彰 化 縣 第 5 7 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會

作 品 說 明 書

科 別：生 物

組 別：國中組

作品名稱 :嗨！玫寶寶

～深入探討玫瑰花的各種形態構造及特徵

關 鍵 詞：玫瑰花、花粉萌發、酸鹼指示劑

編 號： 國中生物 005

目錄

摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1

壹、研究動機 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1

貳、研究目的 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1

參、研究設備及器材 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2

一、研究器材 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 2

二、花卉 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3

肆、研究方法及步驟 -------------------------------------------------------------------------------------------- 4

一、探討玫瑰的形態特徵 ------------------------------------------------------------------------------- 4

二、探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響-------------------------------------------------------4

三、製作天然的酸鹼指示劑------------------------------------------------------------------------------5

四、探討氣孔在葉片的分布情形-----------------------------------------------------------------------6

五、探討蒸散作用的快慢---------------------------------------------------------------------------------7

伍、研究結果 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8

陸、討論 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 24

柒、結論 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 27

捌、參考資料及其它 -------------------------------------------------------------------------------------------- 27

1

摘要

本研究以玫瑰花為主題，利用它嘗試將國中生物課與植物相關的實驗做更進一步的探

討。本組除了深入觀察玫瑰的形態構造，亦探討它的各種生物作用，並將隱藏於花瓣內的雄

蕊，取其花粉來觀察。研究發現：當蔗糖溶液控制在 20℃、蔗糖濃度 15%的條件下，放置 30

分鐘即可看到明顯的花粉管，但若是蔗糖濃度低於 10％，花粉則容易因滲透作用發生破裂。

花瓣只要加水即可輕易萃取花青素，可用來作為酸鹼指示劑﹔利用指甲油塗抹在葉的上、下

表皮，本組發現下表皮氣孔、保衛細胞、表皮細胞數量皆多於上表皮，但下表皮細胞的面積

都較小；而葉片的面積愈大，氣孔的分布密度則愈小。另外本組也證實：除了葉以外，光照

及環境溫度高也會使葉的蒸散速率增加。

壹、研究動機

在國一下自然與生物科技（4-1 植物的運輸構造）時有教到可以用紅墨水將植物的維管束

染色以便觀察；老師也有帶著我們觀察葉的下表皮氣孔分佈；且在國小就有老師教我們萃取

植物的花的花青素來製作酸鹼指示劑；而且常聽人家說情人節時要送玫瑰花，因此本組便想

要利用玫瑰花作為本實驗的植物，拿玫瑰花做酸鹼指示劑，並切開其維管束構造做觀察；本

組並試著改變其蔗糖濃度，測試是否會改變它的花粉萌發量，並想比較玫瑰花的花瓣之下表

皮的氣孔數量。本組希望利用所學的生物實驗及知識來完成實驗並將實驗及知識再延伸探討。

貳、研究目的

一、依國中生物課所學實驗，延伸探討玫瑰的各種形態特徵

二、對玫瑰的各項實驗如下

(一) 將其維管束染色並切開觀察 (以便觀察型態)

(二) 改變實驗中蔗糖濃度 (比較花粉萌發量)

(三) 製作酸鹼指示劑

(四) 探討氣孔在葉片的分布情形 (觀察葉面型態)

(五) 探討蒸散作用的快慢 (觀察其性質)

