欧 洲 大 洋 洲 和 亚 洲 的 温 暖 地 区 我 国华 南 华北 西北 云贵 川陕等地 都有生长 是钙质 土壤 的指 示 植 物 也 是 世界 性 盆 景植 物 公 园 和 室 内常见栽培 全草入药 清热解毒 2生 活 史 类型 在 植 物 分 类 系 统 上 铁 线 蕨 属 于 蕨 类 植 物 门 P t e r i d o p h y t a 薄囊 蕨 纲 L e p t o s p o r a n g i 0 p s i d a 真 蕨 亚门 F i l i c o p h y t i n a 铁线蕨 科 A d i a n t a c e a e 铁 线蕨 属 Ad i a n t u m 铁线 蕨的生活史在真 蕨亚 门 具有典型性 从合子 受精 卵 开始至孢子母细胞 减 数分裂前 为孢 子体世代 亦称无性世 代 细胞 染 色 体 数 目是 双 倍 的 2 n 从 孢 子 开 始 至 精 子 与 卵 细胞 融合前为配 子体世代 亦称有性 世代 细 胞 染色体 数 目是 单倍 的 n 生活史 中有 2种独 立生活 的植物体 即孢子体 2 n 和配子体 n 孢 子体 的形态 构造等性状 比配子体发达 因此铁线 蕨 的生活史类型为孢子体 占优势的异型世代交替 国家 自然科 学基 金资 助 项 目编 号 5 0 8 7 8 1 1 3 I 子 f 配 子 体 世 代 有 性 世 代 自 侉 异 体 减 裂 孢子体世代 无性世代 子 孢 孢子囊 胚胎 图 1 铁 线 蕨 的 生 活 里 3铁 线 蕨 的孢 子 培 养 铁线蕨 的孢子体为多年生 在我国北方 自然 生长 的铁线蕨每年为一个 生活周期 叶秋季枯黄 大 多宿存于根 状茎上 根状茎在 土壤 中休眠 越 冬 来年春季根状茎顶端的生长锥进行延伸生长 根 状 茎 上 的 不 定 芽 萌 发 长 出新 叶 新 叶 在 生 长发 育过程 中 一些小羽片的裂片顶部膜质化并向叶 背 面反卷 形 成长圆形 的囊群盖 囊群盖上分化出 多个 孢 子 囊 形 成 孢 子 囊 群 图 2 本 文 照 片 图 2 图 8见封 三 孢子囊 内的孢 子母 细胞 有多个 经过减数分裂产生 四分孢 子 后期分离 孢子四面 体 型 成熟时黄褐色 图 3 在孢子成熟 时段 孢 子 囊壁 由于环 带 细胞 的作 用开 裂 孢 子散 出 图 4 我国北方 自然生长 的铁线蕨孢子大 多在秋季 2 0 1 0 年 第 4 5卷 第 1 2期 生物学通报 4 3 成 熟 释放 并 越 冬 来 年 遇 到 适 宜 条 件 萌 发 长 成 配子 体 但 在 北 方 野 外 不 容 易 发 现 蕨 类 植 物 的 配子 体 在 实 验 室 条 件 下进 行 简 易 培养 铁 线 蕨 的 孢 子 则 能 较 容 易 地 萌 发 长 成 配子 体 给 实 验 观 察 带 来 方 便 培 养 方法 如 下 3 1 培 养 基 培 养 3 1 1 培 养 基 配 方 硝 酸 钙 C a N O 1 g 氯 化 钾 K C 1 0 2 5 g硫 酸 镁 M g S O 0 2 5 g 磷 酸 二 氢 钾 K H P O 0 2 5 g 1 硫 酸 亚 铁 水 溶 液3 5 滴 琼脂 1 0 g 3 1 2 培 养 基 配 制 量 取 蒸 馏 水 5 0 0 mL 按 顺 序 分 别 溶 解 上 述 试 剂 最 后 用 蒸 馏 水 定 溶 至 1 0 0 0 m L 用 5 氢 氧 化 钠 f N a O H 调 节 p H 7 3 高 压 锅 灭 菌 压 力 0 1 P 温 度 1 2 1 o C 时 间 2 0 mi n 灭 菌 完成 后 从 高压 锅 中取 出容 器 稍 加 冷 却 趁 热 将培养基 分装到 直径 9 0 m m 或 1 0 0 mm 的培养 皿 中 盖好培养皿 的盖 继续冷却 备用 3 1 3 接 种 将 秋 季 收 集 到 的 铁 线 蕨 成 熟 孢 子 带 有 成 熟 孢 子 的 叶 片 在 4 冰 箱 内 一 般 家 用 冰箱的冷藏室 保存 2 3个月 