例談顯微照片中細胞分裂時期的判斷方法

高中生物教學中有絲分裂和減數(shù)分裂的內(nèi)容，以前通常是以細胞分裂模式圖的的形式出現(xiàn)在考題中。近幾年高考試題中，出現(xiàn)了以顯微照片作為實驗材料的試題。模式圖屬于物理模型，它能夠形象而概括地反映細胞分裂各個時期的特征。顯微照片則不同，是細胞微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的真實反映。判斷并讀懂顯微照片中細胞分裂的信息相對于模式圖要難得多，方法也不同。

1 顯微照片與模式圖的區(qū)別

1.1 染色體的形態(tài)特征

模式圖中的染色體形態(tài)特征明顯，數(shù)目清晰，染色質(zhì)往往繪制成絲狀物或繪制成染色體，便于分析染色體的數(shù)量變化。受染色方法等制片過程中的諸多因素影響，顯微照片中的染色體形態(tài)特征不一定清晰，同時，染色質(zhì)在光鏡下也是看不到絲狀結(jié)構(gòu)的。

1.2 細胞的整體與局部

顯微照片只能顯示細胞某一層次上的結(jié)構(gòu)（處于透鏡焦點上），這樣只能看到一部分染色體，看到的染色體也可能是染色體的局部。而模式圖則將要反映的結(jié)構(gòu)全部畫出，呈現(xiàn)在同一個平面上，便于觀察分析。

1.3 細胞各部分的比例

模式圖中細胞各部分的比例可能與真實不同，例如：要反映出細胞中有同源染色體，則染色體形態(tài)和大小要兩兩相同；若不需反映出同源染色體，則所有染色體形態(tài)和大小都可以相同。

1.4 細胞各部分的顏色

模式圖中可以使用各種顏色來區(qū)分不同的結(jié)構(gòu)，顯微照片中染色體的顏色是由染色劑決定的，細胞本身是無色的。例如：用黑色和白色的染色體表示來自不同親本的同源染色體。

2 顯微照片細胞分裂各時期的判斷方法

2.1 減Ⅰ期和減Ⅱ期的判斷

2.1.1 依據(jù)細胞大小判斷

對于同一組或同一張顯微照片，各個細胞的放大倍數(shù)是相同的。減Ⅱ期細胞的大小大約是減Ⅰ期細胞的一半，精細胞的大小大約是減Ⅱ期細胞的一半。例如，圖1為減Ⅰ期細胞，圖1為減Ⅱ期細胞，圖3為精細胞。

2.1.2 依據(jù)染色體多少判斷

多數(shù)顯微照片中的細胞，很難查清染色體的條數(shù)，但減Ⅰ期和減Ⅱ期相應各個時期染色體含量的差異還是明顯的，含量多的是減Ⅰ期。若能看清數(shù)量，減Ⅰ前期的某些時候和減Ⅰ中期觀察到的染色體數(shù)往往是有絲分裂中期觀察到的染色體數(shù)的一半，這是因為一對聯(lián)會的染色體看似一條的緣故。

2.2 前期、中期和后期的判斷

2.2.1 前期的判斷

這一時期，染色體散亂分布在細胞的中央。減Ⅰ前期的顯著特征是染色體聯(lián)會，四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換。在顯微照片中，受染色體伸展方向的影響，一般不會呈現(xiàn)模式圖中的典型形態(tài)。如果看到靠近的兩個小點，或“8”字形、“0”字形的染色體，則為減Ⅰ前期，如圖1所示。減Ⅱ前期和有絲分裂前期則無此特征。顯微照片中前期細胞由于和模式圖中的間期細胞相似，極易被誤判為間期。

2.2.2 中期的判斷

中期的染色體著絲點（或同源染色體）排列在細胞中央的赤道板上。在顯微照片中，如果看到染色體排列成一條橫線（圖4A），或多處斷開的“一”字型（圖4B），則為中期。若能辨別出染色體的絲狀結(jié)構(gòu)，則中期的染色體形態(tài)好似在赤道板處向兩極“長草”（圖4C）。

2.2.3 后期的判斷

這一時期，染色體在紡錘絲的牽引下，移向細胞兩級。在顯微照片中，如果看到染色體排列成兩條橫線（圖5A），則為后期。若能辨別出染色體的絲狀結(jié)構(gòu)，則染色體的形態(tài)好似細胞兩極向細胞中央“長草”。

2.3 依據(jù)細胞分裂的同步性

許多植物在減數(shù)分裂時，在同一個花藥中的細胞具有較好的細胞分裂同步性。動物在減數(shù)分裂時，精原細胞從曲細精管的基膜逐漸向官腔移動，并完成減數(shù)分裂。距離基膜相同距離的細胞，具有細胞分裂同步性。如果細胞分裂具有同步性，在同一張顯微照片中，細胞往往處于相同的時期，可以綜合各個細胞的特征來判斷細胞分裂的時期。

參考文獻：

王小利，張改生.植物分子細胞遺傳學實驗[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，2010.