4 2 生物學通報 2 0 1 0年 第 4 5卷 第 1 2期 觀察蕨類生活史的好材料 鐵線蕨 華振 玲 首 都師 范大 學 生 命科 學學院 北 京 1 O O 0 4 8 摘要 鐵 線蕨分布廣泛 容 易培 養 是觀察蕨 類生活史的好材料 將經過低溫處理 4 的 鐵線蕨 成熟孢 子接種到培養基上 在光 照培養箱 中培養 4 5 d左右 孢子 萌發后 長成 配子體 培 養 6 0 d左右 頸 卵器 內的受精 卵萌發 長出幼孢子體 將鐵 線蕨孢子接種到花盆 內的土壤上 在 室 內培養 2 3個月長成 配子體 培養 4 5個月長 出幼孢子體 將培養基上 的幼孢 子體移栽到 花盆土壤 中可在 室內長期培養 四季常青 孢 子囊陸續分化 成熟 關 鍵 詞 鐵 線 蕨 培 養 配子 體 幼孢 子 體 中 國 圖 書分 類 號 Q9 4 文 獻 標識 碼 B 1 孢 子 體 形 態 鐵線蕨 A d i a n t u m c a p i l l u m 的孢子體 即綠色 營養體 為小 型草本植物 多生活于林下或灌叢 旁 多年生 根狀 莖黑色 橫 向生長 被棕 黑色披 針 形 鱗 片 葉叢 生 葉 柄 長 8 2 0 c m 棕 黑 色 光 滑 有光澤 基部生有棕黑色披針形鱗片 葉片卵 狀 三角形 中部 以下二 回羽狀 小羽片斜扇形 基 部 楔狀 上緣斜 圓形 具不規則 淺裂 葉脈 扇形叉 狀分枝 孢子囊群生于小羽片頂端反卷 向葉 的背 面卷 的囊群 蓋 上 囊 群 蓋 圓 腎形或 長 圓形 膜 質 淡 黃綠色 成熟 時褐色 鐵線 蕨分布 于非洲 美 洲 歐 洲 大 洋 洲 和 亞 洲 的 溫 暖 地 區 我 國華 南 華北 西北 云貴 川陜等地 都有生長 是鈣質 土壤 的指 示 植 物 也 是 世界 性 盆 景植 物 公 園 和 室 內常見栽培 全草入藥 清熱解毒 2生 活 史 類型 在 植 物 分 類 系 統 上 鐵 線 蕨 屬 于 蕨 類 植 物 門 P t e r i d o p h y t a 薄囊 蕨 綱 L e p t o s p o r a n g i 0 p s i d a 真 蕨 亞門 F i l i c o p h y t i n a 鐵線蕨 科 A d i a n t a c e a e 鐵 線蕨 屬 Ad i a n t u m 鐵線 蕨的生活史在真 蕨亞 門 具有典型性 從合子 受精 卵 開始至孢子母細胞 減 數分裂前 為孢 子體世代 亦稱無性世 代 細胞 染 色 體 數 目是 雙 倍 的 2 n 從 孢 子 開 始 至 精 子 與 卵 細胞 融合前為配 子體世代 亦稱有性 世代 細 胞 染色體 數 目是 單倍 的 n 生活史 中有 2種獨 立生活 的植物體 即孢子體 2 n 和配子體 n 孢 子體 的形態 構造等性狀 比配子體發達 因此鐵線 蕨 的生活史類型為孢子體 占優勢的異型世代交替 國家 自然科 學基 金資 助 項 目編 號 5 0 8 7 8 1 1 3 I 子 f 配 子 體 世 代 有 性 世 代 自 侉 異 體 減 裂 孢子體世代 無性世代 子 孢 孢子囊 胚胎 圖 1 鐵 線 蕨 的 生 活 里 3鐵 線 蕨 的孢 子 培 養 鐵線蕨 的孢子體為多年生 在我國北方 自然 生長 的鐵線蕨每年為一個 生活周期 葉秋季枯黃 大 多宿存于根 狀莖上 根狀莖在 土壤 中休眠 越 冬 來年春季根狀莖頂端的生長錐進行延伸生長 根 狀 莖 上 的 不 定 