以通 过春化作用 将 孢 子从 保 存 的 叶 片 上 刮 下 挑 出囊 群 盖 碎 片 均匀 地 撒 在 培 养 皿 中 的 培 养 基 表 面E 5 如 培 养 学 生实 验 课 的 观 察 材 料 接 种 的 孢子 可 以 不 灭 菌 密度 不 宜 大 盖 好 培 养 皿 盖 用 封 口膜 封 口 既透 气 又避免培养基中的水 分大量蒸发 3 1 4培 养 将 接 好 铁 线 蕨 孢 子 的 培 养 皿 置 于 光 照 培 养 箱 中培养 培 养 条 件 设 定 为 光 照 强 度 2 5 0 0 3 0 0 0 I x 温 度 2 5 1 光 暗 比 L D l 4 h 1 0 h 在光照培养箱 内培养 4 5 d左右 即可 观 察 到 孢 子 萌 发 后 在 培 养 基 表 面 长 成 的 配 子 体 原 叶体 图 5 培 养 6 0 d左 右 可 观 察 到原 叶 体 上 有 些 颈 卵 器 内 已受 精 的 合 子 从 原 叶体 腹 面长 出 的幼 孢 子 体 图 6 图 7 3 2 土 壤 培 养 3 2 1 土 壤 处 理 取 有 一 定 肥 力 的 土 壤 1 2 k g 农 田土 菜 园土 养花 土均 可 压 碎 挑 出各 种 杂物 取小花盆 装人压碎 的细土至花 盆深度 的 2 3左 右 整 平 压 实 用 自来 水 浸 湿 花 盆 土 呈 湿 润状态 不要 有 积水 高压 灭 菌 压 力 0 1 P 温 度 1 2 1 时 间 3 0 m i n 防止 在 孢 子 培 养 过 程 中 藻类 菌类和苔藓的污染 如仅培养学生实验课 的 观察材料 又不具备 灭菌条 件 也可 以不灭菌 但 最 好 用 开 水 浇 透 3 2 2 接种 待花盆完全冷却后 将收集 到的 在 冰 箱 内 已 保存 2 3个 月 的 成 熟 的 铁 线 蕨 孢 子 均 匀 播 撒 在 花 盆 土 壤 表 面 盖 上 一 块 玻 璃 或 一 个 大 培 养 皿 既透 光 又 防止 水 分 快 速 蒸 发 花 盆 底 部 浸在 盛 有少 量 自来水 的大培 养皿 或 小 塑料 盘 中 注意保持有 少量 自来水 使花盆 内的土壤一直呈 潮 湿 状 态 3 2 3培养将 花盆置于室 内窗台上 在散射光 下培养 防止 阳光直射 暴晒 室温要保持在 1 8 c c 以 上 培 养 2 3个 月 可 观 察 到 幼 小 的绿 色 片状 配 子 体 培 养 3 4个 月 可 观 察 配 子 体 腹 面 形 成 的精子器 颈 卵器 培养 4 5个 月 可观察到颈卵 器 内合 子 萌 发 形 成 的幼 孢 子 体 可继 续 用 花 盆 在 室内长期培养 长成成熟孢子体 4幼 孢 子体 的 移 栽 与 养 护 当培 养基中的铁线 蕨幼孢 子体长出 3 5个 叶 片后 也 可 移 栽 到花 盆 内 的土 壤 中进 行 长 期 培 养 图 8 1 取 小 花 盆 装 田 园 土或 栽 花 土 到 花 盆 的 2 3 处 灭菌 无 高压灭 菌锅 可用 烧 开 的水 浇 透 防 止 藻 菌 苔 藓 滋 生 从 培 养 基 中 取 3 5棵铁 线 蕨 幼 孢 子 体 为 一 组 可 带 少 许 培 养 基 移 栽 到 花 盆 内的土壤上 轻轻地将 幼孢子 体周 围的土压 实 一 些 将花盆底部坐于盛有适量 自来水 的塑料盆 中 在 室内有光处 培养 由于幼孢 子体 刚从 比较密 封 的器 皿 中 移 出 叶片 比较 幼 嫩 初 期 用 透 明塑 料 袋 或 培 养 皿 罩 住 花 盆 上 部 以 防 幼嫩 的 叶 片 失 水 干枯 待长 出几片新 的叶片后 可取掉塑料袋 但 要保持 花盆底 部塑料 盆 中始终 有适量 的 自来水 使土壤保持潮湿状态 2 将 栽 有 铁 线 蕨 放 的 花 盆 放 在 室 内见 光 处 培 养 冬季室 温不要低 于 1 0 c c 夏季不要 暴晒 室 温 不要高于 3 5 铁线蕨 喜湿喜 钙 平 时始终保持 土壤潮 湿 花盆 最好 每年换土一次 并定期剪掉发 黄或干枯 的叶片 3 室 