2

參、研究器材

圖 1 酒精 圖 2 複式顯微鏡 圖 3 蔗糖 圖 4 蒸餾水

圖 5 凡士林 圖 6 濾紙 圖 7 檸檬酸 圖 8 鑷子

圖 9 美工刀 圖 10 玻璃紙 圖 11 30 公分尺 圖 12 pH 計

圖 13 鹽酸 圖 14 透明指甲油 圖 15 膠帶 圖 16 棉花棒

3

圖 17 吹風機 圖 18 保鮮膜 圖 19 紅墨水 圖 20 氫氧化鈉

圖 21 廣用試紙 圖 22 剪刀 圖 23 小蘇打粉 圖 24 玫瑰花

4

肆、研究方法及步驟

一、探討玫瑰的形態特徵

(一) 到圖書館及上網查閱玫瑰的資料。

(二) 到花店買玫瑰，隨機取樣取 20 棵量莖的高度。

(三) 觀察根、莖、葉、花、果實、種子的特徵，並用相機或數位顯微鏡拍照、紀錄。

(四) 切下二段玫瑰的枝條，一枝放於水中，一枝放於紅墨水中，經過兩天，觀察外部變化，

並將莖做橫切及縱切，觀察其維管束。

二、探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

(一)顯微鏡觀察花粉型態並用顯微測微器測量花粉大小

(二)探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

1.用用電子秤秤取 0 克、0.5 克、1.0 克、1.5 克、2.0 克、2.5 克重的蔗糖。

2..依序倒入標有 0％、5％、10％、15％、20％、25％蔗糖溶液的試管中。

3.用量筒量出 10.0、9.5、9.0、8.5、8.0、7.5 公克重的蒸餾水，並分別依序倒入標有 0％、

5％、10％、15％、20％、25％蔗糖溶液的試管中再用玻棒攪拌至完全溶解。（圖 25）。

4.用滴管吸取 0％、5％、10％、15％、20％、25％的蔗糖液並依序滴在標有 0％、5％、

10％、15％、20％、25％的懸滴式玻片上。

5.用解剖針沾取花粉，並分別將其懸滴置於上述的玻片中，蓋上蓋玻片、並在兩玻片接

縫處用凡士林塗封片（圖 25、圖 26、圖 27），以防止水分蒸散影響溶液濃度。

圖 25：濃度 0%,5%,10%,15%,20%,25%的蔗糖溶液

圖 26：棉花棒和凡士林

圖 27： 0%,5%,10%,15%,20%,25%濃度的玻片

5

6.將蔗糖溶液放入恆溫培養箱，使溫度維持在 20℃。

7.於 0 分、30 分、60 分鐘時觀察各組的萌發情形，計算其

萌發率及拍照。

三、製作天然的酸鹼指示劑

(一)直接萃取花青素

1.準備以下 11 種溶液各 50ml：鹽酸、檸檬酸、工研醋、汽

水、酒精、蔗糖液、水、小蘇打、肥皂水、石灰水、氫氧

化鈉。

2.用 pH meter 測量 11 種溶液的 pH 值。

3.將 10 朵玫瑰花的花瓣與 10ml 的水置入研砵內，用杵將花瓣搗碎。

4 平均分配於 11 個錶玻璃上。

5.分別滴入以上 11 種溶液，觀察其顏色變化。

(二)隔水加熱萃取花青素

1.將 10 朵玫瑰花的花瓣與 10ml 的水置入研砵內，用杵將花瓣搗碎。

2.隔水加熱萃取花青素（圖 28）。

3.平均分配於 11 個錶玻璃上。

4.分別滴入以上 11 種溶液，觀察其顏色變化。

(三)製作花青素酸鹼試紙

1.將 20 朵玫瑰花的花瓣與 10ml 的水置入研砵內，用杵將花瓣搗碎。

2.將濾紙把它剪成長條狀（圖 29），共 11 條。

3.將花青素溶液過濾（圖 30），取濾液。

4.將剪好的濾紙放到花青素濾液中（圖 31），泡 20 分鐘後，取出放到桌上用吹風機吹乾

（圖 32）。

5.分別將 11 種溶液各滴 2 滴在濾紙上，觀察其顏色變化。

