制作人體體細胞染色體核型圖

韓俊

摘 要：生物學課外實踐活動可以激發學生的學習興趣，豐富和拓展課堂教學，是培養學生生物學綜合素養的一種有效途徑。在開展制作人體體細胞染色體核型圖的活動中，學生通過測量、分析比對、分組排隊、剪貼等操作過程，不僅增強了學生直接的生活體驗，更有助于拓展學生思維、強化認知。

關鍵詞：生物學課外實踐活動 染色體核型 綜合素養 生活體驗

染色體組型又稱核型，是指將動物、植物、真菌等某一個體或某一類群（亞種、種、屬等）的體細胞內的整套染色體，按照它們相對恒定的特征排列起來的圖像，是染色體數目、大小、形態特征的總和。染色體核型圖是指是指借助顯微攝影技術將細胞內整套的染色體拍攝成照片，然后通過測量、剪貼、配對、分組、再按染色體的長短、形態、類型等特征排列起來的圖像。核型分析通常包括兩個方面的內容：①確定某物種的染色體數目；②辨析每條染色體的特征。

在高中生物（必修2）《遺傳與進化》整本教材中都涉及到染色體及其相關知識的學習，學生在學習過程中容易混淆概念，也容易產生知識漏洞與誤區。為了避免這些問題的出現，又可以激發學生的學習興趣、強化課堂學習，開展一次以《染色體組型分析》為主題的課外實踐活動是很有必要的。

一、制作原理

染色體成分主要是由DNA和蛋白質，存在形式有兩種：絲狀和桿狀。在細胞分裂的間期，染色質成極細的串珠狀絲；有絲分裂時，這些細長的染色質絲卷曲、折疊成在光學顯微鏡下可見的染色體。[1]借助顯微攝影技術將所觀察的視野拍攝成清晰的圖片，并打印出來，便可得到細胞中成套的染色體圖。

所有的染色體都有著絲粒。著絲粒的存在將染色體分為兩個部分，即染色體的臂。根據染色體大小和著絲粒的位置，可將染色體進行分類，具體見表1。此外在某些染色體的末端，存在一種圓形或圓柱形的染色體片段，被稱之為是隨體，是染色體的主要特征之一。根據隨體在染色體上的位置，可分為：隨體位于末端的，稱為端隨體；處于兩個次縊痕之間的稱為中間隨體。并不是所有的染色體都含有隨體，但如果一條染色體有隨體，與之同源的另一條染色體也會含有。[2]

二、核型分析依據

測量出每條染色體的長臂與短臂的長度后，需要通過計算來辨析每條染色體的特征，計算所依據的公式如下：

①臂比值=長臂長/短臂長；②著絲粒指數=[短臂/（長臂+短臂）]×100%；③相對長度=[每條染色體的長度/全套染色體的長度]×100%。

根據表2來確定每條染色體的著絲粒位置，從而依此來對染色體進行分組配對。

三、方法與步驟

制作人體體細胞染色體核型圖的步驟可簡單地概括為顯微攝影、測量、剪貼、配對、分組、排隊。

1.顯微攝影：顯微攝影是把顯微鏡的物鏡和目鏡所組成的光學成像系統作為照相機的鏡頭去拍攝一般用肉眼無法看清的標本。我校目前還不具備這樣的硬件設施，所在這個環節上是通過觀察相關視頻完成的，最后由教師將打印好的人體體細胞中染色體圖提供給學生。

2.測量：在測量前要先確定染色體的數目，目測相片上每條染色體長度，按照長短順序進行初步編號，用鉛筆做好標記。用毫米尺測量出每條染色體的長臂和短臂的長度，記錄好所測的數據，并計算出各條染色體的相對長度、臂比值及著絲粒位置，有隨體的染色體，其隨體長度和次縊痕長度可不記入全長。

3.染色體排序、分組與配對：首先根據測量的數據將染色體按照由長到短的順序重新編號，若兩對染色體的長度完全相等，則按照短臂的長度順序排序，長者在前，短者在后。在A4紙上用鉛筆畫出直線，將剪下來的染色體按照新的編號貼在紙上，著絲點的中心要對準直線，短臂在上，長臂在下。著絲粒類型相同、相對長度相近的分為一組，同一組的按照染色體長短順序配對排列，各指數相同的染色體配為一對。在配對的時候要考慮到隨體有無等因素，排列時要將性染色體排列在最后。

四、活動反思

教育是人類自身的教育，其目的是提高受教育者的綜合科學素質，以實現人與社會的共同發展。生物學課外實踐活動是以生物科學為主要載體，以充分發展學生基本素質為目標，以最新信息和學生直接經驗為主要內容，在教師的精心指導下開展起來的。著名的物理學家愛因斯坦還說過“興趣是最好的老師，它永遠勝過責任感”。結合學生原有的生物學基礎知識，通過學生的自主性、探索性學習，從而有益于拓寬學生看問題和發現問題的視野、培養并提高學生的學習興趣。

有關染色體核型所對應的生物現象，學生是具有一些生活體驗的，但還缺乏對相關生活體驗的深入思考。通過開展《制作人體體細胞染色體核型分析圖》為主題的生物學實踐活動課，學生不僅可以學習到更多的生物學專業的基礎知識，還可以鍛煉他們的動手能力，增強他們對相關生活體驗的深入思考和認知，使得知識從學生的生活體驗中來，從學生的思考中來。也正因為如此，學生才會不僅“懂”了，而且“信”了，從內心上認同自己所學的知識，進而能夠主動地內化為自己的情感、態度、價值觀，并融入到實踐活動中去，有助于實現知、行、信的統一。

參考文獻

[1]陳閱增.普通生物學（第2版）[M].高等教育出版社，2005.

[2]李恂.染色體遺傳導論[M].長沙：湖南科學技術出版社，1991.