黑藻在高中生物实验中的应用

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分类: 实验教学与改进 |
教学问题:最近在一轮复习,很多实验试题认为材料的选择很重要,物质的鉴定等实验需要避免颜色的干扰,有些试题认为黑藻不能用来做质壁分离及复原实验,事实上不仅能做,而且是好材料。黑藻可以在高中生物好几个实验中作实验材料。
借用同行的研究成果和自己的理解对黑藻进行总结整理。
一、黑藻简介
黑藻(Hydrilla verticillata)属于水鳖科,为多年生沉水草本,茎纤细,多分枝,叶3-6枚轮生,无柄。花小,单性,腋生,雄花有2- 3cm的花梗,雌花无梗。果长圆柱形,长约7mm。种子2-6粒,表面有尖刺。由于叶片小而薄,叶肉细胞内叶绿体大而清晰。
喜阳光充足的环境。性喜温暖,耐寒,在15℃-30℃的温度范围内生长良好,越冬不低于4℃。全国各地均有分布,生于海拔1300m以下的池塘、湖泊、河流和水沟中。
黑藻可以从花鸟市场去购买,也可以在水质相对无污染环境中培养。
二、黑藻在实验中的应用
1.用黑藻观察细胞多样性(P25)
黑藻还可以用作观察细胞多样性的材料。黑藻名不副实,其实它不是藻类,是被子植物,可用作观察高等植物细胞的典型材料。制作临时装片,与根尖细胞、血细胞、骨骼肌细胞等比较。最好选取嫩叶,叶薄,有利于观察。
2.用黑藻观察叶绿体(P39)
黑藻也非常适合用来观察叶绿体,在黑藻叶中,叶绿体非常丰富,但在嫩叶,叶绿体数目不多,这对于观察叶绿体和细胞质流动是很有好处的。判断细胞质流动是以叶绿体流动为标志的,因此,也可以顺便观察细胞质流动(浙科版教材要求观察细胞质流动,指导意见不作要求)。
制片非常简便,只要用镊子取一片黑藻嫩叶,放在载玻片上的水滴中,摊平,盖上盖玻片即可做后续实验。要改变环境条件来影响细胞质流动,也不用分组处理。
3.用黑藻观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原(P55)
虽然黑藻叶细胞没有紫色液泡,但并不影响观察质壁分离及质壁分离复原现象,因为其细胞质充满叶绿体,除了液泡外,几乎整个细胞就是绿色的,因此,也能够与外界无色溶液形成对比,分散的叶绿体被挤压在一起,非常容易观察到质壁分离及质壁分离复原现象,同时可以观察到液泡体积的变化,只是无法观察液泡颜色变化。
同行的建议:考虑到蔗糖溶液蒸发后有粘性,我们改用10%左右的氯化钠溶液,万一有液体洒在显微镜上擦拭更容易。
4.用黑藻提取和分离叶绿体色素(P87)
黑藻有大量叶绿体,可以用作提取和分离叶绿体色素实验的材料。先把植株上的水吸干或者将植株放入恒温箱中40-50℃烘干(提取液中水太多会影响后续实验层析的进行)再将其剪成小段,按照教材的实验步骤研磨、提取和分离。
5.用黑藻观察DNA和RNA在细胞中的分布(P16,指导意见不作要求)
甲基绿和派洛宁为碱性染料,它分别能与细胞内的DNA、RNA结合呈现不同颜色。当甲基绿与派洛宁作为混合染料时,甲基绿与染色质中DNA选择性结合显示绿色;派洛宁与核仁、细胞质中的RNA选择性结合显示红色,因为甲基绿易与聚合程度高的DNA结合,而派洛宁则与聚合程度较低的RNA结合。
6.探究环境因素对光合作用强度的影响(P94)
高中阶段在探究环境因素对光合作用强度的影响时,常运用“小圆叶片上浮法”等方法,需要多种材料用具,比较复杂,而且实验耗时较长,一节课往往难以完成。而将黑藻叶片制成临时装片,在显微镜下计数其单位时间放出的气泡数,可以简便快速地完成实验,也能够半定量的研究环境因素对光合作用强弱的影响。
调节显微镜的遮光器,可以控制光照强弱,观察光照强度对光合作用强度的影响。通常学生用内置光源的显微镜在光圈开到最大时,黑藻叶片每分钟约放出3~4个气泡,随着光圈减小,放出气泡的速率不断减慢。