圖 28：隔水加熱萃取花青素

6

圖 29：將濾紙剪成長條狀 圖 30：過濾花瓣水

圖 31：將濾紙沾上花瓣水 圖 32：用吹風機吹乾濾紙

四、探討氣孔在葉片的分布情形

(一)玫瑰花的表皮組織取樣

1.取三株高度相同的玫瑰花，每株取樣八片（由上到下共 4 對葉片）。

2.清理葉片上的灰塵並擦乾。

3.在葉片上、下表皮塗上指甲油，靜待十分鐘。

4.待指甲油乾燥後，用膠帶將乾燥的指甲油薄片撕下。

(二)觀察玫瑰花日日春的葉的表皮組織

1.在複式顯微鏡下，以倍率 60 倍或 250 倍，找尋欲觀察區域。

2.在 1000 倍下，拍照，並用電腦的影像分析軟體計算表皮細胞與保衛細胞面積，以及氣

孔在上下表皮的分布情形。

7

(三)觀察玫瑰的莖表皮組織

1.在莖表皮塗上指甲油，靜待十分鐘。

2.待指甲油乾燥後，用膠帶將乾燥的指甲油薄片撕下。

3.在複式顯微鏡下，觀察表皮細胞與保衛細胞。

五、探討蒸散作用的快慢

1.摘取四株玫瑰花的莖（長度、粗細、葉片數皆相同），編號為甲、乙、丙、丁。

2.各放入 10ml 的量筒內，加入水至 10ml（莖的底部在 1ml 處）。

3.用保鮮膜及凡士林將量筒頂端與莖之間的縫隙補好（避免水從液面蒸發）。

4.將四個量筒裝入燒杯內（避免打翻）。

5.甲株葉片未做任何處理，乙株上表皮塗凡士林，丙株下表皮塗凡士林，丁株上、下表

皮皆塗凡士林。

6.放至陽光下，每 20 分鐘觀察一次各水位的變化。

7.同樣的步驟 1~5，四株放於教室內，四株放於陰暗處，每 20 分鐘觀察一次各水位的變

化。

8

伍、研究結果

一、探討玫瑰的形態特徵

(一)玫瑰的科學分類：

植物界 Plantae，被子植物 Angiosperms，真雙子葉植物 Eudicots，

薔薇類植物 Rosids，薔薇目 Rosales，薔薇科 Rosaceae，薔薇屬 Rosa

薔薇亞屬 R. subg. Rosa，桂味組 R. sect.Cinnamomeae，

宿萼大葉系 R. ser.Cinnamomeae，玫瑰 R. rugosa

(二)名稱：

1.學名：Rosa rugosa

2.英名：rose

3.別名：薔薇、月季、徘徊花

(三)原產地：中國華北地區、日本和朝鮮

(四)用途：

1.觀賞

2.提煉香精油

3.製作玫瑰醬、玫瑰油

4.美容

5.作成玫瑰花茶

(五)特徵：

1.葉的特徵：

(1)葉一般為奇數羽狀複葉，少數品種 為單葉

(2)小葉通常為５枚

2.莖的特徵：表皮帶刺

3.花的特徵：

(1)為兩性花

(2)多著生於短枝上

(3)花色較豐富

9

(4)大小形狀及花蕊構造等均不一

4.薔薇屬特徵：

(1)常綠或落葉性灌木

(2)枝幹直立、蔓性或匍匐性

(3)莖之表皮通常有刺

圖 33：縱切面

左邊：放置於水中

右邊：放置於紅墨水

圖 34：橫切面 左邊：放置於水中

右邊：放置於紅墨水中，可明顯看到染

紅的木質部，維管束呈環狀排列

二、探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

(一)顯微鏡觀察花粉型態並用顯微測微器測量花粉大小

1.顯微鏡 1000 倍率下，先觀察物鏡顯微測微器，當作比例尺（圖 35）。

2.顯微鏡 1000 倍率下，觀察到玫瑰花的花粉（圖 36），有三個萌發孔，通常一個花粉管

長得較快，其餘二個只稍微突起。

圖 35：1000 倍下的顯微測微器—每小格 0.01mm

10

圖 36：花粉面積約 0.005mm2

花粉管長度約 0.046mm

