王 培 王金貝 李德璽

（1 鄭州市第二中學(xué) 河南鄭州 450000 2 鄭州市第一零六中學(xué) 河南鄭州 450000 3 洛陽建業(yè)龍城設(shè)計(jì)部 河南洛陽 471000）

“減數(shù)分裂”是人教版高中生物學(xué)“遺傳與進(jìn)化”模塊的核心內(nèi)容，教材中安排了固定裝片的觀察，但觀察效果不是很理想，染色體成像不在一個(gè)平面，特征不易辨認(rèn)。筆者通過廣泛取材和多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了以下方法，可取得良好的觀察效果，并且適宜在短課時(shí)背景下開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。

1 材料選擇

先后嘗試了多種植物材料，各有優(yōu)、缺點(diǎn)，比較如表1。

綜合考慮取材難度、觀察效果等因素，認(rèn)為中國水仙和百合皆為觀察減數(shù)分裂的良好材料，但為了幫助學(xué)生理解三倍體高度不育的原因，選用中國水仙為實(shí)驗(yàn)課用材。

表1 不同植物材料進(jìn)行減數(shù)分裂觀察的優(yōu)缺點(diǎn)比較

2 材料預(yù)存

2.1 實(shí)驗(yàn)取材面臨的主要問題 中國水仙的減數(shù)分裂發(fā)生于種球內(nèi)，從外觀難以分辨所處時(shí)期。常用的取材方法為：直接剝除鱗片葉取出花序,去掉總苞可見4～5 朵大小不同的花蕾，發(fā)育順序由頂向基，選擇乳白色，長約5 mm 的花藥進(jìn)行鏡檢［1］。

筆者用該方法成功觀察到減數(shù)分裂各時(shí)期圖像，但如果用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，仍有需要改進(jìn)之處：由于分裂期持續(xù)時(shí)間短，所以每剖開一個(gè)種球，最多只得一朵分裂期花蕾，其余尚處間期或者已完成分裂，取材效率低。如果在課堂上現(xiàn)場解剖取材，耗時(shí)長，實(shí)驗(yàn)成功率低。同時(shí)，剖出的大量間期花藥用不完，也無法繼續(xù)生長，造成材料浪費(fèi)。針對以上問題，根據(jù)每個(gè)花蕾中6 枚花藥同步分裂的特點(diǎn)，筆者對取材方法進(jìn)行了改進(jìn)。

2.2 “檢一存五”、雕刻培養(yǎng) 于11月初將種球培養(yǎng)生根，2～3 d 后進(jìn)行雕刻取材：用雕刻刀去掉種球上半部分鱗片葉，露出花序，從頂部最大的花蕾中取1 枚花藥鏡檢。若恰處于分裂期，將同一朵花中的其余5 枚花藥固定于卡諾氏液中數(shù)小時(shí)，再轉(zhuǎn)存于70%的酒精溶液中［2］，上課時(shí)直接取用；若鏡檢結(jié)果為間期，則該花序其余花蕾均不必再做鏡檢，將種球繼續(xù)培養(yǎng)，幾天后自頂至基依次鏡檢、保存（圖1）。

圖1 材料預(yù)存方法

這種“檢一存五”的方法，可保證上課時(shí)每個(gè)小組都能觀察到分裂期圖像；同時(shí)花藥長期保存，使實(shí)驗(yàn)不受季節(jié)限制；另外，采用雕刻培養(yǎng)取材而不是破壞性的剖球取材，使大量尚處間期的花藥能繼續(xù)生長至分裂期，有效提高材料利用率。

3 制片方法

觀察根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)的制片過程為：解離→漂洗→染色→制片。而花藥中的小孢子母細(xì)胞本身就處于游離分散狀態(tài)，可省去解離、漂洗2個(gè)步驟。具體方法為：取1 枚花藥置于載玻片中央→滴1 滴改良苯酚品紅染液→用鑷子輕輕將花藥擠破并稍作按壓，充分釋放小孢子母細(xì)胞→去除花藥壁殘?jiān)?，避免花藥壁?xì)胞、絨氈層細(xì)胞干擾觀察→蓋蓋玻片，用吸水紙吸去多余染液→觀察（小孢子母細(xì)胞著色迅速，完成制片操作即可觀察，無需等待）。