芽 萌 發 長 出新 葉 新 葉 在 生 長發 育過程 中 一些小羽片的裂片頂部膜質化并向葉 背 面反卷 形 成長圓形 的囊群蓋 囊群蓋上分化出 多個 孢 子 囊 形 成 孢 子 囊 群 圖 2 本 文 照 片 圖 2 圖 8見封 三 孢子囊 內的孢 子母 細胞 有多個 經過減數分裂產生 四分孢 子 后期分離 孢子四面 體 型 成熟時黃褐色 圖 3 在孢子成熟 時段 孢 子 囊壁 由于環 帶 細胞 的作 用開 裂 孢 子散 出 圖 4 我國北方 自然生長 的鐵線蕨孢子大 多在秋季 2 0 1 0 年 第 4 5卷 第 1 2期 生物學通報 4 3 成 熟 釋放 并 越 冬 來 年 遇 到 適 宜 條 件 萌 發 長 成 配子 體 但 在 北 方 野 外 不 容 易 發 現 蕨 類 植 物 的 配子 體 在 實 驗 室 條 件 下進 行 簡 易 培養 鐵 線 蕨 的 孢 子 則 能 較 容 易 地 萌 發 長 成 配子 體 給 實 驗 觀 察 帶 來 方 便 培 養 方法 如 下 3 1 培 養 基 培 養 3 1 1 培 養 基 配 方 硝 酸 鈣 C a N O 1 g 氯 化 鉀 K C 1 0 2 5 g硫 酸 鎂 M g S O 0 2 5 g 磷 酸 二 氫 鉀 K H P O 0 2 5 g 1 硫 酸 亞 鐵 水 溶 液3 5 滴 瓊脂 1 0 g 3 1 2 培 養 基 配 制 量 取 蒸 餾 水 5 0 0 mL 按 順 序 分 別 溶 解 上 述 試 劑 最 后 用 蒸 餾 水 定 溶 至 1 0 0 0 m L 用 5 氫 氧 化 鈉 f N a O H 調 節 p H 7 3 高 壓 鍋 滅 菌 壓 力 0 1 P 溫 度 1 2 1 o C 時 間 2 0 mi n 滅 菌 完成 后 從 高壓 鍋 中取 出容 器 稍 加 冷 卻 趁 熱 將培養基 分裝到 直徑 9 0 m m 或 1 0 0 mm 的培養 皿 中 蓋好培養皿 的蓋 繼續冷卻 備用 3 1 3 接 種 將 秋 季 收 集 到 的 鐵 線 蕨 成 熟 孢 子 帶 有 成 熟 孢 子 的 葉 片 在 4 冰 箱 內 一 般 家 用 冰箱的冷藏室 保存 2 3個月 以通 過春化作用 將 孢 子從 保 存 的 葉 片 上 刮 下 挑 出囊 群 蓋 碎 片 均勻 地 撒 在 培 養 皿 中 的 培 養 基 表 面E 5 如 培 養 學 生實 驗 課 的 觀 察 材 料 接 種 的 孢子 可 以 不 滅 菌 密度 不 宜 大 蓋 好 培 養 皿 蓋 用 封 口膜 封 口 既透 氣 又避免培養基中的水 分大量蒸發 3 1 4培 養 將 接 好 鐵 線 蕨 孢 子 的 培 養 皿 置 于 光 照 培 養 箱 中培養 培 養 條 件 設 定 為 光 照 強 度 2 5 0 0 3 0 0 0 I x 溫 度 2 5 1 光 暗 比 L D l 4 h 1 0 h 在光照培養箱 內培養 4 5 d左右 即可 觀 察 到 孢 子 萌 發 后 在 培 養 基 表 面 長 成 的 配 子 體 原 葉體 圖 5 培 養 6 0 d左 右 可 觀 察 到原 葉 體 上 有 些 頸 卵 器 內 已受 精 的 合 子 從 原 葉體 腹 面長 出 的幼 孢 子 體 圖 6 圖 7 3 2 土 壤 培 養 3 2 1 土 壤 處 理 取 有 一 定 肥 力 的 土 壤 1 2 k g 農 田土 菜 園土 養花 土均 