黄豆芽在植物学实验教学中的应用*

李春妹 石祥刚 刘蔚秋 刘 莹 凡 强

（1 中山大学生命科学学院 广东广州 510275 2 中山大学生态学院 广东广州 510006）

植物学实验是高等院校生物类各专业的一门重要基础实践性课程，作为植物学理论课的延伸，其根本目标是通过实验课学习，加深学生对植物形态解剖及系统分类主要内容的理解和掌握，同时培养学生的动手能力和创新能力。在植物学实验的形态解剖部分，主要通过观察植物细胞、组织、器官的结构特征，进而理解其结构与功能、系统与演化等内容。植物的形态和结构特征一般采用永久切片或新鲜材料制作临时切片进行观察。利用新鲜材料制作临时装片操作简单、制片迅速，能观察到新鲜材料组织的自然色泽和活体细胞的结构状态，同时提高学生的动手操作能力，从而充分调动学生的积极性和主动性。再者，同一个材料观察到多个实验内容，既可提高实验效率，同时也有利于学生对理论知识相互联系的理解。因此，新鲜实验材料的选择是提升实验课教学效果的重要因素之一[1]，在培养和提高学生的实验技能及终身学习能力方面的作用不可或缺。本文结合中山大学植物学实验的教学特点，以黄豆芽为实验材料，详细说明其取材部位和相关实验内容。

1 植物器官的观察

大豆为子叶出土类幼苗，种子萌发时，胚根冲破种皮，形成主根后，下胚轴迅速发育伸长将上胚轴、子叶和胚芽一起推出（图1a）。将购买的黄豆芽进行水培，待上胚轴生长到一定长度后，利用徒手切片法，对根、下胚轴和上胚轴进行连续切片，并按从根到上胚轴的顺序制作水藏玻片，在显微镜下观察维管组织系统的变化（图1b、图1c、图1d、图1e、图1g、图1h）。

图1 黄豆芽的解剖图

1.1 根的初生结构观察 在显微镜下观察根横切面结构（图1b、图1c）：最外1 层为表皮细胞；皮层位于表皮和维管柱之间，占据较大比例，皮层薄壁细胞排列疏松，具明显胞间隙，皮层最内层细胞排列紧密，无胞间隙，为内皮层，具明显的凯氏点；内皮层以内为维管柱，中柱鞘1 层细胞，紧连内皮层。根具4 束木质部，为四原型。初生木质部由外向内呈向心式成熟，为外始式发育。初生韧皮部与初生木质部相间排列，其发育方式也是外始式。

1.2 胚轴结构观察 下胚轴为根与茎的过渡区域。在显微镜下观察下胚轴横切面结构（图1d、图1e）：最外1 层为表皮细胞；皮层位于表皮内方，与根相似，皮层面积比例较大，主要由薄壁组织组成，细胞排列疏松，具胞间隙；皮层以内为维管柱，维管柱与根相比，明显增粗。维管束包括初生韧皮部和初生木质部，初生木质部和初生韧皮部的发育方式为外始式。中央具髓。上胚轴已形成典型茎的初生结构，皮层比例较小，维管束围绕髓部呈环状分布，显著增粗，占整个横切面的大部分比例。初生木质部的发育方式与根相反，为内始式，初生韧皮部的发育方式与根相同，为外始式。维管柱中央具髓，髓部细胞薄壁，排列疏松。

2 植物组织的观察

2.1 输导组织的观察 截取一段黄豆芽的下胚轴，纵切，取其一半置于载玻片的水滴中，使用镊子的宽面端按压，尽可能压平，盖上盖玻片，镜检可见5 种导管类型（图1f）：环纹导管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管和孔纹导管。注意个别材料孔纹导管不明显，应多观察几个样品。

2.2 保护组织的观察 取黄豆芽的幼叶，在解剖镜下取一小块制作水藏玻片，镜检可见2 种表皮毛（图1i）：单细胞表皮毛和多细胞表皮毛。2 种表皮毛不需要经过特殊的染色，可明显观察到细胞核，甚至可观察到核仁。

3 黄豆芽选为实验材料的优势

植物学实验教学中，主要利用有限的植物材料，探究植物结构的细节而见微知著，触类旁通。在组织和器官的实验课上，传统上常采用南瓜茎纵切和横切等永久玻片进行显微观察[2-4]，实验过程重观察而轻实操，因此，实验课上适当增选新鲜材料，可弥补学生动手操作训练不足、趣味性不高等问题，有效提高课堂效果。考虑到实验教学的特点，新鲜实验材料应该具备目标结构典型、易于操作、便于观察、容易获取且成本低等优势。黄豆芽作为一种南方和北方常见的蔬菜，容易购买，且价格低廉；黄豆芽的硬度合适，适合做徒手切片和压片，操作简单，无需经过特殊染色，细胞和组织特征明显，可同时观察到多个结构特征，亦可用于观察根与茎转变区维管组织的变化等内容。通过增加学生熟悉的黄豆芽作为实验材料，教学贴近生活，学生自己制片观察到目标结构，在实际操作中深刻体会到了结构的重要性，学习过程变被动为主动，能学以致用，更易获得成就感，从而有效提高学生学习的积极性，激发研究兴趣，增加学生解决实际问题的综合能力。