無論采用新鮮材料還是預(yù)存材料，均只需“染色→按壓→去渣→蓋蓋玻片”4 個(gè)步驟，即可得到效果良好的裝片，細(xì)胞數(shù)量多，著色均勻，單層鋪展無重疊。

每個(gè)花藥中的細(xì)胞分裂基本同步，但并不是非常嚴(yán)格，在一個(gè)裝片中通常可見3～4 種不同的分裂相，通過小組間資源共享，可保證在一節(jié)課內(nèi)觀察到所有時(shí)期的圖像（圖2）。

圖2 中國水仙花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂觀察

4 課堂實(shí)效的保證

實(shí)驗(yàn)課的收獲不僅是觀察現(xiàn)象，而且能進(jìn)行充分地思考質(zhì)疑，從而更深刻地理解各種生命現(xiàn)象的意義，形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S?；谶@樣的考慮，結(jié)合創(chuàng)新班學(xué)生有平板電腦的條件，設(shè)計(jì)了如下方案保證課堂實(shí)效（表2）：

表2 實(shí)驗(yàn)課流程設(shè)計(jì)

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 減數(shù)分裂特征比較 模型與照片的比較：在模型圖中通常將有無同源染色體、有無姐妹染色單體作為區(qū)分各個(gè)時(shí)期的重要依據(jù)。而在實(shí)驗(yàn)圖像中，這些特征不易分辨，但可從染色體數(shù)目、粗細(xì)上發(fā)現(xiàn)區(qū)別（圖3）。

動(dòng)物與植物的比較：植物減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞全部包在透明的胼胝體內(nèi)，直到分裂結(jié)束，而動(dòng)物細(xì)胞不存在胼胝體，子細(xì)胞分散（圖3）。

圖3 減數(shù)分裂各時(shí)期像（水仙圖像放大倍數(shù)10×100）

二倍體與三倍體的比較：水仙花藥裝片中常見未聯(lián)會(huì)的單價(jià)體、落后染色體、染色體橋、斷片、微核等異常現(xiàn)象，這些特殊行為的高頻出現(xiàn)，是水仙高度不育的主要原因（圖4）。

圖4 水仙減數(shù)分裂過程中的異常現(xiàn)象（10×100）

圖5 不同角度的分裂圖像（10×100）

5.2 同一時(shí)期不同角度的圖像分析 細(xì)胞是立體的，在顯微鏡下同一時(shí)期的側(cè)面和極面會(huì)呈現(xiàn)不同的圖像，而學(xué)生所熟悉的動(dòng)畫、繪圖等模型通常都只展示側(cè)面特征，這一點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)很有必要引導(dǎo)學(xué)生辨明（圖5）。

6 臨時(shí)裝片的保存

由于課堂時(shí)間有限，常會(huì)有一些效果很好的裝片沒有充分觀察、拍照，丟棄可惜，筆者通過多次嘗試，發(fā)現(xiàn)用以下方法進(jìn)行臨時(shí)裝片的保存，效果較好。方法為：將指甲油輕涂在蓋玻片四周封邊，晾干后置于盛有清水的染色缸內(nèi)，常溫放置即可。1周內(nèi)觀察效果基本不變，之后染色體形態(tài)清晰度會(huì)有所下降。目前筆者實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用該方法保存的裝片已有2 個(gè)月之久，仍可見各時(shí)期基本特征（圖6）。

圖6 臨時(shí)裝片的保存及觀察效果（10×40）

7 總結(jié)

用水仙花藥進(jìn)行減數(shù)分裂的觀察，制片方法簡單，成像效果好，既能觀察典型圖像，又能觀察到大量染色體變異行為，有效幫助學(xué)生理解相關(guān)知識?！皺z一存五”的預(yù)存方法有效提高課堂效率；雕刻培養(yǎng)取材有效提高材料利用率； 指甲油封片配合染色缸水封使得臨時(shí)裝片能較長時(shí)間保留；利用平板電腦進(jìn)行拍攝和資源共享增強(qiáng)了學(xué)生的合作探究意識。不足之處在于，前期材料預(yù)存工作量較大，可在學(xué)生社團(tuán)或興趣小組協(xié)助下完成。