(二)探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

1.萌發：當花粉管長度等於或大於花粉直徑長度時，我們即視它為萌發。

2.萌發率的計算：在 250 倍倍率下，我們取三個視野，分別算出視野下萌發的花粉數量，

以及全部的花粉總數，然後算出比值（詳細觀察計算結果如附錄二）。算數如下：

100%粉總數三個視野下全部觀測花

數量三個視野下萌發花粉總萌發率

11

時間

蔗糖

濃度

0 分鐘 30 分鐘 60 分鐘

0 ％

萌發率：0％

萌發率：0％

萌發率：0％

5 ％

萌發率：0％

萌發率： 0％

萌發率：0％

10 ％

萌發率：0％

萌發率：0％

萌發率：11％

15 ％

萌發率：0％

萌發率：55％

萌發率：85％

12

20 ％

萌發率：0％

萌發率：33％

萌發率：54％

25％

萌發率：0％

萌發率：28％

萌發率：51％

圖 37：不同時間下，不同蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發之比較表

(以下花粉照片是在 250 倍下拍攝，擷取部分畫面說明)

0%

11%

55%

85%

33%

54%

28%

51%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

30分 60分

花

粉

管

萌

發

率

時間(分)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

圖 38：花粉萌發與蔗糖液濃度的關係

說明：(1)由圖 37 及圖 38 可明顯看到，玫瑰花花粉在 30 分鐘時，萌發率由高到低依

序為蔗糖濃度 15％>20％>25％。0％、5％、10％皆沒有萌發

(2)玫瑰花花粉在 60 分鐘時，萌發率由高到低依序為蔗糖濃度 15％＞20％＞25％＞10

％，0％，5％皆沒有萌發。

13

三、製作天然的酸鹼指示劑

(一)直接萃取花青素

1.花青素顏色的變化：(圖 39~圖 42)

圖 39：花青素剛開始-深紫色 圖 40：花青素放置 5 分鐘後

圖 42：花青素放置 20 分鐘後-1 小時 圖 41：花青素放置 12 分鐘後

花青素剛萃取時呈桃紅色，接著顏色愈來愈淺，20 分鐘後-1 小時顏色不再改變。

表 1：不同溶液與花青素的反應，顏色變化如下

溶液 鹽

酸

檸

檬

酸

清

潔

劑

蔗

糖

液

水

小

蘇

打

氫

氧

化

鈉

pH 值 0.7 1.1 4.1 6.8 7 8.3 12.3

花

青

素

偏

紅

偏

紅

淡

粉

紫

桃

紅

桃

紅

黃

綠

深

黃

14

由強酸(桃紅色)至弱酸(淡粉紅色)

鹽酸

pH=0.6

檸檬酸

pH=1

汽水

pH=4

清潔劑

pH=4.1

中性不變色

蔗糖液

pH=7.5

水

pH=7

酒精

pH=7.5

由弱鹼(鵝黃色)至強鹼(深黃色)

圖

43-1

圖

43-2

15

小蘇打

pH=8.3

肥皂水

pH=11.3

石灰水

pH=13

氫氧化鈉

pH=13.4

圖 43：不同溶液與花青素的反應之顏色變化表

(二) 隔水加熱萃取花青素

由強酸(偏紅色)至弱酸(淡粉紅色)

鹽酸 pH=0.6 檸檬酸 pH=1 汽水 pH=4 清潔劑 pH=4.1

中性不變色

圖

43-3

圖

44-1

16

蔗糖液 pH=6.8 水 pH=7 酒精 pH=7.5

由弱鹼(黃綠色)至強鹼(深黃色)

