吊蘭減數(shù)分裂觀察

葉 平 陳 蕊

(江蘇省南京市第五高級中學 南京 210004)

減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物產生生殖細胞的方式，對于保持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，以及生物的遺傳和變異，都有著重要的意義。減數(shù)分裂的內容是教材的重點和難點，具有復雜性和抽象性，因此僅從理論上講解是不夠的。通過實驗觀察減數(shù)分裂的過程，才能使學生加深對減數(shù)分裂中染色體的行為和減數(shù)分裂結果的理解。在現(xiàn)行的高中生物學教材中，減數(shù)分裂的實驗是觀察現(xiàn)成的固定裝片，其中實驗材料不易取得是原因之一。

高中生物學課程標準(2017版)倡導“教學過程重實踐”的理念： 即高度關注學生學習過程中的實踐經歷，讓學生主動參與學習的過程，通過動手和動腦的活動，加深對生物學概念的理解。筆者嘗試用常見植物的花作為減數(shù)分裂的實驗材料，提供給學生親手操作實驗，不僅可以培養(yǎng)學生動手實驗的技能，而且通過對實驗中可能觀察到的有別于模式圖的圖像進行分析，可以深刻理解每一時期的本質特征。

吊蘭(Chlorophytumelatum)是百合科、吊蘭屬的植物，染色體數(shù)2n=4x=28，每年4、5月份開花。與蠶豆、玉米等材料相比較，用吊蘭的花作為實驗的材料有以下幾個優(yōu)點： ①吊蘭是多年生的草本植物，可用于實驗室等處的室內美化，無需專門的種植場所，且繁殖快易管理；②作為觀葉植物的吊蘭花朵小而白，不具有太大的觀賞價值，小花數(shù)量較多，可滿足分組實驗的需要；③與用韭菜的花作比較，用吊蘭花作減數(shù)分裂的實驗材料，實驗的成功率高且實驗現(xiàn)象明顯。

1 取材

在適當?shù)臅r機采集吊蘭的花作觀察的材料是實驗能否成功的關鍵： 過早則減數(shù)分裂尚未開始，過遲則減數(shù)分裂業(yè)已完成，花粉已成熟。吊蘭的小花在花序軸上依次發(fā)育，筆者經過多次實驗發(fā)現(xiàn)，在花蕾大約2 mm長時比較適宜采集。此外，觀察經固定后的吊蘭花藥的一些特征也可以用來判斷是否適合實驗： 若花藥較大且顏色呈黃色則其中的花粉已成熟；若花藥較小且顏色呈白色則花粉正在發(fā)育，可以用來作為實驗的材料。

2 固定

配制卡諾氏固定液(無水乙醇∶冰醋酸=3∶1)，將采集的花蕾置于卡諾氏固定液中固定6～12 h。倒去固定液，用95%乙醇浸泡漂洗數(shù)次，直至去除乙酸味。然后浸沒在70%乙醇中，存于4℃冰箱內，可隨時取用。

現(xiàn)采集的吊蘭花也可以用于實驗觀察，但用解剖針挑開花被后有黏液滲出，使花藥與破碎的花被組織粘連在一起不易分開，故用固定后的花蕾則更易挑取花藥。

3 染色與制片

染色劑采用卡寶品紅(又稱改良石炭酸品紅)。

(1) 軟化 參考張曉軍等人的方法改變[1]。取出已固定好的花蕾，清水洗掉保存液，用解剖針挑開花被，取出2～3枚花藥(吊蘭的花中共有6枚雄蕊)，放在載玻片上，用滴管滴加1小滴質量分數(shù)為45%的醋酸，在室溫下軟化2～3 min后，用鑷子擠出其中的花粉母細胞，并除去肉眼可見的花藥壁組織。

(2) 染色 用滴管滴加1小滴卡寶品紅，染色3～5 min。滴加的卡寶品紅染液不要過多，過多則蓋上蓋玻片時花粉母細胞會隨液體逸出蓋玻片邊緣，影響實驗的觀察。

(3) 制片 蓋上蓋玻片，把玻片標本放在實驗桌上，在蓋玻片上覆蓋2層吸水紙用拇指垂直輕壓一下，使細胞平整、染色體散開分布于同一平面，便于觀察。壓片時應注意力度，用力過重既會破壞細胞的輪廓，也易造成蓋玻片發(fā)生滑動，破壞細胞與染色體的完整性[2]。

4 觀察與記錄

先在低倍鏡下尋找壓片中的花粉母細胞，并根據(jù)細胞形態(tài)和染色體的行為特征，判斷出細胞的分裂時期。將要觀察的細胞的圖像移至視野的中央，然后轉換高倍物鏡，調節(jié)好視野亮度，轉動細準焦螺旋調節(jié)清晰度，保存質量好的圖片(圖1)。

圖1 吊蘭花粉母細胞減數(shù)分裂(10×40倍)注： 減Ⅰ前期(A)： 核膜和核仁已消失，細絲狀的染色質經螺旋化變粗形成染色體；減Ⅰ中期(B)： 染色體排列在中央赤道板上；減Ⅰ后期(C)： 示同源染色體分開；減Ⅰ末期(D)： 到達兩極的染色體解開螺旋，子核形成，細胞二分；減Ⅱ前期(E)： 兩個半球狀的細胞的核內隱約可見染色體形成；減Ⅱ中期(F)： 兩個半球狀的細胞內染色體排列在中央赤道板上，左圖為側面觀，右圖為極面觀；減Ⅱ后期(G)： 示兩組染色體分別移至細胞的兩極；減Ⅱ末期(H)： 子細胞核出現(xiàn)，細胞質分開，細胞壁形成

5 實驗體會

(1) 有的實驗指導書上，把花藥放在載玻片上，直接滴加染色液并用鑷子擠出其中的花粉母細胞。但筆者發(fā)現(xiàn)白色的花藥顏色較淺而染色液顏色較深，花藥以及鑷碎的組織碎片浸沒在染色液中不易被發(fā)現(xiàn)。為方便操作，故先用45%的醋酸在室溫下軟化，然后用鑷子擠出其中的花粉母細胞，除去肉眼可見的花藥壁組織。

(2) 在一朵花內，花粉母細胞的減數(shù)分裂過程不一定同步，在顯微鏡的一個視野下可見處在減數(shù)分裂不同時期的花粉母細胞。

(3) 實驗結果表明： 對于取材的時機，不一定拘于每天的某一時段，主要依據(jù)吊蘭花的形態(tài)發(fā)育特征(花蕾的大小等)。在減數(shù)分裂的細胞周期內，任何時間取材都是可以的。

(4) 該實驗適宜在數(shù)碼實驗室中開展，不同組別的學生可能看到處在減數(shù)分裂不同時期的細胞圖像，通過交互平臺交流共享，可以將各自所見的不同時期聯(lián)系為一個完整的減數(shù)分裂過程。