生命科学工作室
材料:阳生植物(香樟)、阴生植物(绿萝)
药品:中性树胶、透明指甲油
用具:显微镜、载玻片、盖玻片、两面黏性透明胶带
操作步骤
临时装片的制备
为防止气孔变形,采用印迹法制片。从每份标本上选取3片健康、成熟的叶片(较大且无虫叮咬痕迹),用净纱布轻轻擦拭其下表皮灰尘,然后在下表皮中部靠近主脉的两侧快速涂上一层薄薄的透明指甲油,约1~1.5cm2,待其风干结成膜后,用贴有两面黏性透明胶带的载玻片压在叶片上,然后轻轻剥下叶片,即把所有叶表皮上的指甲油膜粘在透明胶带上,制成表皮印迹后的载玻片用中性树胶封片,制成临时装片,于数码图像显微镜下进行观测。
测定气孔数目及密度
将临时装片置于显微镜下计算视野中气孔的数目(用低倍镜还是用高倍镜,决定于表皮上气孔的数目),移动装片,在表皮的不同部位进行6次计数,求其平均值。随后用物镜测微尺量得视野的直径,则半径r为已知,按公式S=πγ2(S为视野面积)计算视野面积,用视野中气孔的平均数/视野面积,即可求出气孔的密度,以“气孔数/mm2”表示。
注意事项
待指甲油全干后再进行下一步操作,更容易剥下指甲油层。
结果与讨论
结果表明(以活动前科技辅导员自身实验为例),香樟叶片的平均气孔数量为104个(见图1),而绿萝叶片的平均气孔数量为10个(见图2);则香樟的气孔密度为452.16个/mm2,而绿萝的气孔密度为38.23个/mm2。因此,在叶片气孔数量和气孔密度上,阳生植物香樟比阴生植物绿萝多。
叶片上气孔结构的差异反映了植物对不同光照环境的适应。究其原因,叶片是植物进行光合作用的主要场所,阳生植物和阴生植物是对光的需求不同而形成的不同生态类型。阳生植物耐阴性很差,当光照强度减少到全光照的75%时,就生长不良,而阴生植物在光照强度为5%~20%下也能生长旺盛。阳生植物和阴生植物在叶片的结构上也存在很大差异,阳生植物叶表皮细胞较小,排列紧密,气孔常小而密集,而阴生植物叶角质层较薄,气孔数较少,细胞间隙较大。
本次探究实验有助于青少年通过实证的方法,相对照,互比较,重鉴别,从叶片结构上了解典型阳生植物和阴生植物的差异,初步学会从现象到本质、从宏观到微观认识自然界的事物。就像科学家一样,青少年在上述探究中尝试运用了科学归纳的方法——尽管还很稚嫩,但方向却是正确的。