小蘇打 pH=8.3 肥皂水 pH=11.3 石灰水 pH=13 氫氧化鈉 pH=13.4

圖 44：不同溶液與加熱萃取的花青素反應之顏色變化表

(三)花青素酸鹼試紙與不同溶液的顏色反應

鹽酸 檸檬酸 清潔劑

圖

44-2

2

圖

44-3

花青素酸鹼

試紙與酸性

溶液的顏色

反應

17

圖 45：花青素酸鹼試紙與不同溶液的顏色反應

結果說明：由表 1、圖 43、圖 44、圖 45 可知，玫瑰花的花瓣萃取液加上酸性液體顏色接

近紅色；加上鹼性液體顏色接近黃色或綠色，加上中性液體顏色則近於桃紅色。

四、探討氣孔在葉片的分布情形

(一)觀察表皮細胞和保衛細胞（1000 倍、上表皮）

砂糖溶液 蒸餾水

小蘇打粉 氫氧化鈉

花青素酸鹼

試紙與中性

溶液的顏色

反應

花青素酸鹼

試紙與鹼性

溶液的顏色

反應

18

1.保衛細胞膨脹，氣孔打開：

氣孔面積約 3.662×10-5 mm2

2.保衛細胞萎縮，氣孔關閉。

3.保衛細胞呈半月形，兩兩成對

兩個面積約 3.925×10-4 mm2

每個保衛細胞 1.9625×10-4 mm2

4.表皮細胞（A、B、C、D 等）

呈多邊形（四邊形、五邊形、六邊形）。

圖 46 上表皮表皮組織

(二)上、下表皮細胞與保衛細胞算法：表皮細胞數-計算視野下完整的表皮細胞數

表皮細胞總面積-（黃色框框內-保衛細胞總面積）

1.上表皮（1000 倍）

(1)表皮細胞數 51 個

總面積 0.036 mm2

(2)氣孔數 5 個

(3)成對保衛細胞面積

0.000415 0.000332 0.000431

0.000438 0.0004881

一個表皮細胞面積 0.000723 mm2

成對保衛細胞面積 0.000421 mm2

圖 47：上表皮

19

2.下表皮（1000 倍）

(1)表皮細胞數 79 個

總面積 0.037131 mm2

(2)氣孔數 15 個

(3)成對保衛細胞面積

0.0002803 0.0002321 0.0002023

0.0001999 0.0002197 0.0001884

0.0002406 0.0003302 0.0002827

0.0002815 0.0003258 0.0002634

0.0003212 0.0001733 0.0003276

一個表皮細胞面積 0.00047 mm2

成對保衛細胞面積 0.000258 mm2

圖 48：葉的下表皮

(三)莖的表皮：250 倍視野下氣孔的總數目

1.

