观察植物表皮结构实验的探讨

马三梅， 王永飞

(暨南大学 生物工程学系, 广州 510632)

观察植物表皮结构实验的探讨

马三梅， 王永飞

(暨南大学 生物工程学系, 广州 510632)

在观察植物表皮实验的教学中，培养学生的创新能力，增加创新性的实验是对教师的一个挑战。在这个实验的教学中，通过置换实验材料，改变观察部位两种方法，对常用实验材料进行了进一步的观察，发现芹菜是一种非常优良的植物学实验材料，可以观察到厚角组织、气孔和纹孔的存在。在芹菜叶轴部位的上表皮同时具有气孔和纹孔的存在，而且观察效果非常好。采用置换实验材料，改变观察部位可以对生物科学基础性实验进行一些改良，增加传统实验的创新性。

置换实验材料；改变观察部位；芹菜；叶轴；纹孔

生物科学专业有一门基础课是：植物生物学实验。在传统的植物生物学实验中，观察植物的形态和内部结构一般采用新鲜材料的临时制片或者一些永久制片来观察。例如观察植物表皮上的气孔和纹孔大多采用观察临时制片[1-4]。观察气孔一般采用肉质叶植物叶片的下表皮。北方有人利用玉树等植物，南方一般利用水鬼蕉等。观察植物纹孔一般利用红辣椒果实的外果皮和内果皮。观察植物的气孔和纹孔的两次实验，会给学生一个印象，气孔和纹孔应该是不能同时出现在同一个植物的表皮上，所以，在实验课上采用了两种实验材料。那么，气孔和纹孔是否能够同时出现在同一个植物的表皮上呢？

我们在观察芹菜的厚角组织实验过程中，观察了芹菜叶柄不同部位的表皮，发现叶轴的上表皮具有非常清晰的保卫细胞和纹孔，胞间连丝贯穿在纹孔中。由于没有染色，胞间连丝观察不明显。普通表皮细胞有不规则的四边形、五边形等。采用一个实验材料就可以观察到两种结构，就减少了制片的次数，节省了时间。而且证实了，气孔和纹孔是否能够同时出现在同一个植物的表皮上。下面详细说明取材部位和观察结果。

取材部位：临近叶片顶端3片小叶下边叶轴凹陷处的表皮，如图1所示。其实就是叶轴的上表皮。

制片方法：在芹菜叶轴部位的上表皮，用刀片切一个口，使用镊子拉住表皮，撕下一块，放到载玻片的水滴中，盖上盖玻片，就可以直接观察。显微镜下的图片如图3所示。在这张图片上，可以观察到半圆形的保卫细胞，以及它们环绕形成的缝隙。在周围的普通表皮细胞，可以观察到非常明显的小孔，这些小孔就是纹孔(图2)。纹孔中有胞间连丝通过。只是颜色和细胞质颜色相同，在没有染色的临时制片上并不清晰。

图1芹菜的取材部位Fig1Viewingplaceofcelery图2芹菜叶轴上表皮的纹孔Fig2Thepitontheupperepidermisofceleryrachis

图3芹菜叶轴上表皮的纹孔和保卫细胞

Fig 3 The pit and guard cells on the upper epidermis of celery rachis

注意事项：不能取总叶柄的上表皮。因为在总叶柄的表皮，观察到的大多是普通表皮细胞和保卫细胞，纹孔的分布非常稀少。

在传统观察表皮和纹孔的实验中，增加一个实验材料，改变一下观察部位，就可以让学生观察到各种不同的纹孔。红辣椒内果皮上的纹孔是密密麻麻的，很像动物的大肠。芹菜的纹孔是非常稀疏的，但孔更大一些，而且上面还有保卫细胞围绕形成的气孔。观察到这些不同的纹孔以及表皮上的气孔，也是非常开眼界的，更容易体会到不同生物表皮特征的多样性。