可 壓 碎 挑 出各 種 雜物 取小花盆 裝人壓碎 的細土至花 盆深度 的 2 3左 右 整 平 壓 實 用 自來 水 浸 濕 花 盆 土 呈 濕 潤狀態 不要 有 積水 高壓 滅 菌 壓 力 0 1 P 溫 度 1 2 1 時 間 3 0 m i n 防止 在 孢 子 培 養 過 程 中 藻類 菌類和苔蘚的污染 如僅培養學生實驗課 的 觀察材料 又不具備 滅菌條 件 也可 以不滅菌 但 最 好 用 開 水 澆 透 3 2 2 接種 待花盆完全冷卻后 將收集 到的 在 冰 箱 內 已 保存 2 3個 月 的 成 熟 的 鐵 線 蕨 孢 子 均 勻 播 撒 在 花 盆 土 壤 表 面 蓋 上 一 塊 玻 璃 或 一 個 大 培 養 皿 既透 光 又 防止 水 分 快 速 蒸 發 花 盆 底 部 浸在 盛 有少 量 自來水 的大培 養皿 或 小 塑料 盤 中 注意保持有 少量 自來水 使花盆 內的土壤一直呈 潮 濕 狀 態 3 2 3培養將 花盆置于室 內窗臺上 在散射光 下培養 防止 陽光直射 暴曬 室溫要保持在 1 8 c c 以 上 培 養 2 3個 月 可 觀 察 到 幼 小 的綠 色 片狀 配 子 體 培 養 3 4個 月 可 觀 察 配 子 體 腹 面 形 成 的精子器 頸 卵器 培養 4 5個 月 可觀察到頸卵 器 內合 子 萌 發 形 成 的幼 孢 子 體 可繼 續 用 花 盆 在 室內長期培養 長成成熟孢子體 4幼 孢 子體 的 移 栽 與 養 護 當培 養基中的鐵線 蕨幼孢 子體長出 3 5個 葉 片后 也 可 移 栽 到花 盆 內 的土 壤 中進 行 長 期 培 養 圖 8 1 取 小 花 盆 裝 田 園 土或 栽 花 土 到 花 盆 的 2 3 處 滅菌 無 高壓滅 菌鍋 可用 燒 開 的水 澆 透 防 止 藻 菌 苔 蘚 滋 生 從 培 養 基 中 取 3 5棵鐵 線 蕨 幼 孢 子 體 為 一 組 可 帶 少 許 培 養 基 移 栽 到 花 盆 內的土壤上 輕輕地將 幼孢子 體周 圍的土壓 實 一 些 將花盆底部坐于盛有適量 自來水 的塑料盆 中 在 室內有光處 培養 由于幼孢 子體 剛從 比較密 封 的器 皿 中 移 出 葉片 比較 幼 嫩 初 期 用 透 明塑 料 袋 或 培 養 皿 罩 住 花 盆 上 部 以 防 幼嫩 的 葉 片 失 水 干枯 待長 出幾片新 的葉片后 可取掉塑料袋 但 要保持 花盆底 部塑料 盆 中始終 有適量 的 自來水 使土壤保持潮濕狀態 2 將 栽 有 鐵 線 蕨 放 的 花 盆 放 在 室 內見 光 處 培 養 冬季室 溫不要低 于 1 0 c c 夏季不要 暴曬 室 溫 不要高于 3 5 鐵線蕨 喜濕喜 鈣 平 時始終保持 土壤潮 濕 花盆 最好 每年換土一次 并定期剪掉發 黃或干枯 的葉片 3 室 內培養的鐵線蕨 四季 常青 每年均陸續 分 化 產 生 孢 子 囊 和 孢 子 根 狀 莖 也 不 斷 地 長 出新 葉 實驗觀察取材方便 囊群蓋下面出現黑色斑點 時 說 明 大 部 分 孢 子 已經 成 熟 可 剪 下 羽 片 包 在 紙 中存 放 于 4 冰 箱 內 備 用 如 果 囊 群 蓋 已發 黃 并 翻 卷 開 說 明 大 部 分 孢 子 已放 出 竺 塑 塑 堡箜 鲞笙 塑 細胞大小測定及細胞計數實驗的教法改進及注意事項術 宋 鵬 郭 秀璞 王 林 生 河 南科 技大學 農學 院 河 南洛 陽4 7 1 