圖 49：莖的表皮（250 倍視野下）—氣孔數 4 個

20

(1) 取 10 個視野觀察莖氣孔數（250 倍）：

視野 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

氣孔數 2 4 4 4 4 4 5 5 5 7

平均氣孔數 4.4 個

(2) 250 倍視野下總面積為 0.761 mm2

(3)單位面積所含氣孔總數 = 氣孔數/全部面積 = 4.4/0.761 mm2 = 5.782 個/ mm2

2.在 100 倍視野下計算保衛細胞面積

圖 50：莖的氣孔與保衛細胞 圖 51：莖的氣孔與保衛細胞

(1)成對保衛細胞面積 0.002 mm2

每個保衛細胞面積 0.001 mm2

(1) 表皮細胞 1 的面積 0.003 mm2

(2) 表皮細胞 2 的面積 0.002 mm2

(3) 表皮細胞 3 的面積 0.003 mm2

(四)1000 倍視野下氣孔的總數目

1.1000 倍視野下全部面積 0.042mm2，氣孔數/全部面積=1mm2 下所含氣孔總數。

2.每片葉子在顯微鏡下取三個視野計算氣孔數，並計算平均值。（詳細結果見附錄三）

表 2：1mm2 下所含氣孔總數表

上表皮 下表皮 下表皮/上表皮

第一株 141.865 379.960 2.678

第二株 146.826 364.086 2.480

第三株 142.858 355.159 2.486

註：結果(三)的莖的氣孔數為 5.782 個／mm2

21

3.由表 2 可知，下表皮的氣孔數明顯比上表皮多，為 2.4~2.7 倍。

(五)葉片面積和氣孔數的關係

1.由表 2、圖 52 可知：

(1)葉片面積愈大，單位面的氣孔數較少。

(2)葉片面積愈小，單位面積下的氣孔數較多。

圖 52：葉片面積與上表皮氣孔數的關係

050

100150200250

500 1000

單

位

面

積

氣

孔

數

葉片面積mm2

上表皮

氣孔…

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

500 700 900 1100

單

位

面

積

氣

孔

數

葉片面積mm2

下表皮氣

孔數/ mm2

圖 53：葉片面積與下表皮氣孔數的關係

22

五、探討蒸散作用的快慢

4

5

6

7

8

9

10

11

0 40 80 120 160 200 240

液

面

高

度(

毫升)

時間(分)

甲、對照組

乙、上表皮塗凡士

林丙、下表皮塗凡士

林丁、上下表皮塗凡

士林

4

5

6

7

8

9

10

11

0 40 80 120 160 200 240

液

面

高

度(

毫

升)

時間(分)

甲、對照組

乙、上表皮塗凡士

林

丙、下表皮塗凡士

林

丁、上下表皮塗凡

士林

4

5

6

7

8

9

10

11

0 40 80 120 160 200 240

液面

高

度(

毫升)

時間(分)

甲、對照組

乙、上表皮塗凡

士林丙、下表皮塗凡

士林丁、上下表皮塗

凡士林

圖 54：陽光下，四組液面高度圖

圖 55：教室內，四組液面高度圖

圖 56：陰暗處，四組液面高度圖

23

表 3：不同環境、不同處理下，水的減少量 （單位：ml）。（詳細紀錄見附錄四）

甲：對照組

(未塗凡士林)

乙：

上表皮塗凡士林

丙：

下表皮塗凡士林

丁：

上、下表皮全塗凡士林

陽光下 4.5 2.5 2.8 0.8

教室內 3.3 2.0 1.8 0.6

陰暗處 1.7 1.5 1.5 0.45

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

甲 乙 丙 丁

減

少

水

量(

毫

升)

陽光下

教室內

陰暗處

圖 56：不同環境、不同處理下，水之減少量圖

結果說明：

1. 由表 3 及圖 56 可知，葉片沒有塗凡士林的蒸散最快，反之上下皆有塗凡士林的葉片蒸散

最慢。

2.陽光下的蒸散速率：

甲(未塗凡士林)＞丙(下表皮塗凡士林)＞乙(上表皮塗凡士林)＞丁(上下表皮皆塗凡士林)

3.教室內和陰暗處的蒸散速率：

甲(未塗凡士林)＞乙(上表皮塗凡士林) ＞丙(下表皮塗凡士林)＞丁(上下表皮皆塗凡士林)