芹菜作为一种南方和北方都很常见的蔬菜, 同时也是一个非常优良的实验材料。植物生物学实验室一般利用芹菜作为观察厚角组织的材料。我们利用它叶轴的上表皮作为观察表皮和纹孔的实验材料, 制片方法简单, 一个实验，可以观察到两种结构。和以往利用两种实验材料相比，节省了时间，也节省了实验材料，效果非常明显。芹菜在植物学教学实验中更适合作为观察植物表皮和纹孔、保卫细胞的材料，可以利用芹菜来增加实验课的有趣性和吸引力。

由于生物科学专业的基础课植物生物学实验大多采用显微镜观察，学生感觉比较枯燥。利用发展史中渗透出的科学研究方法，可以改进传统的观察性实验[5-10]。在实验的过程中，通过置换实验材料，更改观察部位，发现这些令人意外的结果，反而让植物生物学实验课对学生更加有吸引力。同时，我们鼓励学生自己带实验材料到实验室来观察，对传统的实验进行改良。通过对植物生物学实验的改良，让学生观察多样化的植物结构，使传统的实验更加有吸引力。这些尝试同时使本科生亲身体会到置换实验材料，更改观察部位的效果，从而掌握求异的思维方法，提高创新的能力。

致谢：本文的图片2和图片3分别由2015级本科生郑杰、刘超予同学提供，在此致谢！

[1]刘 虹，金松恒. 植物学实验 [M]. 武汉: 华中科技大学出版社，2014: 46.

[2]王英典，刘 宁. 植物生物学实验指导 [M]. 北京: 高等教育出版社，2001: 2-3.

[3]赵遵田，苗明升. 植物学实验教程 [M]. 北京: 科学出版社，2004: 23.

[4]马三梅. 观察植物细胞壁上初生纹孔场教学实验技术的改进[J]. 植物生理学通讯, 2010, 46(3): 261-262.

[5]莫日根,邢万金,范丽菲，等. 科学史引导的分子生物学教学架构和实践[J]. 生物学杂志, 2016, 33(5): 112-116.

[6]张秀玲, 符爱云, 李 妍，等. 高校植物学创新实践教学体系的构建与实践[J]. 生物学杂志, 2016, 33 (4): 122-124.

[7]郭新红, 何晓晓, 周 苹，等. 生物技术专业实验教学改革与实践[J]. 生物学杂志, 2015，32 (5): 111-113.

[8]马文生，栗孟飞，孙 萍，等. PBL结合开放性实验教学模式在植物组织培养教学中的应用[J]. 生物学杂志, 2015, 32 (5): 104-107.

[9]刘 阳，董树刚. 植物生理学实验中溶液培养研究性实验的建立研究[J]. 生物学杂志, 2015, 32 (1): 107-109.

[10]孟建宇，张 峰，陶 羽，等. 微生物学实践课程改革与学生创新能力的培养[J]. 生物学杂志, 2015, 32 (1): 103-106.

Preliminarystudyontheexperimentofviewingepidermis

MA San-mei， WANG Yong-fei

(Department of Biotechnology, Jinan University, Guangzhou 510632, China)

How to improve the student′s creativity and increase the number of innovative experiment in usual experiment of viewing the epidermis in plant science is a big challenge for most teachers. We viewed the different place of usual experimental material. It was found that celery is a good material for viewing collenchymas, stoma and pit. Stoma and pit can be found in the upper epidermis of rachis. Replacement of the experimental material and change of observing place can be used to improve the elemental experiment. Replacement of the experimental material and change of observing place can add the innovation of elemental experiment.

replacement of the experimental material; change of observing place; celery; rachis; pit

2016-10-27；

2016-11-01

暨南大学教改项目资助(No.55610168)

马三梅，博士，副教授，研究方向为植物学，E-mail:msmwdw@163.com

王永飞，博士，教授，研究方向为植物学，E-mail:wyfmsm@163.com

10.3969/j.issn.2095-1736.2017.06.108

Q94-3

C

2095-1736(2017)06-0108-02