吊兰减数分裂观察

2019-03-22叶平陈蕊

生物学教学 2019年3期

叶平陈蕊

(江苏省南京市第五高级中学南京 210004)

减数分裂是进行有性生殖的生物产生生殖细胞的方式，对于保持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异，都有着重要的意义。减数分裂的内容是教材的重点和难点，具有复杂性和抽象性，因此仅从理论上讲解是不够的。通过实验观察减数分裂的过程，才能使学生加深对减数分裂中染色体的行为和减数分裂结果的理解。在现行的高中生物学教材中，减数分裂的实验是观察现成的固定装片，其中实验材料不易取得是原因之一。

高中生物学课程标准(2017版)倡导“教学过程重实践”的理念：即高度关注学生学习过程中的实践经历，让学生主动参与学习的过程，通过动手和动脑的活动，加深对生物学概念的理解。笔者尝试用常见植物的花作为减数分裂的实验材料，提供给学生亲手操作实验，不仅可以培养学生动手实验的技能，而且通过对实验中可能观察到的有别于模式图的图像进行分析，可以深刻理解每一时期的本质特征。

吊兰(Chlorophytumelatum)是百合科、吊兰属的植物，染色体数2n=4x=28，每年4、5月份开花。与蚕豆、玉米等材料相比较，用吊兰的花作为实验的材料有以下几个优点： ①吊兰是多年生的草本植物，可用于实验室等处的室内美化，无需专门的种植场所，且繁殖快易管理；②作为观叶植物的吊兰花朵小而白，不具有太大的观赏价值，小花数量较多，可满足分组实验的需要；③与用韭菜的花作比较，用吊兰花作减数分裂的实验材料，实验的成功率高且实验现象明显。

1 取材

在适当的时机采集吊兰的花作观察的材料是实验能否成功的关键：过早则减数分裂尚未开始，过迟则减数分裂业已完成，花粉已成熟。吊兰的小花在花序轴上依次发育，笔者经过多次实验发现，在花蕾大约2 mm长时比较适宜采集。此外，观察经固定后的吊兰花药的一些特征也可以用来判断是否适合实验：若花药较大且颜色呈黄色则其中的花粉已成熟；若花药较小且颜色呈白色则花粉正在发育，可以用来作为实验的材料。

2 固定

配制卡诺氏固定液(无水乙醇∶冰醋酸=3∶1)，将采集的花蕾置于卡诺氏固定液中固定6～12 h。倒去固定液，用95%乙醇浸泡漂洗数次，直至去除乙酸味。然后浸没在70%乙醇中，存于4℃冰箱内，可随时取用。

现采集的吊兰花也可以用于实验观察，但用解剖针挑开花被后有黏液渗出，使花药与破碎的花被组织粘连在一起不易分开，故用固定后的花蕾则更易挑取花药。

3 染色与制片

染色剂采用卡宝品红(又称改良石炭酸品红)。

(1) 软化参考张晓军等人的方法改变[1]。取出已固定好的花蕾，清水洗掉保存液，用解剖针挑开花被，取出2～3枚花药(吊兰的花中共有6枚雄蕊)，放在载玻片上，用滴管滴加1小滴质量分数为45%的醋酸，在室温下软化2～3 min后，用镊子挤出其中的花粉母细胞，并除去肉眼可见的花药壁组织。

(2) 染色用滴管滴加1小滴卡宝品红，染色3～5 min。滴加的卡宝品红染液不要过多，过多则盖上盖玻片时花粉母细胞会随液体逸出盖玻片边缘，影响实验的观察。

(3) 制片盖上盖玻片，把玻片标本放在实验桌上，在盖玻片上覆盖2层吸水纸用拇指垂直轻压一下，使细胞平整、染色体散开分布于同一平面，便于观察。压片时应注意力度，用力过重既会破坏细胞的轮廓，也易造成盖玻片发生滑动，破坏细胞与染色体的完整性[2]。

4 观察与记录

先在低倍镜下寻找压片中的花粉母细胞，并根据细胞形态和染色体的行为特征，判断出细胞的分裂时期。将要观察的细胞的图像移至视野的中央，然后转换高倍物镜，调节好视野亮度，转动细准焦螺旋调节清晰度，保存质量好的图片(图1)。

图1 吊兰花粉母细胞减数分裂(10×40倍)注：减Ⅰ前期(A)：核膜和核仁已消失，细丝状的染色质经螺旋化变粗形成染色体；减Ⅰ中期(B)：染色体排列在中央赤道板上；减Ⅰ后期(C)：示同源染色体分开；减Ⅰ末期(D)：到达两极的染色体解开螺旋，子核形成，细胞二分；减Ⅱ前期(E)：两个半球状的细胞的核内隐约可见染色体形成；减Ⅱ中期(F)：两个半球状的细胞内染色体排列在中央赤道板上，左图为侧面观，右图为极面观；减Ⅱ后期(G)：示两组染色体分别移至细胞的两极；减Ⅱ末期(H)：子细胞核出现，细胞质分开，细胞壁形成