内培养的铁线蕨 四季 常青 每年均陆续 分 化 产 生 孢 子 囊 和 孢 子 根 状 茎 也 不 断 地 长 出新 叶 实验观察取材方便 囊群盖下面出现黑色斑点 时 说 明 大 部 分 孢 子 已经 成 熟 可 剪 下 羽 片 包 在 纸 中存 放 于 4 冰 箱 内 备 用 如 果 囊 群 盖 已发 黄 并 翻 卷 开 说 明 大 部 分 孢 子 已放 出 竺 塑 塑 堡箜 鲞笙 塑 细胞大小测定及细胞计数实验的教法改进及注意事项术 宋 鹏 郭 秀璞 王 林 生 河 南科 技大学 农学 院 河 南洛 阳4 7 1 0 0 3 摘孽 细胞大小测定及细胞计数实验是细胞生物学的基础实验 在实验过程中经常出现 仪 器损耗 学生对血球计数板 了解不深入 的1 3 题 为 了解决这些问题 通过长期的 实验教 学 从 实验前 中 后 3个阶段提 出改进 方法 并对 实验过程 中的注意事项进行 了阐述 达到充分利用 实验仪 器 资 源 提 高 学 生 学 习主 动 性 的 目的 关键 词 细胞 大小测定 细胞计数 实验教 法改进 中 国图 书分 类 号 Q2 3 3 文献 标 识 码 B 细胞生 物学实验是生物科学和生物技术专业 的一 门重要基础实验课 是加强学生素质教育 培 养学生动手能力的有效手段 也是培养学生创新意 识 培育创新人才的重要途径 细胞大小测定 和细 胞 计 数 2 个 实 验 又是 细胞 生物 学基 础实 验之 一 1 为了更好地掌握基础实验技能 为后续的细胞骨 架 有丝分裂观察等细胞生物学实验和其他课程实 验做好准备 I 大多数高校开设的 细胞生物学实验 都 以这 2个实验作为第 1次实验 同时把这 2个实 验合并 变成一个 3学时的实验 1 传统 的 实验 方 法 细 胞 大 小 测 定 也 称 显 微 测 微 实 验 主 要 是 利 用 目镜 测 微 尺 和 镜 台 测 微 尺 2尺 配合 使 用 对 细 胞 大 小 进 行 测 定 镜 台测 微 尺是 一 种特 制 的载 玻 片 中 央有 一 个 全 长 1 m m 的刻 度 标 尺 将 1 mm 等 分 成 1 0 0个 小 格 每 格 长 度 为 1 0 t x m 用 它来 校 正 标 定 目镜测微尺每小格的长度 目镜测微 尺是一块 可 放 在 目镜 内的 圆形 薄 片 中 央有 刻 度 并 被 分 为 5 0小格 每小格 的长度 随物镜放到倍数 的大小而 变 动 测 量 细 胞 大 小 之 前 预 先 用 镜 台测 微 尺 来标 定某一物镜放大倍数下 目镜 测微尺每小格 所代表 的实际长度 再 以它作为测 量细胞 的尺度 细胞 计 数 实 验 利 用 血 球 计 数 板 进 行 操 作 其 构造 和计数原理是整个实验的关键 血 球计数板 是 由一块 比普通载玻片厚 的特制玻 片制 成 玻 片 中有 4条下凹的槽 构成 3个平 台 中间的平台较 宽 其 中间又被一短横槽 隔为两半 每半边上 面刻 有一个方格网 方格网上刻有 9个大方格 其 中只 有 中间的一个大方格 为计数 室 供计数用 这一大 方格 的长和宽各 为 1 mm 深度为 0 1 m m 其体积 为 0 1 m m 经过恰 当稀释 的细胞悬液 加到血球 计数板的计 数室中 在显微镜下逐格计数 由于计 数室的容积是固定 的 故可将在显微镜下计得的 菌体细胞数 换算成单位体积 的细胞数量 经过此 方 法 可 测 得 样 品 中 细胞 总 和 2 实验 中 出现 的 问 题 在 细 胞 大 小 测 定 实 验 过 程 中 由于 镜 台测 微 尺 上 的 刻度 仅 为 1 mm 与 普 通 载 玻 片 非 常相 似 学 生 经 常遗 失 或损 坏 镜 台测 微 尺 因其 造 价 昂贵 实验室不能频繁购买 以至于仪器数量不 足 学生 几 组 人 轮 流 等 待 使 用 一 个 镜 台 测 微 尺 进 行 实 验 不仅浪费时间 同时也造成课堂秩序混乱 与此 同 主 要 参 考 文 献 1 贺士元 邢其 华 尹祖 棠等 北京 植物 志 上册 北 京 北 京 出 版