陈甜甜 王 星 王 颖 陈秉初 陈文荣

（浙江师范大学化学与生命科学学院 浙江金华 321004）

在高中生物学实验中， 洋葱鳞叶是教材普遍选用的实验材料，具有取材方便、液泡较大、颜色较深和便于观察等优点［1］。 但在实际操作中，洋葱的紫色液泡容易撕破， 导致植物细胞质壁分离和复原现象无法观察［2］；同时，由于洋葱内层鳞片颜色较浅，质壁分离及其复原所需要的时间较长，阻碍了实验的进度， 且洋葱强烈的刺激性气味也会影响学生的实验状态。 针对洋葱这种实验材料存在的缺陷，以及现阶段高中生物学教学中“质壁分离实验”选材过于单一的情况，本文选取了校园中常见的茶花（Camellia japonica）和紫玉兰（Magnolia liliiflora）作为质壁分离实验的拓展性材料，并进行质壁分离实验，以期为“观察植物质壁分离”实验挑选更加适合的实验材料。

1 材料与方法

1.1 材料筛选 通过查阅文献，选择木兰科的紫玉兰花瓣和山茶科的茶花花瓣作为质壁分离的实验材料，直接撕取花瓣表皮进行制片、镜检。 对比40 倍物镜下2 种花瓣表皮细胞的液泡大小、细胞结构的清晰程度及质壁分离程度。

1.2 方法

1.2.1 装片制作 用镊子夹取花瓣表皮，放置在滴有清水的载玻片上， 盖上盖玻片， 制成临时装片，并在低倍镜下观察花瓣表皮细胞。

1.2.2 蔗糖溶液处理 用天平分别称量蔗糖并用蒸馏水配制成质量浓度为0.30 g/mL、0.35 g/mL、0.40 g/mL、0.45 g/mL 的蔗糖溶液。 分别用不同浓度的蔗糖溶液处理花瓣表皮临时装片；每个浓度梯度各制作3 个装片，即3 个重复，每个装片选取6个视野，约150 个细胞，先在低倍镜下找到视野，再在40 倍物镜下观察花瓣表皮细胞质壁分离， 并导入至DP Controller 拍照，记录质壁分离的情况。

1.2.3 花瓣含水量测定 采用称重法测量花瓣的含水量，每种材料的花瓣各取3 朵，每朵取花瓣10 片，用赛多利斯（ESA2234S）万分之一精度的天平测量其鲜重，以105℃杀菌1 h，之后放入75℃恒温培养箱烘干至恒重。

1.3 数据处理 用AutoCAD 软件分别计算花瓣表皮细胞和液泡的面积，计算S（液泡）／S（细胞）即B／A 值，用Excel 软件计算不同浓度处理下B／A的平均值和方差。

采用SPSS 软件进行Duncan 检验和单因素方差分析比较不同浓度蔗糖溶液处理下的差异（P＜0.05），最后利用SigmaPlot 制图。

2 结果与分析

2.1 系列浓度蔗糖处理下茶花花瓣质壁分离情况比较40 倍物镜下的茶花花瓣在不同浓度蔗糖溶液中表皮细胞的质壁分离现象（图1，本文附图见封二）， 茶花花瓣表皮细胞的细胞壁清晰可见，形状为多边形， 液泡呈椭圆状或近椭圆状， 颜色鲜红，结构明显；除对照组以外，其他4 组细胞的原生质层和细胞壁均发生分离，且现象明显。 不同浓度的蔗糖溶液对茶花花瓣表皮细胞质壁分离的影响也差异显著，呈现随蔗糖溶液浓度的升高，S（液泡）/S（细胞）即B／A 值下降的趋势，当蔗糖溶液浓度升高至0.45 g／mL 时，B／A 达到最低值22.60%。

2.2 系列浓度蔗糖处理下紫玉兰花瓣质壁分离情况 系列浓度蔗糖处理后紫玉兰花瓣表皮细胞质壁分离情况与茶花相似，在0.30~0.45 g／mL 的浓度范围内，均能引起细胞发生质壁分离现象，且现象明显（图2），但相较于茶花细胞体积更小，呈现紫色,且结构也不如茶花清晰。用不同浓度的蔗糖溶液处理，细胞质壁分离程度差异显著，0.30~0.45 g／mL的浓度范围内，B/A 值范围在34.70～26.87%之间。

3 讨论与结论

理想实验材料的选择是实验成功的重要一步。 根据质壁分离的原理选择具有以下特点的材料能取得较好的实验效果：1）必须是活细胞组织；2）必须是成熟细胞，且具有中央大液泡；3）植物组织应容易撕取，以便获得单层细胞；4）液泡具有色泽鲜艳的天然色素， 以便于观察质壁分离现象［3］。茶花和紫玉兰的花瓣具有以上特点，是质壁分离的好材料。与洋葱表皮相比，茶花和紫玉兰的表皮更容易撕取，且拥有有色液泡，可清楚观察到质壁分离现象。 同时，茶花和紫玉兰是常见植物，分布广泛，取材方便。 虽然对于某一种植物来说，开花受地理、季节等因素的制约，但一年四季有不同的植物开花，所以也可选择其他的植物花瓣，进一步拓展质壁分离的实验材料［3］。

从实验效果分析，不同浓度的蔗糖溶液均能引起茶花花瓣表皮细胞和紫玉兰花瓣表皮细胞发生质壁分离，且现象明显（图1、图2），溶液浓度越高，B/A 值越小，细胞质壁分离程度越大［4］（图1、图2）。 茶花花瓣的B/A 值随浓度变化较大，紫玉兰的变化则相对较小， 这表明茶花花瓣细胞更易受蔗糖溶液浓度的影响。

茶花因其表皮容易撕取， 细胞和液泡大而清晰，质壁分离速度快，更适合研究系列浓度梯度下细胞质壁分离的变化情况， 是优于紫玉兰的实验材料。同时，实验教学中可适当进行耐旱生理方面的拓展，以强化结构与功能相统一的生命观念。