4.四組平均葉的蒸散速率：陽光下＞教室內＞陰暗處

24

六、討論

一、探討玫瑰的形態特徵

(一) 由莖的橫切面看到維管束呈環狀排列，葉呈網狀脈，花瓣為五片，軸根等特徵，證實

玫瑰為雙子葉植物。

(二) 國中生物課將芹菜放於紅墨水中，只能觀察到葉柄及葉部的維管束；本實驗將玫瑰枝

條泡於紅墨水中，則於莖、葉、花皆可明顯看到染紅的維管束，因為維管束於根、莖、

葉皆有分布，被染紅的是木質部，有運輸水分的功能。

(三)玫瑰的花屬於雙性花，雌、雄蕊隱藏於花瓣內，此種情形有助於自花授粉，所以授粉成

功率提高，受精率亦提高，所發育的種子就多，有助於增加族群數目。

二、探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

(一) 顯微鏡觀察花粉型態並用顯微測微器測量花粉大小

1.花粉的形狀隨植物種類而異，玫瑰花的花粉呈圓球形，具有三個萌發孔。

2.萌發孔處的花粉壁較薄，花粉萌發時，花粉管則由此孔伸出。但是通常一個長的較快，

經過 60 分鐘，其餘二個只有突起。

(二)探討蔗糖濃度對玫瑰花花粉萌發的影響

1.玫瑰花花粉在蔗糖溶液濃度 0％、5％時，經過 30 分鐘，本組發現有些花粉破裂，可

能是外界濃度低，外界的水會滲入花粉內，使花粉破裂。

2.蔗糖溶液濃度 10％到 60 分鐘時，有些花粉也破裂了，推論蔗糖溶液濃度 0％、5％、

10％為玫瑰花花粉的低張溶液，水會滲入使花粉膨脹，然後從壁較薄的萌發孔破裂，

使花粉內的物質溢出。

3.蔗糖溶液濃度 15％、20％、25％皆可使花粉萌發，效果依序為 15％＞20％＞25％，推

論蔗糖溶液濃度過高時，反而會抑制萌發。在蔗糖溶液濃度 20％、25％時，我們也發

現有些未萌發的花粉體積縮小，推測是外界濃度高，花粉內的水滲出，使花粉體積縮

小，且不易萌發。

4.生物實驗課觀察植物花粉時，只是觀察其型態，課程時間是在二月，所以本組選擇 20

℃的環境來觀察花粉，實驗結果得到：在 20℃的環境，只要給予蔗糖濃度 15%，放置

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30 分鐘即可看到明顯的花粉管；這樣的結果有利於我們在一堂課中即可完成花粉型態

及花粉管萌發的觀察。

三、製作天然的酸鹼指示劑

(一) 花青素（Anthocyanins）是一種水溶性的色素，存在於細胞質中的液胞。

(二)只要將玫瑰花的花瓣加水，即可輕鬆萃取花青素，不用再加熱，所以在野外若需臨時測

酸鹼性，可選擇玫瑰花的花來萃取花青素。

(三) 花青素本身顏色為淡紫色，遇到強酸，呈現粉紅色；弱酸會呈粉色到桃紅色，中性呈

桃紅色(不變色)，弱鹼會呈黃綠色，強鹼會呈綠色。

四、探討氣孔在葉片的分布情形

(一) 生物實驗課為了輕鬆將表皮撕下，一般會選用葉片較厚的植物，例如蘆薈、洋蔥等，

但是本實驗的指甲油印模法，則可輕鬆的將大多數植物表皮撕下。

(二) 植物行呼吸作用、光合作用時，為了能讓氣體進出葉片，所以葉片上有許多氣孔，蒸

散作用時水分亦從氣孔出去。在顯微鏡下，上表皮氣孔數平均為 143.850 個/ mm2，下

表皮氣孔數平均為 366.402 個/ mm2，下表皮的氣孔數比上表皮多，平均為 2.547 倍。

這對陸生植物來說是有益的，因為白天時，陽光直接照射葉的上表皮，若上表皮氣孔

多，水分會散失太快，所以大部分氣孔分布於下表皮，可以減少水分散失，又可讓光

合作用順利進行。

(三) 氣孔是由成對的保衛細胞控制開閉，保衛細胞膨脹，氣孔打開。保衛細胞萎縮，氣孔

關閉。

(四) 氣孔數、表皮細胞比較表

氣孔數/ mm2 保衛細胞面積（mm2） 表皮細胞面積（mm2）

葉-上表皮 143.850 個 0.000723 mm2 0.000421 mm2

葉-下表皮 366.402 個 0.00047 mm2 0.000258 mm2

莖-表皮 5.782 個/

mm2

0.001 mm2 0.002~0.003 mm2

1.由結果發現，上表皮的氣孔數少，保衛細胞和表皮細胞數目都較下表皮為少，但是上

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表皮的保衛細胞和表皮細胞大小皆比下表皮的大，上表皮的表皮細胞形狀也較規則。

