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叶绿体观察实验的改进

花匠小妙招
2025-01-17 17:32

1、叶绿体观察实验的改进摘要通过改变叶绿体观察实验的实验材料，以期获得显微镜下较好的叶绿体和气孔观察结果。多种材料比较分析后，以菠菜为实验材料外，补充空心菜、韭菜作为叶绿体观察实验的材料，从而有效提高实验效果。关键词叶绿体；气孔；显微镜；荧光；改进叶绿体是植物细胞中较大的一种细胞器，能发生特有的能量转换。光合作用就是在叶绿体中进行的。由于具有这一重要功能，所以它一直是细胞生物学、遗传学和分子生物学的重要研究对象。在细胞生物学实验教学中，植物叶绿体的观察常常作为重点实验安排，其实验目的是通过普通光学显微镜和荧光显微镜观察叶绿体（及气孔）的形态及自发荧光现象，并熟悉荧光显微镜的使用方法。常采用菠菜作为实验材料进行徒手撕片和切片，再用普通镜和荧光镜观察植物叶绿体及气孔在叶片中的分布、数目、形态及自发荧光现象。但是，经过多次实验发现，以往所采用菠菜材料，对于实验观察有一定限制。首先，菠菜的选取受季节限制，不易制片；其次，虽然其叶绿体个体较大，但不易制片；另外，表皮细胞的气孔的荧光形态不易分辨。最后，要充分了解常见植物的叶绿体，特别是气孔形态，还应该增加单子叶植物的叶绿体观察。本研究以通过比较选

2、取合适的实验材料，从而实现了对叶绿体实验的优化，促进了细胞生物学实验的开展。1、材料与方法1.1材料新鲜蔬菜：菠菜、小白菜、包菜、空心菜、青椒、韭菜（购于中南民族大学工商学院外市场）新鲜花卉：大花蕙兰、芦荟（购于武汉虎泉花卉市场）。1.2试剂NaCl（分析纯）、ddH2O。1.3仪器光学显微镜（宁波永新N-101）、荧光显微镜（江南光电BXS-402）、数码相机（Sonyw35）1.4方法1.4.1叶片徒手切片及撕片将蔬菜及花卉叶片洗净，晾干。用解剖刀和镊子分别进行下表皮细胞撕片和叶肉细胞徒手切片。将已制好的切片和撕片，分别置于已滴加2滴0.35mol/LNaCl溶液的载玻片上，铺展，盖片，标记，备检。11.4.2叶绿体及气孔的显微观察在普通光学显微镜下由低倍到高倍观察叶绿体及气孔数目、分布及形态；再将制好的样片在荧光显微镜下由低倍到高倍进行叶绿体及气孔自发荧光观察。，3用相机拍摄40倍镜下观察结果。2、结果与分析菠菜下表皮撕片制片在显微镜下可清晰观察到气孔和叶绿体结构，在荧光显微镜下叶绿体发红色荧光，数目多，个体较大且成环状排列，但气孔自发荧光现象不明显。在叶肉切片制片中荧光下由于细

3、胞重叠，致使气孔和叶绿体形态不易分辨。（图1）选用菠菜外的其他材料中，小白菜和菠菜结果相似，但其叶绿体个体较菠菜小，不易观察形态。（图2）包菜和空心菜的叶绿体的在普通镜和荧光镜中都十分清楚，但个体偏小且成群分布，对观察有影响；同时包菜气孔只是在普通显微镜下结构清晰，自发荧光现象较弱。（图3、图4）青椒的叶绿体较多，但个体较小，气孔也不是明显，观察效果不佳。（图5）对韭菜通制片观察结果发现：叶肉细胞中叶绿体靠近细胞壁附近排列，在普通光镜和荧光镜下其结构特点都十分清楚。由于是单子叶植物，与菠菜表皮的齿状细胞不同，其表皮细胞大而细长，气孔呈哑铃状排列均匀，轮廓清晰。（图6）选用的花卉类植物叶片中，芦荟的效果较好，其叶绿体较前几种蔬菜大，与菠菜的大小类似，但其分布较菠菜分散一些所以更利于观察。同时其气孔结构在普通和荧光显微镜都十分清晰，比菠菜效果好。（图7）大花惠兰的叶绿体和气孔的观察效果不好。（图8）3、问题与讨论观察效果方面，菠菜外的材料观察中韭菜、空心菜、包菜和芦荟的撕片制片效果都比较好，其中，韭菜的下表皮细胞大而细长，气孔排列均匀，叶绿体分布均匀，形态明显，荧光效果明显，芦荟的叶绿体个

4、体大而分散，有利于结构的观察，其叶绿体和气孔的荧光效果也十分明显；青椒、大花惠兰的效果较差，多次撕片和切片后仍然均无法得到较薄的细胞层，致使观察中细胞重叠，影响叶绿体和气孔的形态、分布观察。制片方面，对于各种蔬菜的下表皮撕片，撕取的同时带有少量叶肉细胞，叶绿体含量相对较少很适合荧光观察；而叶肉细胞叶绿体含量太高，排列过于密集，切片不利于分离观察。观察结果也可以明显看出撕片制片效果优于切片。从制片难度来看，韭菜的叶子平滑且厚实，制作切片时最易；其次是空心菜、菠菜和小白菜；芦荟叶肉质多汁，撕片较易、徒手切片难易度中等。而包菜叶肉虽厚但叶脉粗厚、繁多也不易制片。青椒是肉质果实，有光滑多汁的特点，不易制作切片，而大花惠兰由于叶片组织老，制片也相对困难。从材料成本和来源来看，根据下表（为各材料的年平均市场价格）可知其中韭菜、包菜、小白菜、芦荟和菠菜的价格都较为便宜，其他价格偏高（表1）。就生产季节来说，菠菜、空心菜季节性较强，对实验时间有限制。综合观察效果、制片和材料获得难易三方面来看，韭菜、芦荟是比较理想的实验改进材料。原实验中选用的菠菜为双子叶植物材料，该材料只能反映双子叶植物叶的结构特点、叶绿体及气孔状态，无法了解单子叶植物。所选用的改进材料中韭菜芦荟均为单子叶植物而且观察效果不错，可以填补实验中单子叶植物的空白。双子叶植物的几种材料综合三方面考虑则各有优劣。4结论表1各类实验材料价格综合各个方面特点提出对叶绿体分离及荧光观察实验的改进意见：选用价格便宜、季节性差、制片易、效果好的空心菜和菠菜作为双子叶植物的代表（秋冬季选用菠菜，春夏选用空心菜），另外选用韭菜或芦荟作为单子叶植物的代表。一方面有效地改进了实验效果，另一方面使观察的类型、结构更全面。通过对该实验的改进也将有利于后续实验叶绿体荧光分析的进行。4Reference1杨汉民细胞生物学实验(第二版)高等教育出版社，2006年版2刘慧民，吴宇红，李金荣芦荟（Aloearborenscens）叶片细胞部分超微结构生物电子显微镜技术的观察东北农业大学，2004，35（06）：701-7033汪卫星，李春艳，向素琼，梁国鲁一种观察植物叶绿体数目的新方法西南农业学报，2007，20（1）：168-1704蔡丽敏，董丽叶素荧光技术在园林植物中的应用北方园艺，2007（3）：75-77 -全文完-

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