0 0 3 摘孽 細胞大小測定及細胞計數實驗是細胞生物學的基礎實驗 在實驗過程中經常出現 儀 器損耗 學生對血球計數板 了解不深入 的1 3 題 為 了解決這些問題 通過長期的 實驗教 學 從 實驗前 中 后 3個階段提 出改進 方法 并對 實驗過程 中的注意事項進行 了闡述 達到充分利用 實驗儀 器 資 源 提 高 學 生 學 習主 動 性 的 目的 關鍵 詞 細胞 大小測定 細胞計數 實驗教 法改進 中 國圖 書分 類 號 Q2 3 3 文獻 標 識 碼 B 細胞生 物學實驗是生物科學和生物技術專業 的一 門重要基礎實驗課 是加強學生素質教育 培 養學生動手能力的有效手段 也是培養學生創新意 識 培育創新人才的重要途徑 細胞大小測定 和細 胞 計 數 2 個 實 驗 又是 細胞 生物 學基 礎實 驗之 一 1 為了更好地掌握基礎實驗技能 為后續的細胞骨 架 有絲分裂觀察等細胞生物學實驗和其他課程實 驗做好準備 I 大多數高校開設的 細胞生物學實驗 都 以這 2個實驗作為第 1次實驗 同時把這 2個實 驗合并 變成一個 3學時的實驗 1 傳統 的 實驗 方 法 細 胞 大 小 測 定 也 稱 顯 微 測 微 實 驗 主 要 是 利 用 目鏡 測 微 尺 和 鏡 臺 測 微 尺 2尺 配合 使 用 對 細 胞 大 小 進 行 測 定 鏡 臺測 微 尺是 一 種特 制 的載 玻 片 中 央有 一 個 全 長 1 m m 的刻 度 標 尺 將 1 mm 等 分 成 1 0 0個 小 格 每 格 長 度 為 1 0 t x m 用 它來 校 正 標 定 目鏡測微尺每小格的長度 目鏡測微 尺是一塊 可 放 在 目鏡 內的 圓形 薄 片 中 央有 刻 度 并 被 分 為 5 0小格 每小格 的長度 隨物鏡放到倍數 的大小而 變 動 測 量 細 胞 大 小 之 前 預 先 用 鏡 臺測 微 尺 來標 定某一物鏡放大倍數下 目鏡 測微尺每小格 所代表 的實際長度 再 以它作為測 量細胞 的尺度 細胞 計 數 實 驗 利 用 血 球 計 數 板 進 行 操 作 其 構造 和計數原理是整個實驗的關鍵 血 球計數板 是 由一塊 比普通載玻片厚 的特制玻 片制 成 玻 片 中有 4條下凹的槽 構成 3個平 臺 中間的平臺較 寬 其 中間又被一短橫槽 隔為兩半 每半邊上 面刻 有一個方格網 方格網上刻有 9個大方格 其 中只 有 中間的一個大方格 為計數 室 供計數用 這一大 方格 的長和寬各 為 1 mm 深度為 0 1 m m 其體積 為 0 1 m m 經過恰 當稀釋 的細胞懸液 加到血球 計數板的計 數室中 在顯微鏡下逐格計數 由于計 數室的容積是固定 的 故可將在顯微鏡下計得的 菌體細胞數 換算成單位體積 的細胞數量 經過此 方 法 可 測 得 樣 品 中 細胞 總 和 2 實驗 中 出現 的 問 題 在 細 胞 大 小 測 定 實 驗 過 程 中 由于 鏡 臺測 微 尺 上 的 刻度 僅 為 1 mm 與 普 通 載 玻 片 非 常相 似 學 生 經 常遺 失 或損 壞 鏡 臺測 微 尺 因其 造 價 昂貴 實驗室不能頻繁購買 以至于儀器數量不 足 學生 幾 組 人 輪 流 等 待 使 用 一 個 鏡 臺 測 微 尺 進 行 實 驗 不僅浪費時間 同時也造成課堂秩序混亂 與此 同 主 要 參 考 文 獻 1 賀士元 邢其 華 尹祖 棠等 北京 植物 志 上冊 北 京 北 京 出 版