植物气孔之新探

　　摘要：济南版《初中生物学》中，简要介绍了植物气孔的相关知识，设计了简单的观察气孔的实验。同学们在学习后深感生命之神奇，并且就自己的疑惑，在老师的带领进行了深入探究，通过自己设计的实验从宏观上感受气孔的存在;找到了更方便观察的材料——韭菜;观察到了气孔由张开到闭合的动态过程;通过模型制作，直观的演示保卫细胞吸水和失水与气孔张开、闭合之间的关系。

　　关键词：气孔吹气法韭菜模型

　　在植物叶片上分布着由保卫细胞围城的气孔，气孔是植物体进行蒸腾作用散失水分的通道，也是二氧化碳、氧气等气体进出植物体的“门户”。i济南版《初中生物学》中，简要介绍了气孔的相关知识，同学们在学习后深感生命之神奇，但同时也产生了许多疑惑，生物兴趣小组的同学希望进一步深入探究，提出了以下问题：

　　植物论文投稿刊物：《西北植物学报》主要刊载：有关植物遗传育种学、分子生物学、植物基因工程、植物解剖学、植物分类学、植物生理生化、药用植物成分分析，以及植物群落生态学、生物多样性、植被演替、植物区系等基础理论研究方面具有创新性的原始论文、研究简报以及具有较高学术水平的综述论文和反映最新科技成果的快报。读者对象：为国内外有关植物科学的科学研究人员、高等学校教师、研究生以及植物保健品和药品研究开发的相关人员。

　　问题一

　　济南版《初中生物学》教材中设计了实验：用菠菜叶的下表皮制成临时装片，观察保卫细胞与气孔。材料易得，但通过教材上的实验，学生只是从显微镜下看到气孔，没有从宏观上观察到叶片上的气孔，难以建立微观图像与宏观实物之间的联系，真实感不强。

　　问题二

　　教材中观察气孔的实验，选择的材料为菠菜叶下表皮。优点在于材料易得;缺点在于不易撕取，且撕下的表皮上往往带有部分海绵组织的细胞。制成临时装片后，绿色的叶肉细胞易遮盖住表皮细胞和保卫细胞，从而影响观察效果。

　　问题三

　　利用菠菜叶下表皮制成临时装片观察气孔，通常会选择新鲜的菠菜叶，观察到的气孔是张开的;如果要观察到关闭的气孔，就需要选择萎蔫的菠菜叶，但难以撕取下表皮，而且也只是观察到了静态的气孔，并不能观察到气孔张开、闭合的过程。

　　问题四：

　　保卫细胞控制气孔开合的原理是：保卫细胞吸水膨胀，气孔打开;保卫细胞失水，气孔关闭，ii学生对此很难理解。因为通常理解为保卫细胞吸水膨胀后，体积变大，气孔应该是关闭的。

　　为了解决以上问题，兴趣小组的同学们在老师的带领下，开阔思路，求实创新，找到了解决问题的方法：

　　创新一：吹气法、加热法，从宏观上观察气孔

　　将菠菜叶放入水中，从叶柄处向内吹气，可观察到气孔处有气泡溢出;对于不易吹入气体的植物，可采用加热法，即将整个叶片放入热水中，叶内气体受热膨胀，从气孔处溢出。这样便可以从宏观上观察到气泡从气孔处慢慢溢出，要比单纯在显微镜视野下的观察更直观，真实感更强。

　　注意：要选择完整、无破损的菠菜叶，防止气体从破损处溢出;采用加热法观察气孔时，要注意将包括叶柄在内的整片叶全部浸没在热水中，防止气体从叶柄处溢出，使实验现象不明显。

　　创新二：众里寻他千百度，原来“韭菜”更合适

　　用菠菜叶为材料观察下表皮上的气孔，撕下的下表皮山容易带有叶肉细胞，影响观察，为了找到比菠菜更合适的材料，我们尝试了多种植物的叶片，最终发现韭菜叶下表皮容易撕取，而且不容易带有叶肉细胞，保卫细胞和气孔较大，是比菠菜更合适的材料。

　　注意：用新鲜的韭菜叶，其下表皮更易撕取，且撕下的表皮为细长条状，用小刀切取一段，即可用于制作临时装片，非常方便。

　　创新三：一滴生理盐水，“气孔”关上了

　　为了看到动态的气孔开合的过程，我们在盖玻片一侧滴加生理盐水，用吸水纸在对侧吸引，并立即在数码显微镜下观察，便可看到张开的气孔逐渐关闭的动态过程，并且可以记录视频资料。

　　注意：滴加生理盐水后，保卫细胞失水，进而导致气孔关闭的过程较快，需反复练习，非常熟练，才能观察并记录到气孔关闭的过程。

　　创新四：制作模型演示气孔的开合过程

　　保卫细胞吸水膨胀变大，气孔反而是张开的，这个过程理解起来非常困难。我们用气球、加压球制作模型，模拟保卫细胞吸水和失水的过程，可以清晰的看到保卫细胞吸水后，膨胀变大，但由于两侧的膨胀系数不同，最终导致了不只总体积变大了，形状也发生了改变，这样学生就能直观的观察到保卫细胞吸水膨胀与气孔张开之间的关系。我们设计的模型取材方便：用泡沫板模拟韭菜叶下表皮、用气球模拟保卫细胞和气孔吗，而且.用白色气球替换彩色气球并画上绿点表示示叶绿体，更真实。

　　通过对“观察气孔”这个实验的四处创新，解决了学生在学习过程中生成的疑惑：1.通过吹气法和加热法从宏观上看到了气孔，增强了真实感;2.通过观察多种植物的叶片，最终选择了韭菜叶为材料，效果理想;3.添加生理盐水后，观察到了气孔由开到合的过程;4.通过制作模型，直观的观察到保卫细胞吸水，气孔张开;保卫细胞失水，气孔关闭的过程;5.材料上可能有比韭菜叶更合适的材料，还等待着我们继续寻找;6.制作的模型形象、直观。

　　i[1]赵彦修《生物学》七年级上册

　　ii[2]陆时万、徐祥生、沈敏健《植物学》

　　作者：石延龙