2.莖表皮亦有氣孔，但氣孔平均個數為 5.782 個/ mm2，遠小於葉的氣孔個數；但是保衛

細胞及表皮細胞面積皆大於葉的表皮及保衛細胞。另外，莖的表皮細胞型態有二種，

大多數呈細長狀，每隔一段距離會有一些呈較方形形狀的表皮細胞。本組也發現氣孔

排列多位於同一縱向上。

(五) 不管上表皮或下表皮，本組發現葉片面積愈大，單位面積下的氣孔數較少，也就是氣

孔密度較小，推測是葉片長成較大片時，表皮細胞因細胞分裂而增加的數目多於保衛

細胞(氣孔)的增加數；另一原因可能是表皮細胞數本來就較多、較大，細胞成長期使細

胞變大，而保衛細胞變大的比例較小。

五、探討蒸散作用的快慢

(一) 將葉的上、下表皮都塗上凡士林後，液面仍有下降，所以我們對莖做指甲油印模法，

發現莖上亦有氣孔，而氣孔數約為每 1mm2 有 5.782 個。

(二) 比較甲（未塗凡士林）、乙（上表皮塗凡士林），丙（下表皮塗凡士林），丁（上、下表

皮皆塗凡士林）這四組的未被塗凡士林的氣孔數（氣體可自由進出），由多到少依序為

甲＞乙＞丙＞丁，所以蒸散快慢應該也是依序甲＞乙＞丙＞丁。在教室內及陰暗處結

果皆如此，但是在陽光下，丙（下表皮塗凡士林）的蒸散速率去大於乙（上表皮塗凡

士林），應該是因為陽光直接照到上表皮，丙株的上表皮未塗，所以蒸散快，而乙株因

為上表皮塗凡士林，可避免水分從上表皮的氣孔喪失，所亦蒸散較慢。

(三) 陽光下四組的平均蒸散速率＞教室內四組的平均蒸散速率＞陰暗處四組的平均蒸散速

率。因為在陽光下，環境溫度較高，植物必須加速蒸散作用的進行，以調節植物的體

溫不至於過高，而教室內及陰暗處溫度雖相近，但教室內有日光燈，光亦會促使保衛

細胞膨脹，使多數氣孔打開，以利於光合作用、呼吸作用、蒸散作用的進行。

(四) 本組做實驗的時間為早上八點到十二點，陽光下每分鐘的蒸散速率，有愈來愈高的趨

勢，而教室和陰暗處的變化較不明顯，因為在陽光下，愈接近中午，氣溫愈高，光愈

強，而教室和陰暗處的溫度變化較不明顯，所以溫度和光和植物的蒸散作用有關。

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柒、結論

一、玫瑰的花粉呈圓球形，具有三個萌發孔。在 20℃的環境下，只要給予蔗糖濃度 15%，放

置 30 分鐘即可看到明顯的花粉管；而蔗糖溶液濃度 0％、5％、10％則容易使花粉破裂

而不易萌發。

二、花瓣萃取的花青素，可用來作為酸鹼指示劑。本身顏色為桃紅色，遇酸會呈粉紅色，中

性呈桃紅色（不變色），弱鹼會呈黃綠色，強鹼則會呈綠色。

三、葉下表皮氣孔多，保衛細胞及表皮細胞也皆多，但細胞的面積皆較小。而葉片面積愈大，

氣孔的分布密度愈小。

四、水從氣孔蒸散，氣孔主要的分佈在葉片，所以葉的存在可使蒸散速率增加。溫度高、光

照亦會促使氣孔打開，使葉的蒸散速率增加。

捌、參考資料

一、玫瑰花，維基百科，自由的百科全書

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%8E%AB%E7%91%B0

二、花青素，維基百科，自由的百科全書，

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%8A%B1%E9%9D%92%E7%B4%A0

三、 氣孔，維基百科，自由的百科全書

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%94%E5%AD%94

四、黃肇家 －台灣的玫瑰花品種及栽培

五、洪鈴雅 －台灣產薔薇屬植物之分類研究論文